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Vorrichtung zur Wärmebehandlung von flüssigen oder festen Stoffen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um Lösungen oder Aufschwemmungen einzudampfen
und zu verbrennen oder nur einzudampfen oder um stück- oder pulverförmiges Material
mit Wärme zu behandeln, gegebenenfalls zu verbrennen.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird das Material in an sich
bekannter Weise über etagenförmig angeordneten Schüttelflachen vorgeschoben.
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Um größere Ausschläge der in Schüttelbewegung versetzten Herdteile
quer zur Schüttelrichtung zu ermöglichen als bei den bereits bekannten Vorrichtungen
dieser A;rt, sind nach der Erfindung die den Herd darstellenden Schüttelilächen
auf Federn gelagert, die Ausschläge in senkrechter Richtung haben, während die Schüttelbewegung
durch Kraftorgane in waagerechter Richtung erfolgt.
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Die Schüttelfiächen sind vorzugsweise zur Richtung der Schüttelbewegung
geneigt angeordnet; auch empfiehlt sich, die Träger der Schüttelilächen seitlich
abzufedern und auch die an den Trägern angeordnete Schüttelvorrichtung auf Federn
zu lagern.
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Insbesondere, wenn die Vorrichtung dazu bestimmt ist, als Feuerungsapparat
oder Röstofen für feste Brennstoffe, z. B. SZchwefelkies, zu dienen, ist es zweckmäßig,
daß die Herde aus im wesentlichen parallelen, nebeneinander waagerecht oder schwach
geneigt angebrachten, von Wärmeanstauschmittel durchströmten Rohren beliebigen Querschnitts
bestehen, die einen Rost für den Brennstoff bilden, und daß ein Vibrationsapparat
vorgesehen ist, durch den sämtliche oder einige der Rohre betätigt werden. Bei einer
solchen Vorrichtung kann vorzugsweise der Rost derart angeordnet sein, daß ein Teil
desselben den Boden einer Brennstofftasche darstellt, aus der der Brennstoff in
die Feuerung hineingefördert wird.
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Einer oder mehrere der Herde können aus parallel nebeneinander angeordneten
Rohren
bestehen, die Bügelform besitzen, wobei sämtliche Bügelschenkel
zum größten Teil in derselben Ebene und vorzugsweise ziemlich dicht aneinander verlegt
sind und wobei die Enden der Bügelschenkel umgebogen sind und im Zickzack an einem
Verteilerkastlen derart befestigt sind, daß die die Rostfläche bildenden Rohrabschnitte
Schwingungsbewegungen ausführen können.
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Das zu behandelnde Material kann im Gegenstrom zu heißen Gasen über
die Herde geführt werden. Es hat sich hierbei als zweckmäßig gezeigt, daß die Bewegung
so beherrscht wird, daß die Materialteilchen eine Versetzung gegeneinander erfahren,
wofür es vorteilhaft ist, daß alle Punkte des vibrierenden Teiles jedes Herdes sich
in parallelen Ebenen bewegten, die erheblich von der Herd ebene abweichen. Wenn
also ein Herd z.B. aus Rohren besteht, ist es nicht notwendig, daI. alle Rohre eine
Vibrationsbewegung ausführen; es genügt oft, daß ein oder mehrere Teile des Herdes
vibrieren. Dies kann dadurch erreicht werden, daß z. B. jedes zweite der Rohre mit
dem Vibrationsorgan in Verbindung steht; auch kann es manchmal zweckmäßig sein,
zwei oder mehrere der Herde in Verbindung mit einem gemeinsamen Vibrationsorgan
zu setzen.
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Die Herde werden zweckmäßig so angeordnet, daß die übereinander angeordneten
Herde abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen fördern. Die Herde können dabei
waagerecht angebracht sein oder in Ebenen liegen, die Winkel zu der waagerechten
Ebene bilden, wobei auch eine Aufwärtsneigung in der Vorschubrichtung des Materials
nicht ausgeschlossen ist. Vorzugsweise werden sie derart angeordnet, daß sie abwechselnd
nach entgegengesetzten Richtungen geneigt sind.
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Das ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Herde zwischen einander
gegenüberliegenden Wänden eines Schachtes angeordnet sind.
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Dann können sie, abwechselnd von der einen und der anderen der beiden
Wände ausgehend, gegen die andere Wand hin gerichtet sein. Die Herde können aber
auch auf einer in dem Schacht zentral angebrachten Welle angeordnet sein, wobei
das zu behandelnde Material abwechselnd von der Welle nach auswärts und nach einwärts
gegen die Welle hin bewegt werden kann.
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Die Herde können Scheibenform bauen und mit Öffnungen versehen sein,
durch welche Luft oder anderes Gas hindurchströmen kann, Sie können auch ganz oder
teilweise aus Rohren bestehen, die in einiger Entfernung voneinander angeordnet
sind.
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Als Wärmeanstauschmittel kann z. B. Wasser, Dampf oder Luft verwendet
werden, und dieses Mittel kann in gewissen Fällen vorzugsweise durch ein besonderes
Organ, z. B. eine Pumpe, ein Gebläse, einen Verdichter oder Injektor, vorwärts getrieben
werden. Wird Luft verwendet, so kann somit vorgewärmte Luft für die Verbrennung
bzw. die Wärmebehandlung benutzt werden. Wird die Vorrichtung in Kombination mit
einem Apparat venvendet, in welchem die Wärme der entstehenden Gase zur Dampferzeugung
ausgenutzt wird, so kann es, wenn Wasser als Wärmeaustauschmittel verwendet wird,
zweckmäßig sein, das somit vorgewärmte Wasser als Speisewasser für den Dampferzeuger
zu benutzen. Wird wiederum Dampf als Wärmeaustauschmittel benutzt, so ist es vorteilhaft,
den Dampf in das Dampfsystem zurückzuleiten.
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Die Verbrennungsluft wird in sonst üblicher Weise von unten zugeführt
und kann, ohne daß die Herde hierdurch beschädigt werden, sogar sehr hohe Temperatur
haben. Jeder beliebige Stoff kann behandelt werden, z. B.
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Kohle, Torf, Sägespäne, Schwefelkies, Sulfatablauge, ein Gemisch von
festen und flüssigen Stoffen oder sogar zähflüssige Stoffe.
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Bei Herden aus nebeneinander angebrachten Rohren, die in ein und derselben
Herdebene keine Bügelform haben, können die Rohre miteinander entweder derart verbunden
sein, daß das Wärmeaustauschmittel durch alle Rohre in derselben Richtung strömt,
oder derart, daß es in gewissen Rohren in der entgegengesetzten Richtung strömt.
In dem erstgenannten Falle können sämtliclle Rohre an einen Verteilerkasten angeschlossen
sein, während im letztgenannten Falle der Anschluß an einen Verteilerkasten gruppenweise
zu erfolgen hat.
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Die Erfindung ist auf der beigefügten Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, und zwar stellt die Figur einen Trocknungs-, Röst- oder Schmelzofen
im senkrechten Schnitt dar.
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Die senkrechten Wände des Ofens sind mit 30 und 31 bezeichnet. In
den Wänden sind je zwei Öffnungen 32 bzw. 41 vorgesehen, welche von waagerechten
Armen 33 bzw. 42 durchsetzt werden, an deren in dem Ofenschacht befindlichen Endteilen
Herde 34 bzw.
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44 befestigt sind, die von der Schachtwand nach abwärts geneigt im
Ofenraum angeordnet sind. Die außerhalb des Ofens befindlichen Endteile der Arme
33 und 42 sind durch Querstücke 35 bzw. 43 fest vereinigt. Die Querstücke 35, 43
sind vermittels Federn 29, die sich in senkrechter Richtung auszudehnen bzw. zusammenzuziehen
vermögen, nachgiebig getragen und werden in waagerechter Richtung von zwei Paar
Federn 36 nachgiebig festgehalten. Das Querstück 35 ist durch eine Gelenkverbindung
37 mit einer Welle 38 verbunden,
die in einem Rahmen 39 gelagert
ist, der ausschließlich von Federn 40 getragen wird. Auf der Welle 38 sind zweckmäßig
Unbalancen angebracht, so daß der Apparat beim Umlauf der Welle eine vibrierende
Bewegung erhält. Das Querstück 43 wird in derselben Weise wie das Querstück 35 von
Federn 29 und 36 getragen bzw. abgestützt, und die vibrierende Bewegung wird mit
einer ähnlichen Vorrichtung wie diejenige des Querstücks 35 bewirkt. Die Herde 34
und 44 sind aus Rohrkörpern gebildet, und die Rohre jedes Herdes sind miteinander
und mit in dem entsprechenden Arm 33 bzw. 42 verlaufenden Rohren verbunden, die
an die Leitungen 45 bzw. 46 in den Querstücken zwecks Zuleitung bzw; Ableitung von
Kühlmitteln angeschlossen sind.
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Das Material, das behandelt werden soll, z. B. eingedickte Schwarzlauge
der Sulfatzellstoffindustrie, die bis zur Trockenheit eingedampft und zwecks Wiedergewinnung
von Natriumverbindungen geschmolzen werden soll, wird durch den in dem oberen Teil
des Ofens angebrachten Trichter 47 eingespeist und fällt dabei auf den obersten
Herd 44, an dem es wegen der vibrierenden Bewegung entlang gleitet und über dessen
freien Rand les weiter auf den obersten der von der ent gegengesetzten Wand ausgehenden
Herde 34 herunterfällt, auf dem es in der entgegengesetzten Richtung wandert usf.,
bis das Material in trockenem Zustande von dem untersten Herd 34 in den Schmelzraum
48 herunterfällt.
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Dort wird das Material mit Hilfe von aus dem Gebläse 49 zugeführter
Gebläseluft zum Schmelzen gebracht, und die Schmelze wird durch das Abstechloch
50 abgeleitet. Die heißen Gase strömen im Gegenstrom gegen das M;aterial und werden
durch den Gasaustritt 5I abgeleitet und können dann verwendet werden, z. 3. um die
Schwarzlauge einzudicken, die später im Ofen behandelt werden soll, oder um sonstige
wärmeauinehmende Apparate zu betreiben. Während des Prozesses wird Luft durch die
Öffnungen 32 und 4I eingeführt und Kühlmittel, z. B. Wasser, durch die Leitungen
45 zugeführt, welches nach dem Durchströmen eines Armes 33 bzw.
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42 in das Querstück 35 bzw. 43 übertritt und aus diesem zu dem nächst
höher gelegenen Herd usw. gelangt, um schließlich durch die Leitungen 46 abgeführt
zu werden.
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Der in der Figur gezeigte Ofen kann auch als Röstofen verwendet werden,
wenn anstatt des Schmelzraumes 48 ein Förderer o. dgl. für das geröstet Material
angeordnet wird.