DK150670B - Roterovnsanlaeg - Google Patents

Description

150670

Opfindelsen angår et roterovnsanlæg, der består af en med hældning anbragt roterovn, hvortil i det mindste en del af brændslet til forbrændingen tilføres gennem brænderen ved ovnens nederste ende, materialeudløbsenden, og hvor anlægget 5 er udstyret med en flertrins cyklonforvarmer eller anden suspensionsforvarmer bestående af i det mindste én streng samt med en efter ovnen tilkoblet køler til køling af det i ovnen behandlede produkt. Det sidste trin i forvarmerstrengen kan være udformet eller virke som kalcinator til i det 10 mindste delvis forvarmning af materialet før dettes behandling i ovnen, idet brændsel til forkalcineringen indføres direkte i kalcinatoren.

I moderne roterovnsanlæg af denne type udsætte materialet for sintring og eventuelt en vis færdigkalciner-15 ing i ovnen, og den i ovnen udviklede varme anvendes i forvarmeren og eventuelt i kalcinatoren. Således kan røggastem-peraturen i ovnens øverste ende, materialeindløbsenden, og i stigrøret mellem ovnindløbet og det nederste forvarmertrin være så høj, at der opstår risiko for beskadigelse og påbag-20 ninger i konstruktionen ved ovnens øverste ende og det nederste stigrør, især når der brændes råmaterialer indeholdende klor og alkali.

Man har ved tidligere konstruktioner for tilførsel af råmateriale til roterovne forsøgt at afhjælpe overhednings-25 problemet. Således omhandler engelsk patentbeskrivelse nr. 763,837 en roterovn, hvis øverste ende indvendigt er forsynet med en opstuvningsring og løfteanordninger, der hjælper med at føre det behandlede materiale ind i røggasstrømmen, hvor det opblandes i denne. Beskrivelsen omhandler end-30 videre en tilførselsåbning for atmosfærisk luft til stigrøret mellem ovn og forvarmet til køling af gasserne i stigrøret .

Engelsk patentbeskrivelse nr. 1,100,530 angår en forbedring af konstruktionen ifølge ovennævnte engelske patent-35 beskrivelse nr. 763,837 gående ud på at indbygge løfteanordningerne i opstuvningsringen og lade kølingen i stigrøret ske ved tilførsel af råmateriale fra forvarmerens næstneder-ste trin gennem et rør direkte ind i ovnindløbet. Endelig 2 150670 angiver engelsk patentbeskrivelse nr. 1,375,566 endnu en konstruktion til "hindring af påbagninger i og omkring ovnindløbet gående ud på at anbringe en kraftig ventilator i røggasudløbet uden for ovnen, således at der opnås en ekstra 5 stor støvcirkulation bl.a. i ovnens øverste ende.

Det er formålet med opfindelsen at forbedre disse konstruktioner og derigemmen at opnå en bedre fordeling af råmaterialet.

Anlægget ifølge opfindelsen omfatter derfor ud over 10 roterovnen og den til denne koblede suspensionsforvarmer og køler et røgkammer, der forbinder ovnens øverste ende med et stigrør, som fører ovnrøggasserne op til nederste forvarmertrin, en i ovnens øverste ende anbragt spredeanordning for tilført råmateriale, en første rørledning for tilførsel af 15 råmateriale fra næstnederste eller et foregående forvarmer-trin ind i spredeanordningen, således at råmaterialet bliver suspenderet i de varme røggasser, der forlader ovnen, og en anden rørledning for tilførsel af råmateriale fra det nederste forvarmertrin og ind i ovnens øverste ende på den anden 20 side af spredeanordningen.

En sådan spredeanordning kendes f.eks. fra US 2.841.385.

Konstruktionen ifølge opfindelsen giver imidlertid en forbedret spredning i ovnrøggasserne af råmaterialet fra det 25 næstnederste eller foregående forvarmertrin og en betydelig sænkning af temperaturen i ovnens øverste ende. Spredeanordningen kan være roterende med ovnen, eller den kan være stationær. Ved den stationære anordning opnås yderligere, at man undgår andre roterende mekanismer end selve ovnen, og at 30 man får en ret enkel konstruktion og funktionering af selve anordningen.

Den roterende anordning kan "have forskellige udførelsesformer. Den kan være anbragt inde i ovnens øverste ende eller ved spalten mellem ovnens øverste ende og det nederste 35 stigrør i røgkammeret eller i selve det nederste stigrør, og være et ringformet kammer forsynet med skovle, lommer eller kasser.

Ved skovlkammerløsningen kan skovlbladenes radiært 150670 3 anbragte indvendige dele ligge på en cirkel, hvis diameter er større end den mindste diameter af indsnævringen i ovnens øverste ende og mindre end selve ovnens indvendige diameter. Rørledningen, der tilfører råmateriale fra næstnederste 5 eller et foregående forvarmertrin, udmunder i skovlkammeret umiddelbart oven over de nederste skovlblade.

Råmaterialet, der udtømmes i skovlkammeret direkte fra det næstnederste eller tidligere forvarmertrin, og hvis temperatur er væsentligt lavere end røggasserne, køler 10 skovlbladene, og som en følge af, at råmaterialet af bladene hvirvles op i røggasserne, forårsager det tillige en bratkøling af disse. Denne bratkøling mindsker i væsentlig grad de varme ovngassers skadelige virkning på ovn og forvarmerkonstruktion. De yderste dele af skovlbladene er, som nævnt, 15 tilbagetrukket i forhold til den øverste ovenendes mindste indvendige diameter, således at bladene går fri af den direkte gasstrøm ud af ovnen, hvorved man undgår beskadigelse af dem på grund af de varme røggasser.

Det ringformede kammer kan langs sin udvendige om-20 kreds være forsynet med automatisk eller manuelt betjente lemme til indsugning af atmosfærisk luft i kammeret, hvorved skabes en ekstra mulighed for afkøling af røggasserne i tilfælde af utilstrækkelig afkøling ved hjælp af råmaterialet fra forvarmeren og den deraf følgende risiko for varmebe-25 skadigelse af det ringformede kammer. Den samme sikring kan også opnås ved en mellem det ringformede kammer, og røgkammeret anbragt automatisk virkende lufttætning, hvorigennem luft kan suges ind i spredeanordningen.

Den stationære anordning kan bestå af en eller flere 30 prelplader anbragt i spalten mellem røgkammeret og ovnens øverste ende og umiddelbart under udløbet af den rørled-ning/de rørledninger, der tilfører råmaterialer fra næstnederste eller foregående forvarmertrin. Den stationære anordning kan alternativt være forsynet med en sprinklermeka-35 nisme monteret på eller ud for udmundingen af det eller de rør, der rager ind i ovnindløbet eller spalten, og som tilfører råmaterialer fra næstnederste eller de foregående forvarmertrin.

4 150670

Den ind mod ovnen vendende del af røgkammeret kan være indsnævret for at give røggasserne og materialerne i disse en hastighedsforøgelse under passagen fra ovn gennem røgkammer og op i stigrøret. Den højere hastighed bidrager 5 betydeligt til borttransporten af det suspenderede råmateriale og reducerer derved risikoen for påbagninger forårsaget af eventuelt klor og/eller alkaliindhold i de behandlede materialer, idet klor- og/eller alkalipartiklerne rives med i røggasserne op gennem røgkammeret. Indsnævringen opnås 10 eksempelvis ved at dele tværsnittet i røgkammerets ind mod ovnen vendende del i to dele, f.eks. en øvre og nedre eller højre og venstre del, hvoraf den ene udgør ovnrøggaspassa-gen, og den anden giver plads for én eller begge de rørledninger, der tilfører råmateriale til ovnen. Rørledningen 15 eller rørledningerne kan være således isolerede fra de varme ovnrøggasser, at de ikke beskadiges af den intense varme i disse.

Man kan opnå denne opdeling af tværsnittet og beskyttelsen af rørene ved at udforme røgkammerbunden således, at 20 ' den hælder skråt nedad mod ovnens øverste ende. Rummet oven • over den nærmest ovnen værende del af røgkammeret kommer dermed til at udgøre den indsnævrede passage, og under røg-kammerbunden kan rørene anbringes, således at de følger bundens hældning og dermed letter materialets transport gen-25 n.em rørene ind i ovnindløbet. Især rørledningen mellem ned-erste forvarmertrin og ovnindløb kan med fordel anbringes under den hældende bund og eventuelt indkapsles i det isolerende materiale, der udgør bunden.

I den nederste del af ovnindløbet kan være monteret 30 mindst én by-pass ledning til bortledning af varme røggasser direkte fra ovnens indre til et filter eller lignende. Bypass ledningen bør da rage ind i ovnen på den anden side af det ringformede kammer. Ledningen optager dermed ikke plads, der er nødvendig for andre deles hensigtsmæssige funktioner-35 ing.

Ovnanlægget kan bestå af en eller flere parallelle, 7 flertrins forvarmerstrenge, og forvarmeren kan indbefatte en kalcineringsenhed med yderligere brændselstilførsel. Denne 150670 5 brændselstilførsel kan ske sammen med råmaterialerne, der tilføres forvarmeren', eller direkte til selve forvarmeren, f.eks. til stigrøret fra røgkammeret. Opvarmet luft i form af brugt køleluft fra en materialekøler, der er forbundet 5 med ovnens nederste ende, kan indføres i roterovneen eller i forvarmeren som forbrændingsluft eller som en sekundær varmekilde til kalcineringen eller blot som transportmiddel for de suspenderede materialer.

Anlægget kan endvidere indbefatte midler for tilfør-10 sel af ekstra atmosfærisk luft til ovnindløbet enten via rørledningen for tilførsel af råmateriale fra næstsidste eller et foregående forvarmertrin og/eller via rørledningen for tilsførsel af råmateriale fra det sidste forvarmertrin til ovnindløbet.

15 Denne ekstra atmosfæriske luft medvirker til at for øge iltindholdet i ovnindløbet og sikrer derved uden en u-ønsket temperaturforøgelse en mere fuldstændig forbrænding af røggassernes brændbare dele, hviklet igen begrænser udviklingen af nitrogen oxid i ovnindløbet og risikoen for på-20 bagninger fra nitrogen oxider i ovrtindløb, røgkammer og det nederste stigrør.

I de ledsagende tegninger er vist tre eksempler på anlæg, der er udført i overensstemmelse med opfindelsen, og hvor 25 Fig. 1 er en skematisk tegning af en del af et ovn anlæg med en roterende spredeanordning - set fra siden og delvist i snit,

Fig. 2 er et snit II-II af Figur 1,

Fig. 3 er et lodret snit gennem ovnens øverste ende 30 og røgkammeret,

Fig. 4 er et snit efter linien IV-IV i Fig. 3,

Fig. 5 er et snit efter linien V-V i Fig. 3,

Fig. 6 er et snit efter linien VI-VI i Fig. 3,

Fig. 7 er et andet eksempel af et ovnanlæg med en 35 roterende spredeanordning og set fra siden,

Fig. 8 er et snit VIII-VIII af Fig. 7,

Fig. 9 er et tredje eksempel af et ovnanlæg visende et snit gennem den øverste ovnende og røg- 150670 o kammeret, og med en stationær spredeanord-ning,

Fig. 10 er et snit efter linien XIII-XIII i Fig. 9,

Fig. 11, 12, 13 skematisk viser ovnanlæg med fler-5 strengs forvarmere - set fra siden, og

Fig. 14 og 15 skematisk viser ovnanlæg med enkeltstrengs forvarmere - set fra siden.

Figur 1 og 2 viser et anlæg med en roterovn 1, et 10 røgkammer 2, der fortsætter i et stigrør 10, et skovlkammer 3 med skovle 9, rør 4a og 4b for tilførsel af råmateriale fra nederste forvarmertrin 12a, 12b til ovnen 1, rør 5 for tilførsel af råmateriale til skovlkammeret 3 fra næstneder-ste forvarmertrin 11a, 11b, en tætning 6 mellem skovlkam-15 meret og røgkammeret med mulighed for automatisk luftindsugning via tætningen i røgkammeret 2 og en understøtning 7 for røgkammeret. En indsnævring 8 er nærmere omtalt i forbindelse med Fig. 3-6.

På Figur 3-6 er i detaljer vist ovnens øverste ende 20 og røgkammeret. Skovlkammeret 3 har skovle 9 og lemme 17.

Mellem skovlkammeret og. røgkammeret er den i og for sig kendte tætning 6. Lemmene 17 tillader ligesom tætningen 6 tilførsel af atmosfærisk luft til skovlkammerets indre for det tilfælde, at kølingen ved hjælp af råmateriale tilført 25 . skovlkammerets nederste del gennem røret 5 skulle svigte.

Ovnen har en konisk indsnævrende ende la. Tilførselsrøret 4 for råmateriale fra det nederste forvarmertrin munder ud i ovnindløbet ved 4c, mens tilledningsrøret 5 for råmateriale fra det næstnederste forvarmertrin munder ud i skovlkammer-30 et ved 5c umiddelbart oven over de underste skovlblade.

Røgkammeret 2 har en skrånende bund 2a, hvorved der i kammeret skabes en indsnævring 8 til forøgelse af røggas- og materialehastigheden i røgkammeret. Den skrånende bund tillader endvidere, at røret 4 kan føres ind i ovnmundingen la 35 liggende under eller i. røgkammerets bund. 13 og 14 angiver understøtninger af rørmundingen 4c i ovnindløbet.

: På Figur 4 er vist en eksempelvis udførelse af indsnævringen 8. Det fremgår, at i dette tilfælde bidrager 7 15067( røret 4's. placering yderligere til en begrænsning af arealet i indsnævringen* På Figur 3 og 5 viser 16 en eksempelvis anbringelse af et røggas by-pass fra ovnens indre til et ikke vist 5 filter. 15 angiver en understøtning af by-pass ledningen 16.

I Figur 7 og 8 omkranser en stationær kappe 18, der bæres af røgkammeret 2, roterovnen l's øverste ende. Kappen 18 har en tætning 19 mellem kappen og roterovnen. Den del 10 af roterovnen, som befinder sig inde i kappen 18, er forsynet med skovle 20, der gennem åbninger 21 i ovnskallen står i forbindelse med ovnens indre. Tilførselsrøret 5 leder råmateriale ind i kappen 18, hvor det udtømmes, løftes op af skovlene 20 og suspenderes i ovngasserne under 15 disses passage ud af ovnen.

På Figur 9 og 10 er 1 en roterovn, 2 et røgkammer, 4 et rør for tilførsel af råmateriale fra det nederste forvarmertrin til ovnen 1, 5', 51' og 5'" rør for tilførsel af råmateriale fra det næstnederste eller de foregående 20 forvarmertrin direkte ind i en spalte 6a mellem ovnen 1 og røgkammeret 2, 6 en tætning mellem ovnen 1 og de nederste dele af forvarmeren, 7 en understøtning for røgkammeret og 13 en understøtning for enden af røret 4. Prelplader 27a, b og c med nedadskrånende overflader er anbragt på røgkammer-25 et 2's mod ovnen vendende kant umiddelbart under hvert af rørene 51, 5 * 1 og 5111 og ved spalten 6a*s inderkreds for at udvirke den ønskede suspension af råmateriale fra rørene . 5'—5 *'' i ovngasserne under disses passage ud af ovnen. Antallet af rør fra det næstnederste eller de foregående for-30 varmertrin er ikke begrænset til det på Figur 5 viste, men kan variere alt efter de foretrukne konstruktioner. Om ønskeligt kan et eller flere af rørene udstyres med pumpeanordninger til transpoot af råmateriale til spalten 6a.

Herudover fungerer det på Figur 9-10 viste anlæg ana-35 logt med de i det foregående beskrevne eksempler.

På det i Figur 11 skitserede og - bortset fra sprede-anordningen 3 - kendte anlæg forvarmes råmaterialet i to parallelle flertrins cyklonforvarmerstrenge A og B før 8 150670 passagen ind i ovnen 1 og den påfølgende afkøling i køleren 24. Strengen A (ovnstrengen) forsynes med varm ovngas gennem røgkammeret 2 og det nederste stigrør 10. Råmateriale fra næstnederste cyklontrin 11a i ovnstrengen A passerer 5 ned gennem røret 5 og ind i spredeanordningen 3, før det suspenderet i ovngasserne føres ud gennem røgkammeret.

Strengen B (køleluftstrengen) forsynes med varm, brugt køleluft fra køleren 24 gennem et rør 23 og en kalci-nator 22, i hvilken brændsel brændes under tilførsel af en 10 del af den brugte køleluft. Kalcinatoren 22 er forbundet med stigrøret til det nederste cyklontrin 12b i køleluftstrengen B, og materiale fra det næstnederste cyklontrin 11b tilføres kalcinatoren 22. Det forvarmede råmateriale fra cyklontrinet 12a, som er blevet i det mindste delvis 15 kalcineret af ovngasserne i stigrøret 10, og det ligeledes i det mindste delvist kalcinerede råmateriale fra cyklontrinet 12b indføres samlet i ovnen 1 på den anden side af spredeanordningen 3 gennem rørene 4a og 4b og det fælles rør 4. Røret 10 kan eventuelt også indbefatte en kalcina-20 tor. En sådan udførelsesform muliggør, at strengene A og B er af samme dimensioner og har samme ydelse.

Det på Figur 12 viste og kendte anlæg afviger fra det på Figur 11 viste ved, at råmaterialet, der passerer ned gennem forvarmerstrengen A deles, således at en del passer-25 er til det næstnederste cyklontrin 11a, mens en del passerer til et parallelt cyklontrin 11c. Materialet fra cyklontrinet 11a tilføres som tidligere omtalt spredeanordningen 3 og suspenderes derefter i ovngasserne for at blive omtrent fuldstændigt kalcineret i stigrøret 10. Materialet 30 til cyklontrin 11 passerer fra dette gennem et rør 25 ind i kalcinatoren 22, hvor det forenes med materialet fra cyklontrin 11b til en fortsat kalcinering. Det i kalcinatoren behandlede råmateriale passerer derefter gennem cyklontrin 12b og røret 4b sammen med det i stigrøret 10 og 35 cyklontrin 12a behandlede og gennem røret 4a transporterede materiale gennem røret 4 ind i ovnen 1. Med denne konstruktion er det muligt at opnå både en lavere ovngastemperatur og en forbedring af anlæggets samlede forkalcinering.

150670 9 På det i figur 13 viste og ligeledes - bortset fra spredeanordningen 3 - kendte anlæg ledes alt råmaterialet i ovnstrengen A fra cyklontrin 11a ind i spredeanordningen 3 og derfra gennem stigrøret 10 til cyklontrinet 12a, hvorfra 5 det hele ledes ind i kalcinatoren 22 for kalcinering og videreførsel til ovnen sammen med materialet fra køleluft-strengen B. Denne konstruktion tillader en variation på fra 0% til 100% af kalcineringen af materialet i ovnstrengen A til opnåelse af en ønsket, samlet kalcineringsgrad før den 10 endelige kalcinering i selve ovnen.

Det i Figur 14 skitserede og kendte anlæg svarer til det i Figur 11 med undtagelse af, at der kun er vist én forvarmerstreng, selvom der er mulighed for flere. Der er brugt de samme henvisningsnumre, dog med udeladelse af de 15 eventuelt efterfølgende bogstaver. Et rør 28 til indførelse af ekstra atmosfærisk luft i ovnindløbet er vist førende ind i røret 4.

På det i Figur 15 viste og kendte anlæg er i stedet for røret 28 vist et rør 29, som på lignende måde gennem 20 røret 5 leder ekstra atmosfærisk luft ind i ovnindløbet.

Claims (4)

150670 ίο KRAV.

1. Ovnanlæg bestående af en med hældning anbragt roterovn, hvis øverste ende er tilkoblet en flertrins suspensionsforvarmer til forvarmning eller til forvarmning og i det mindste delvis kalcinering af råmateriale, der brændes 5 i ovnen, en efter ovnen tilkoblet køler til køling af det i ovnen behandlede produkt, et røgkammer, der forbinder ovnens øverste ende med et stigrør, som fører ovnrøggasserne op til det nederste forvarmertrin, og af mindst én første rørledning for tilførsel af råmateriale fra næstnederste 10 eller et foregående forvarmertrin, kendetegnet ved, at ovnanlægget ved den øvre ovnende omfatter en kalcinering smekanisme bestående af en første ledning, eller ledninger (5) for tilførsel af råmateriale fra næstnederste . forvarmertrin (11) eller et foregående forvarmertrin til 15 ovnen (1), af en i og for sig kendt spredeanordning (3, 18, 27. anbragt i eller ved den øvre ovnende, og af en anden ledning (4) for tilførsel af råmateriale fra nederste forvarmertrin (12) og ind i ovnens øvre ende (la) på den anden side af spredeanordningen.

2. Ovnanlæg i henhold til krav 1 kendetegnet ved, at spredeanordningen (3, 18) indbefatter et ringformet, med ovnen (1) sammenbygget og roterende kammer med skovle (9), lommer eller kasser, og at de i radial retning indre kanter af skovlbladene (9), lomme- eller kasse vægg-25 ene (20) ligger på en cirkel, hvis diameter er større end den øvre, konisk formede ovnendes (la) mindste indvendige diameter og mindre end selve ovnens (1) indvendige diameter .

3. Ovnanlæg ifølge krav 1 eller 2 kendetegnet 30 ved, at den første ledning (5) udgøres af et rør gennem hvilket det behandlede materiale indføres i skovlkammeret (3) umiddelbart ovenover de underste skovlblade (9), (Fig. 1) .

4. Ovnanlæg ifølge krav 1, 2 eller 3 kendetegn-35 e t ved, at spredeanordningen (3) ved sin ydre omkreds har automatisk eller manuelt virkende luger (17) til indsugning