EP0167658B1 - Grate area element for the construction of a grate surface as well as heat treating process - Google Patents
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- EP0167658B1 EP0167658B1 EP84110432A EP84110432A EP0167658B1 EP 0167658 B1 EP0167658 B1 EP 0167658B1 EP 84110432 A EP84110432 A EP 84110432A EP 84110432 A EP84110432 A EP 84110432A EP 0167658 B1 EP0167658 B1 EP 0167658B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
- F27D15/02—Cooling
- F27D15/0206—Cooling with means to convey the charge
- F27D15/0213—Cooling with means to convey the charge comprising a cooling grate
- F27D15/022—Cooling with means to convey the charge comprising a cooling grate grate plates
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- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
- F27D1/0009—Comprising ceramic fibre elements
Definitions
- the invention relates to a grate floor element for the construction of a grate surface or a grate floor for receiving solids during their combustion, cooling or other heat treatment, the grate floor element having a surface perforated by gas outlet openings for carrying the solids located on the grate, also to one a plurality of such grate floor elements, as well as a process for the combustion, cooling or other heat treatment of solids located and conveyed on a heat-resistant grate floor by means of gases such as, for example Air, these gases used for heat treatment first flowing through the grate and then the solids on it.
- gases such as, for example Air
- grate floors for the above-mentioned treatment purposes for solids are usually formed from grate bars, grate plates or grate blocks, which are dimensioned in such a way that they do not warp under thermal expansion. These grate floors carry the solids and promote them due to their inclination or movement.
- the funding can also be provided by scratches or by the gas used for treatment, usually air.
- grate floors An essential feature of grate floors is openings for the gas to pass through. They are formed between the grate bars or incorporated into the grate plates or grate blocks. Special requirements for gas passage are met by inflow or nozzle plates. Such floors can be made of ceramic materials for use at high temperatures. Because of their low mechanical strength, however, they generally do not fulfill the conveying function of movable gratings.
- Known grate floors meet the demand for good self-cooling and a defined resistance to uniform distribution of the gas in the solid to be treated above it in different ways.
- Cooling fins or channels arranged on the gas side are described in DE-A-32 13 294.
- DE-A-17 58 067 rotatably installed grate plates with an additional weight are described in order to counteract the buoyancy caused by the rust resistance, which can be greater than the dead weight of the grate element.
- a key figure for the resistance of the grate is the open grate surface. 5% open grate surface means that the gas supplied in the openings assumes 20 times the speed and causes a considerable lift.
- the high exit velocity of the gas in the vertical direction can be disruptive.
- DE-A-20 05 869 describes a blind-like staircase wall in which a powder is conveyed transversely to the gas passage.
- the blind stairs run against gravity, so that no solid can run out.
- the blind solution has the disadvantage that a sufficient resistance for gas distribution is not realized, while nozzle bottoms have so far not been able to be realized in a mechanically promoting grate.
- the invention is based on the object to provide mechanically stressable grate floor elements for building up a grate surface and thus a grate, which combines the advantages known from the various above-mentioned constructions of grate bars, grate plates, grate blocks and nozzle plates with regard to self-cooling, gas distribution (including resistance) and freedom from diarrhea , wherein the grate floor elements should in particular be economically producible and, with regard to the method, to achieve improved and more economical conveyance of solids to be treated on grate floors.
- this object is achieved in the case of the grate floor element in that it is box-shaped and has lateral support webs which determine its width and between which the surface spans, on which the surface-defining bodies are arranged, the support webs moving in the manner of cheeks from the surface below and the surface-defining bodies between the cheeks to form fine gas slots substantially transverse to the cheeks, and that the gas slots are dimensioned and arranged with respect to the surface in such a way that they have a high resistance to gas passage and an obstacle to penetration or fall through of the transported solids.
- Such a box-like grate floor element is comparable in its function to ventilation boxes which are covered with semi-permeable fabrics or porous substances and are used in the area of low temperatures and fine powders.
- the e.g. Casting grate flooring elements that can be produced economically can be laid directly on grate girders without creating any further openings between the supporting bars.
- only the formed gas slots determine the rust resistance and the gas outlet speed, which prevents the ingress of solid matter. If the gas supply is interrupted, the grate slots form an effective obstacle against grate diarrhea due to their dimensioning and arrangement, which are matched to the overall surface of the grate, so that devices for discharging and removing the grate diarrhea become superfluous.
- the object on which the method is based is achieved in that the gases are fed to the solids essentially parallel to the grate bottom and in the conveying direction at high speed in the form of fine gas jets which are wide transversely to the conveying direction.
- This makes it possible to significantly support the conveying process of the solids to be treated, which are located on a grate, with the aid of the treatment medium, and above all the transport of the fine particles of such solids can be supported.
- a major and extremely important advantage is the additional cooling of the surface and the distribution of the gas from a layer parallel to the grate surface, regardless of the fineness of the slots.
- the gas emerging from the slots provided in the grate bottom elements can form the conveying means for the solids located on the grate.
- the conveyance of the solids is supported by moving the grate or by means of an additional conveying device through the gas outlet from the slots inclined in the conveying direction, it is with fine solids, here in connection with a horizontal grate, or with coarse solids in connection with an inclination of the Grate surface in the conveying direction possible, to convey the solid only with the process gas.
- This is useful if the grate floor is rigid or the solid is too hot for mechanical conveying.
- this conveyance of the heat treatment material which is significantly supported or even carried out by the process gas, it can be advantageous for the conveying process if the gas supply is pulsating.
- the supporting webs and bodies can be provided as parts that can be attached to one another to form a rigid grate floor element. This makes handling and laying easier, while the easy manufacture by casting is retained.
- the supporting webs and the body can be positively plugged together.
- the advantage that can be achieved in this way is the mobility of the parts to one another as a result of the mechanical stress, which brings about or supports a self-cleaning effect.
- the supporting webs and bodies can be provided in the form of two complementary basic components, each of which comprises a supporting web with a plurality of bodies extending transversely thereto.
- Such grate floor elements are easy to cast and embody particularly stable, closed boxes with any narrow, internal gas slots.
- the grate bottom element can have a bottom plate which extends between the two supporting webs and in which an opening for the gas supply into the interior of the box-like grate bottom element can be provided.
- the ventilation can preferably take place via grate supports, as will be described in more detail below as support elements for the grate floor elements according to the invention, and, as already explained, gas streams adjacent to each other in the conveying direction can be acted upon in groups together with gas, which has advantages are achievable in terms of both the design effort and the procedural process.
- the slots can be inclined towards the grate surface.
- the inclination in the direction of conveyance which has a significant influence on the formation of an obstacle to rust diarrhea, preferably takes place in order to support the conveying process in accordance with the method according to the invention.
- Such conveyance of the fine fraction of solids to be treated on the grate is particularly advantageous when using a scraper conveyor or with a sliding grate, since the fine fraction is mechanically difficult to convey.
- the inclination of the slits can be less than 40 ° relative to the surface, as a result of which the escaping gas flow rests on the surface and thus particularly in front contributes in part to the implementation of the method according to the invention.
- the slots are curved in a siphon-like manner at their gas inlet against gravity. This shape represents a particularly easy to manufacture and effective obstacle against rust diarrhea in connection with inclined slots.
- the slots preferably have throttles and extensions. This further improves the internal cooling of the grate floor element through the Joule-Thomson effect. At the same time, resistance to gas passage is increased.
- a majority of the grate floor elements designed according to the invention build up a grate in which the grate floor elements are arranged next to one another on grate supports in rows of grates and a plurality of such grate rows one behind the other, and in the further development of the invention the grate support hollow girders with connection to the gas supply and the grate floor elements sealing to the grate supports can be attached, openings for the gas supply from the grate carriers are provided in the interior of the grate floor elements and are in coverage with each other.
- the grate can expediently comprise a device for the pulsating supply of the gas (air) to the slots or a valve for the controlled interval supply of the gas to the slots. Both devices allow the gas speed required for the conveyance to be set independently of the amount of gas required for the process.
- a grate floor element 19, which forms part of a grate row 20 shown in FIG. 8 and explained further below, can be cast metal or ceramic and comprises, according to FIGS. 1 and 2, basic components 1 and 2 with main bodies 3 which form part of the effective grate surface or determine and are referred to in the text for simplicity only as "body”. These bodies 3 are cast alternately on mutually opposite supporting webs 4 of the basic components 1 and 2 and form slots 5 between them due to their dimensions in the longitudinal direction of the grate floor element.
- the grate surface is formed from the bodies 3, the supporting webs 4 and the slots 5.
- the area ratio of bodies 3: supporting webs 4: slots 5 can range from 1: 5: 1 to 40: 1: 1. Due to the formation of casting cones on the bodies 3, the slots 5 can, however, also deviate from the 90 degree angular position shown relative to the supporting webs.
- oblique slots 5 are shown, which are preferably inclined so that they emerge in the conveying direction.
- the inclination should not exceed an angle 23 (FIG. 5) of 40 ° in order to produce a flow of gas lying on the surface.
- Particularly favorable results can be achieved with angles of inclination of 30 to 35 °.
- the slot shapes 10 and 11 can also be combined.
- the grate floor elements are formed from individual supporting webs 4 and bodies 3 by form-fitting assembly.
- the body 3 have pins 8, which are received by holes 9 in the supporting webs 4.
- brackets (not shown) can be fastened to the supporting webs 4 for receiving the bodies 3.
- Such a simplified construction is preferred, for example, when using ceramic instead of metallic materials.
- tie rods 15 (FIG. 2) which are guided through bores 7.
- the distance between the supporting webs 4 can also be ensured by spacers 6.
- the holding forces for the tight fit of the supporting webs 4 can also be applied to one another by pressure.
- FIG. 7 and 8 show the arrangement of grate floor elements 19, here with siphon-like slots 10 on a grate carrier 16 for building up a grate row 20. It is readily known to the person skilled in the art that several such grate rows one after the other to form a grate of some kind, not shown here the known types (thrust, moving grate, stationary grate) are put together. With such an arrangement, the supporting webs 4 are designed in such a way that they can be fastened in a form-fitting manner on a grate support 16 designed as a hollow support.
- the grate floor elements 19 are displaceable across the grate on the grate carrier 16 so that they can be changed during operation.
- the air or gas is supplied via the grate support 16, which is therefore well cooled.
- One of the two supporting webs 4 has a base plate 17 in order to ensure ventilation via the grate carrier 16. This type of ventilation enables a particularly narrow division of the air chambers under the grate floor.
- the grate supports can contain adjustable flaps 24 for further air distribution.
- the base plate 17 can rest on the subsequent grate base element, not shown, whereby a step grate is formed.
- the promotion can take place in a known manner by the pushing movements of the rows of grates. Due to the air emerging from the slots 10, the frequency of this thrust movement necessary for the conveyance of solids is reduced in a manner which is more favorable for wear.
- the grate carrier 16 has a connection 21 for the gas supply.
- Devices 22 for pulsation or valves (not shown here) for controlled intake of the air are assigned to this.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Rostbodenelement zum Aufbau einer Rostfläche bzw. eines Rostbodens zur Aufnahme von Feststoffen bei deren Verbrennung, Kühlung oder anderweitigen Warmbehandlung, wobei das Rostbodenelement eine durch Gasaustrittsöffnungen durchbrochene Oberfläche zum Tragen der auf dem Rost befindlichen Feststoffe aufweist, ferner auf einen aus einer Mehrzahl solcher Rostbodenelemente aufgebauten Rost sowie weiterhin auf ein Verfahren zur Verbrennung, Kühlung oder anderweitigen Warmbehandlung von auf einem hitzebeständigen Rostboden befindlichen und geförderten Feststoffen mittels Gasen wie z.B. Luft, wobei diese der Warmbehandlung dienenden Gase zunächst den Rost und dann die darauf befindlichen Feststoffe durchströmen.The invention relates to a grate floor element for the construction of a grate surface or a grate floor for receiving solids during their combustion, cooling or other heat treatment, the grate floor element having a surface perforated by gas outlet openings for carrying the solids located on the grate, also to one a plurality of such grate floor elements, as well as a process for the combustion, cooling or other heat treatment of solids located and conveyed on a heat-resistant grate floor by means of gases such as, for example Air, these gases used for heat treatment first flowing through the grate and then the solids on it.
Rostböden für die genannten Behandlungszwecke für Feststoffe werden in der Praxis üblicherweise aus Roststäben, Rostplatten oder Rostblöcken gebildet, die so bemessen sind, dass sie sich bei Wärmedehnung nicht verwerfen. Diese Rostböden tragen die Feststoffe und fördern sie infolge ihrer Neigung oder Bewegung. Die Förderung kann auch von Kratzern oder von dem zur Behandlung dienenden Gas, in der Regel Luft, übernommen werden.In practice, grate floors for the above-mentioned treatment purposes for solids are usually formed from grate bars, grate plates or grate blocks, which are dimensioned in such a way that they do not warp under thermal expansion. These grate floors carry the solids and promote them due to their inclination or movement. The funding can also be provided by scratches or by the gas used for treatment, usually air.
Wesentliches Merkmal von Rostböden sind Öffnungen für den Durchtritt des Gases. Sie werden zwischen den Roststäben gebildet oder in die Rostplatten oder Rostblöcke eingearbeitet. Besondere Anforderungen an den Gasdurchtritt werden von Anströmböden oder Düsenböden erfüllt. Für den Einsatz bei hohen Temperaturen können solche Böden aus keramischen Werkstoffen hergestellt sein. Wegen geringer mechanischer Festigkeit erfüllen sie jedoch in der Regel nicht die Förderfunktion beweglicher Roste.An essential feature of grate floors is openings for the gas to pass through. They are formed between the grate bars or incorporated into the grate plates or grate blocks. Special requirements for gas passage are met by inflow or nozzle plates. Such floors can be made of ceramic materials for use at high temperatures. Because of their low mechanical strength, however, they generally do not fulfill the conveying function of movable gratings.
Bekannte Rostböden erfüllen die Forderung nach guter Eigenkühlung und definiertem Widerstand zur Gleichverteilung des Gases in den darüber befindlichen, zu behandelnden Feststoff in unterschiedlicher Weise.Known grate floors meet the demand for good self-cooling and a defined resistance to uniform distribution of the gas in the solid to be treated above it in different ways.
So sind in den DE-A-32 13 294 auf der Gasseite angeordnete Kühlrippen oder Kanäle beschrieben.Cooling fins or channels arranged on the gas side are described in DE-A-32 13 294.
Andersweitig sind in der DE-A-17 58 067 drehbar verlegte Rostplatten mit einem Zusatzgewicht, beschrieben, um dem infolge des Rostwiderstandes verursachten Auftrieb zu begegnen, der grösser als das Eigengewicht des Rostelements sein kann. Eine Kennzahl für den Widerstand des Rostes ist die offene Rostfläche. 5% offene Rostfläche besagen, dass das zugeführte Gas in den Öffnungen die 20-fache Geschwindigkeit annimmt und einen erheblichen Auftrieb verursacht.In another way, DE-A-17 58 067 rotatably installed grate plates with an additional weight are described in order to counteract the buoyancy caused by the rust resistance, which can be greater than the dead weight of the grate element. A key figure for the resistance of the grate is the open grate surface. 5% open grate surface means that the gas supplied in the openings assumes 20 times the speed and causes a considerable lift.
Die hohe Austrittsgeschwindigkeit des Gases in senkrechter Richtung kann störend sein.The high exit velocity of the gas in the vertical direction can be disruptive.
In der US-A-3 304 619 sind die Vorteile von horizontal aus Rostböden austretendem Gas beschrieben: durch hohe Austrittsgeschwindigkeiten wird die Förderung des Feststoffes bewirkt und der Wärmeübergang verbessert. Ein hitzebeständiger Rostboden, der diese Vorteile realisiert, wird jedoch nicht beschrieben.The advantages of gas emerging horizontally from rust floors are described in US Pat. No. 3,304,619: the solid is conveyed by high outlet speeds and the heat transfer is improved. However, a heat-resistant grate floor that realizes these advantages is not described.
Zur Förderrichtung quer und geneigt angeordnete Schlitze werden bisher zwischen einzelnen Roststäben gebildet. Im Gegensatz zu direkt auf Rostträgern verlegten Rostplatten erfordern sie längs verlegte Zwischenträger. Der dichte Anschluss der Kammern für die Gaszufuhr, besonders bei hohen Drücken für hohe Rostwiderstände, und die Übertragung der Förderbewegungen auf die Rostfläche wird durch solche Zwischenträger konstruktiv erschwert.Slits arranged transversely and inclined to the conveying direction have so far been formed between individual grate bars. In contrast to grate plates installed directly on grate beams, they require longitudinally laid intermediate beams. The tight connection of the chambers for the gas supply, especially at high pressures for high rust resistance, and the transmission of the conveying movements to the grate surface is made more difficult by such intermediate supports.
Bekannt ist ferner allgemein, dass eine kleine, offene Rostfläche in Verbindung mit hoher Gasgeschwindigkeit den Rostdurchfall stark vermindert. Dennoch müssen Roste aufwendige Einrichtungen für das Ausschleusen von durchgefallenem Feststoff aus den Kammern und für das Abfördern haben. Erst bei Düsenböden wird beispielsweise durch eine überlappende Abdeckung der Öffnungen dafür gesorgt, dass auch bei Unterbrechungen der Gaszufuhr der Feststoff nicht in die Öffnungen gelangt.It is also generally known that a small, open grate surface in connection with high gas velocity greatly reduces the grate diarrhea. Nevertheless, grids must have elaborate facilities for discharging fallen solid from the chambers and for removing them. It is only in the case of nozzle bottoms that an overlapping cover of the openings ensures, for example, that the solid does not get into the openings even when the gas supply is interrupted.
In der DE-A-20 05 869 wird eine jalousieartige Treppenwand beschrieben, in der quer zum Gasdurchtritt ein Pulver gefördert wird. Die Jalousietreppen verlaufen etwa entgegen der Schwerkraft, so dass kein Feststoff auslaufen kann.DE-A-20 05 869 describes a blind-like staircase wall in which a powder is conveyed transversely to the gas passage. The blind stairs run against gravity, so that no solid can run out.
Die beiden letzten Beispiele zeigen, dass durch an der Schwerkraftrichtung orientierte Hindernisse Rostdurchfall vermieden werden kann. Die Jalousie-Lösung hat jedoch den Nachteil, dass ein für die Gasverteilung ausreichender Widerstand nicht realisiert wird, während sich Düsenböden bisher nicht in einem mechanisch fördernden Rost verwirklichen lassen.The last two examples show that rust obstructions can be avoided by obstacles oriented in the direction of gravity. The blind solution, however, has the disadvantage that a sufficient resistance for gas distribution is not realized, while nozzle bottoms have so far not been able to be realized in a mechanically promoting grate.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, mechanisch beanspruchbare Rostbodenelemente zum Aufbau einer Rostfläche und damit eines Rostes zu schaffen, der die aus den verschiedenen vorerwähnten Konstruktionen von Roststäben, Rostplatten, Rostblöcken und Düsenböden bekannten Vorteile hinsichtlich Eigenkühlung, Gasverteilung (u.a. Widerstand) und Durchfallfreiheit vereint, wobei die Rostbodenelemente insbesondere wirtschaftlich herstellbar sein sollen, und, hinsichtlich des Verfahrens, eine verbesserte und wirtschaftlichere Förderung von auf Rostböden zu behandelnden Feststoffen zu erzielen.The invention is based on the object to provide mechanically stressable grate floor elements for building up a grate surface and thus a grate, which combines the advantages known from the various above-mentioned constructions of grate bars, grate plates, grate blocks and nozzle plates with regard to self-cooling, gas distribution (including resistance) and freedom from diarrhea , wherein the grate floor elements should in particular be economically producible and, with regard to the method, to achieve improved and more economical conveyance of solids to be treated on grate floors.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei dem Rostbodenelement dadurch gelöst, dass dieses kastenartig ausgebildet ist und seine Breite bestimmende, zwischen sich die Oberfläche aufspannende seitliche Tragstege aufweist, an denen die Oberfläche bestimmende Körper angeordnet sind, wobei sich die Tragstege nach Art von Wangen von der Oberfläche nach unten sowie die die Oberfläche bestimmenden Körper unter Bildung feiner, im wesentlichen quer zur den Wangen verlaufender Gasschlitze zwischen den Wangen erstrecken, und dass die Gasschlitze in Bezug auf die Oberfläche derart bemessen und angeordnet sind, dass sie einen hohen Widerstand gegen Gasdurchtritt und ein Hindernis gegen Eindringen oder Durchfallen der transportierten Feststoffe bilden.According to the invention, this object is achieved in the case of the grate floor element in that it is box-shaped and has lateral support webs which determine its width and between which the surface spans, on which the surface-defining bodies are arranged, the support webs moving in the manner of cheeks from the surface below and the surface-defining bodies between the cheeks to form fine gas slots substantially transverse to the cheeks, and that the gas slots are dimensioned and arranged with respect to the surface in such a way that they have a high resistance to gas passage and an obstacle to penetration or fall through of the transported solids.
Ein solches kastenartiges Rostbodenelement ist in seiner Funktion mit Belüftungskästen vergleichbar, die mit halbdurchlässigen Geweben oder porösen Stoffen belegt sind und im Bereich niedriger Temperaturen und feiner Pulver angewendet werden. Mit der Erfindung ist die Anwendung von Rostbodenelementen einer solchen Funktion nunmehr auch für heisse und grobe Feststoffe möglich. Die in einfacher Weise z.B. durch Giessen wirtschaftlich herzustellenden Rostbodenelemente lassen sich, ohne dass zwischen den Tragstegen weitere Öffnungen entstehen, unmittelbar auf Rostträgern verlegen. Dadurch bestimmen nur die ausgebildeten Gasschlitze den Rostwiderstand und die Gasaustrittsgeschwindigkeit, die das Eindringen von Feststoff verhindert. Bei Unterbrechung der Gaszufuhr bilden die Rostschlitze aufgrund ihrer auf die Gesamtoberfläche des Rostes abgestimmten Bemessung und Anordnung ein wirksames Hindernis gegen Rostdurchfall, so dass Einrichtungen zum Ausschleusen und Abfördern des Rostdurchfalls überflüssig werden.Such a box-like grate floor element is comparable in its function to ventilation boxes which are covered with semi-permeable fabrics or porous substances and are used in the area of low temperatures and fine powders. With the invention, the use of grate floor elements of such a function is now also possible for hot and coarse solids. The e.g. Casting grate flooring elements that can be produced economically can be laid directly on grate girders without creating any further openings between the supporting bars. As a result, only the formed gas slots determine the rust resistance and the gas outlet speed, which prevents the ingress of solid matter. If the gas supply is interrupted, the grate slots form an effective obstacle against grate diarrhea due to their dimensioning and arrangement, which are matched to the overall surface of the grate, so that devices for discharging and removing the grate diarrhea become superfluous.
Die dem Verfahren zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Gase den Feststoffen im wesentlichen parallel zum Rostenboden und in Förderrichtung mit hoher Geschwindigkeit in Form von feinen, quer zur Förderrichtung breiten Gasstrahlen zugeführt werden. Damit ist eine massgebliche Unterstützung des Fördervorganges der auf einem Rost befindlichen, zu behandelnden Feststoffe mit Hilfe des Behandlungsmediums möglich, wobei vor allem der Transport der Feinanteile solcher Feststoffe unterstützt werden kann. Ein grosser und äusserst bedeutsamer Vorteil besteht aber vor allem auch in der zusätzlichen Kühlung der Oberfläche und in der Verteilung des Gases aus einer zur Rostfläche parallelen Schicht unabhängig von der Feinteiligkeit der Schlitze. Mit anderen Worten kann das aus den in den Rostbodenelementen vorgesehenen Schlitzen austretende Gas das Fördermittel für die auf dem Rost befindlichen Feststoffe bilden. Während die Förderung der Feststoffe mittels Bewegung des Rostes oder mittels zusätzlicher Fördereinrichtung durch den Gasaustritt aus den in Förderrichtung geneigten Schlitzen unterstützt wird, ist es bei feinem Feststoff, hier schon in Verbindung mit einem horizontalen Rost, oder bei grobem Feststoff in Verbindung mit einer Neigung der Rostfläche in Förderrichtung möglich, den Feststoff nur mit dem Prozessgas zu fördern. Dies ist dann von Nutzen, wenn der Rostboden starr oder der Feststoff für eine mechanische Förderung zu heiss ist. Bei dieser vom Prozessgas massgeblich unterstützten oder sogar allein durchgeführten Förderung des Warmbehandlungsgutes kann es für den Fördervorgang vorteilhaft sein, wenn die Gaszufuhr pulsierend erfolgt. Auch ist es für eine gleichmässige und/oder intermittierende Förderung zweckmässig, in Förderrichtung benachbarte Gasstrahlen jeweils gruppenweise gemeinsam mit Gas zu beaufschlagen, wobei sich, um beispielsweise eine gleichmässige Bewegung über die Rostbreite hinweg zu erzielen, solche Gruppen benachbarter, gemeinsam beaufschlagter Gasstrahlen über die gesamte Breite des Rostbodens erstrecken und gegebenenfalls solche Gasstrahlengruppen gemeinsam pulsieren können. Durch diese verschiedenen Massnahmen, die jeweils für sich oder in Kombination miteinander ergriffen werden können, lassen sich die unterschiedlichsten Verhältnisse hinsichtlich der Förderung und Behandlung der auf dem Rostboden verarbeiteten Stoffe einstellen und erzielen.The object on which the method is based is achieved in that the gases are fed to the solids essentially parallel to the grate bottom and in the conveying direction at high speed in the form of fine gas jets which are wide transversely to the conveying direction. This makes it possible to significantly support the conveying process of the solids to be treated, which are located on a grate, with the aid of the treatment medium, and above all the transport of the fine particles of such solids can be supported. A major and extremely important advantage is the additional cooling of the surface and the distribution of the gas from a layer parallel to the grate surface, regardless of the fineness of the slots. In other words, the gas emerging from the slots provided in the grate bottom elements can form the conveying means for the solids located on the grate. While the conveyance of the solids is supported by moving the grate or by means of an additional conveying device through the gas outlet from the slots inclined in the conveying direction, it is with fine solids, here in connection with a horizontal grate, or with coarse solids in connection with an inclination of the Grate surface in the conveying direction possible, to convey the solid only with the process gas. This is useful if the grate floor is rigid or the solid is too hot for mechanical conveying. With this conveyance of the heat treatment material, which is significantly supported or even carried out by the process gas, it can be advantageous for the conveying process if the gas supply is pulsating. It is also expedient for uniform and / or intermittent conveying to apply gas to adjacent gas jets in groups in the conveying direction, with groups of adjacent, jointly applied gas jets covering the entire area, for example to achieve a uniform movement across the grate width Extend width of the grate bottom and, if necessary, such gas jet groups can pulsate together. These various measures, which can be taken individually or in combination with one another, allow a wide variety of conditions to be set and achieved with regard to the conveyance and treatment of the materials processed on the grate floor.
In bevorzugter Ausbildung des Rostbodenelements können die Tragstege und Körper als aneinander zur Ausbildung eines starren Rostbodenelements befestigbare Teile vorgesehen sein. Dadurch werden die Handhabung und Verlegung erleichtert, wobei die leichte Herstellung durch Giessen erhalten bleibt.In a preferred embodiment of the grate floor element, the supporting webs and bodies can be provided as parts that can be attached to one another to form a rigid grate floor element. This makes handling and laying easier, while the easy manufacture by casting is retained.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausbildungsform der Rostbodenelemente können die Tragstege und Körper formschlüssig zusammensteckbar sein. Der damit erzielbare Vorteil liegt in der Beweglichkeit der Teile zueinander infolge der mechanischen Beanspruchung, die einen Selbstreinigungseffekt bewirkt bzw. unterstützt.According to another advantageous embodiment of the grate floor elements, the supporting webs and the body can be positively plugged together. The advantage that can be achieved in this way is the mobility of the parts to one another as a result of the mechanical stress, which brings about or supports a self-cleaning effect.
Weiter können die Tragstege und Körper in Form von zwei komplementären Grundbauteilen vorgesehen sein, von denen jedes einen Tragsteg mit einer Mehrzahl von sich quer dazu erstreckenden Körpern umfasst. Solche Rostbodenelemente sind leicht giessbar und verkörpern besonders stabile, geschlossene Kästen mit beliebig engen, innen liegenden Gasschlitzen. Vorteilhaft kann dabei das Rostbodenelement als unteren Abschluss eine sich zwischen den beiden Tragstegen erstreckende Bodenplatte aufweisen, in der eine Öffnung für die Gaszufuhr in das Innere des kastenartigen Rostbodenelements vorgesehen sein kann. Dadurch kann die Belüftung in bevorzugter Weise über Rostträger erfolgen, wie sie im folgenden als Tragelemente für die Rostbodenelemente nach der Erfindung noch näher beschrieben werden und es können damit, wie schon dargelegt, in Förderrichtung benachbarte Gasstrahlen jeweils gruppenweise gemeinsam mit Gas beaufschlagt werden, wodurch Vorteile sowohl hinsichtlich des konstruktiven Aufwandes als auch des verfahrenstechnischen Ablaufes erzielbar sind.Furthermore, the supporting webs and bodies can be provided in the form of two complementary basic components, each of which comprises a supporting web with a plurality of bodies extending transversely thereto. Such grate floor elements are easy to cast and embody particularly stable, closed boxes with any narrow, internal gas slots. Advantageously, the grate bottom element can have a bottom plate which extends between the two supporting webs and in which an opening for the gas supply into the interior of the box-like grate bottom element can be provided. As a result, the ventilation can preferably take place via grate supports, as will be described in more detail below as support elements for the grate floor elements according to the invention, and, as already explained, gas streams adjacent to each other in the conveying direction can be acted upon in groups together with gas, which has advantages are achievable in terms of both the design effort and the procedural process.
Nach einer anderen Ausbildungsmöglichkeit der Rostbodenelemente können die Schlitze gegen die Rostoberfläche geneigt sein. Vorzugsweise erfolgt die - eine Hindernisbildung gegen Rostdurchfall massgeblich beeinflussende - Neigung in Förderrichtung, um den Fördervorgang entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren zu unterstützen. Besonders vorteilhaft ist eine solche Förderung des Feinanteils von auf dem Rost zu behandelnden Feststoffen bei Verwendung eines Kratzerförderers oder bei einem Schubrost, da Feinanteil mechanisch schwierig zu fördern ist.According to another possibility of designing the grate floor elements, the slots can be inclined towards the grate surface. The inclination in the direction of conveyance, which has a significant influence on the formation of an obstacle to rust diarrhea, preferably takes place in order to support the conveying process in accordance with the method according to the invention. Such conveyance of the fine fraction of solids to be treated on the grate is particularly advantageous when using a scraper conveyor or with a sliding grate, since the fine fraction is mechanically difficult to convey.
Zweckmässig kann dabei die Neigung der Schlitze geringer als 40° gegen die Oberfläche sein, wodurch die austretende Gasströmung an der Oberfläche anliegt und somit besonders vorteilhaft zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens beiträgt.Appropriately, the inclination of the slits can be less than 40 ° relative to the surface, as a result of which the escaping gas flow rests on the surface and thus particularly in front contributes in part to the implementation of the method according to the invention.
Nach einer weiteren Ausführung sind die Schlitze siphonartig an ihrem Gaseintritt entgegen der Schwerkraft gekrümmt. Diese Form stellt ein besonders einfach herzustellendes und wirksames Hindernis gegen Rostdurchfall in Verbindung mit geneigten Schlitzen dar.According to a further embodiment, the slots are curved in a siphon-like manner at their gas inlet against gravity. This shape represents a particularly easy to manufacture and effective obstacle against rust diarrhea in connection with inclined slots.
Vorzugsweise weisen die Schlitze Drosseln und Erweiterungen auf. Dadurch wird die innere Kühlung des Rostbodenelements durch den Joule-Thomson-Effekt weiter verbessert. Gleichzeitig wird der Widerstand gegen den Gasdurchtritt erhöht.The slots preferably have throttles and extensions. This further improves the internal cooling of the grate floor element through the Joule-Thomson effect. At the same time, resistance to gas passage is increased.
Eine Mehrzahl der nach der Erfindung ausgebildeten Rostbodenelemente baut einen Rost auf, in dem die Rostbodenelemente nebeneinander auf Rostträgern in Rostreihen sowie mehrere solcher Rostreihen hintereinander angeordnet und bei dem in Weiterbildung der Erfindung die Rostträger Hohlträger mit Anschluss an die Gaszufuhr und die Rostbodenelemente dichtend an den Rostträgern befestigt sein können, wobei Öffnungen für die Gaszufuhr aus den Rostträgern in das Innere der Rostbodenelemente vorgesehen sind und in Deckung untereinander liegen. Während bekannte Luftkammern zur Belüftung von Rosten wegen der Einrichtung zum Austragen des Rostdurchfalls stets mehrere Rostreihen umfassen müssen, wird durch diese Art der Anordnung der erfindungsgemässen Rostbodenelemente eine Einteilung der Rostbelüftung in einzelne Rostreihen möglich. Einbauten in den Rostträgern können die Luftverteilung weiter beeinflussen.A majority of the grate floor elements designed according to the invention build up a grate in which the grate floor elements are arranged next to one another on grate supports in rows of grates and a plurality of such grate rows one behind the other, and in the further development of the invention the grate support hollow girders with connection to the gas supply and the grate floor elements sealing to the grate supports can be attached, openings for the gas supply from the grate carriers are provided in the interior of the grate floor elements and are in coverage with each other. While known air chambers for ventilation of grates always have to comprise several grate rows because of the device for discharging the grate diarrhea, this type of arrangement of the grate floor elements according to the invention enables grate ventilation to be divided into individual grate rows. Installation in the grate supports can further influence the air distribution.
Der Rost kann zweckmässigerweise eine Einrichtung zur pulsierenden Zufuhr des Gases (Luft) zu den Schlitzen oder ein Ventil zur gesteuerten Intervallzufuhr des Gases zur den Schlitzen umfassen. Durch beide Einrichtungen ist die für die Förderung notwendige Gasgeschwindigkeit unabhängig von der verfahrenstechnisch notwendigen Gasmenge einstellbar.The grate can expediently comprise a device for the pulsating supply of the gas (air) to the slots or a valve for the controlled interval supply of the gas to the slots. Both devices allow the gas speed required for the conveyance to be set independently of the amount of gas required for the process.
Weitere Vorteile und Ausbildungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in den schematischen Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele hervor. In den Zeichnungen zeigt
- Fig. 1 einen Teil eines Rostbodenelements im Längsschnitt,
- Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Rostbodenelement der Fig. 1,
- Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Teils eines Rostbodenelements im Längsschnitt,
- Fig. 4 eine weitere Ausführungsform, ebenfalls im Längsschnitt,
- Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Rostbodenelements im Längsschnitt,
- Fig. 6 eine Draufsicht auf das Rostbodenelement der Fig. 5,
- Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform eines Rostbodenelements mit einem zur Belüftung vorgesehenen Rostträger in geschnittener Seitenansicht und
- Fig. 8 eine aus Rostbodenelementen nach der Erfindung aufgebaute Rostreihe in räumlicher Darstellung.
- 1 shows a part of a grate floor element in longitudinal section,
- 2 is a plan view of a grate floor element of FIG. 1,
- 3 shows another embodiment of part of a grate floor element in longitudinal section,
- 4 shows a further embodiment, also in longitudinal section,
- 5 shows a further embodiment of a grate floor element in longitudinal section,
- 6 is a plan view of the grate floor element of FIG. 5,
- Fig. 7 shows a modified embodiment of a grate floor element with a grate support provided for ventilation in a sectional side view and
- 8 shows a row of grates constructed from grate floor elements according to the invention in a spatial representation.
Ein Rostbodenelement 19, das einen Teil einer in Fig. 8 dargestellten und weiter unten erläuterten Rostreihe 20 bildet, kann metallisch oder keramisch gegossen ausgeführt sein und umfasst nach Fig. 1 und 2 Grundbauteile 1 und 2 mit Hauptkörpern 3, die Teil der wirksamen Rostoberfläche bilden bzw. bestimmen und im Text der Einfachheit halber nur als «Körper» bezeichnet sind. Diese Körper 3 sind abwechselnd an einander gegenüberliegenden Tragstegen 4 der Grundbauteile 1 und 2 angegossen und bilden nach dem Zusammenfügen aufgrund ihrer Abmessungen in Längsrichtung des Rostbodenelements zwischen sich Schlitze 5 aus.A
Die Rostoberfläche wird, wie aus Fig. und 6 erkennbar, aus den Körpern 3, den Tragstegen 4 und den Schlitzen 5 gebildet. Das Flächenverhältnis von Körpern 3:Tragstegen 4:Schlitzen 5 kann von 1:5:1 bis hin zu 40:1:1 reichen. Die Schlitze 5 können durch die Ausbildung von Giesskonen an den Körpern 3 von der gezeigten 90 Grad Winkelstellung zu den Tragstegen jedoch auch abweichen.The grate surface, as can be seen from FIGS. 6 and 6, is formed from the
In Fig. 1 sind schräge Schlitze 5 gezeigt, die bevorzugt so geneigt sind, dass sie in Förderrichtung austreten. Die Neigung sollte, um eine an der Oberfläche anliegende Strömung des Gases zu erzeugen, einen Winkel 23 (Fig.5) von 40° nicht übersteigen. Besonders günstige Ergebnisse lassen sich mit Neigungswinkeln von 30 bis 35° erzielen.In Fig. 1
Die Schlitze 5 können verschiedenen Anforderungen angepasst werden, z.B. bezüglich Neigung, Krümmung und Konizität. Es können auch verschiedene Schlitzformen innerhalb eines Rostbodenelements verwirklicht werden.
- Fig. 3 zeigt siphonartig an
ihrem Gaseintritt 14 entgegen der Schwerkraft gekrümmte Luftschlitze 10 als Hindernis gegen Rostdurchfall. - Fig. 4 zeigt Luftschlitze 11
mit Drosseln 12 und Erweiterungen 13 zur Erhöhung des Rostwiderstandes und zur inneren Kühlung nach dem Joule-Thomson-Effekt.
- Fig. 3 shows siphon-like at its
gas inlet 14 against the gravity curvedair slots 10 as an obstacle to rust diarrhea. - Fig. 4 shows louvers 11 with
throttles 12 andextensions 13 to increase the rust resistance and for internal cooling according to the Joule-Thomson effect.
Die Schlitzformen 10 und 11 können auch kombiniert werden.The slot shapes 10 and 11 can also be combined.
Nach Fig. 5 und 6 sind die Rostbodenelemente aus einzelnen Tragstegen 4 und Körpern 3 durch formschlüssiges Zusammenstecken gebildet. Zu diesem Zweck weisen die Körper 3 Zapfen 8 auf, die von Löchern 9 in den Tragstegen 4 aufgenommen werden. Anstelle der Zapfen 8 und Löcher 9 können beispielsweise nicht gezeigte Konsolen an den Tragstegen 4 zur Aufnahme der Körper 3 befestigt sein. Eine derart vereinfachte Konstruktion wird beispielsweise bei der Verwendung keramischer anstelle metallischer Werkstoffe bevorzugt.5 and 6, the grate floor elements are formed from individual supporting
Eines oder mehrere der Rostbodenelemente der Fig. 1 und 2 bzw. der Fig. 5 und 6 werden durch Zugstangen 15 (Fig. 2) zusammengehalten, die durch Bohrungen 7 geführt werden. Ausser durch die Körper 3 kann der Abstand der Tragstege 4 zusätzlich durch Abstandhalter 6 sichergestellt werden. Anstelle der Zugstangen 15 können die Haltekräfte für den dichten Sitz der Tragstege 4 aneinander auch durch Druck aufgebracht werden.One or more of the grate floor elements of FIGS. 1 and 2 or FIGS. 5 and 6 are held together by tie rods 15 (FIG. 2) which are guided through bores 7. In addition to the
Fig. 7 und 8 zeigen die Anordnung von Rostbodenelementen 19, hier mit siphonartigen Schlitzen 10 auf einem Rostträger 16 zum Aufbau einer Rostreihe 20. Es ist dem Fachmann ohne weiteres geläufig, dass mehrere solcher Rostreihen nach-und nebeneinander zu einem hier nicht dargestellten Rost irgendeiner der bekannten Bauarten (Schub-, Wanderrost, stationärer Rost) zusammengesetzt werden. Die Tragstege 4 sind bei einer solchen Anordnung so gestaltet, dass sie formschlüssig auf einem als Hohlträger ausgebildeten Rostträger 16 befestigt werden können. Dabei sind die Rostbodenelemente 19 auf dem Rostträger 16 quer durch den Rost verschiebbar, so dass sie während des Betriebes gewechselt werden können. Die Luft- bzw. Gaszufuhr erfolgt über den Rostträger 16, der dadurch gut gekühlt ist. Einer der beiden Tragstege 4 weist eine Bodenplatte 17 auf, um die Belüftung über den Rostträger 16 sicherzustellen. Durch diese Art der Belüftung wird eine besonders enge Einteilung der Luftkammern unter dem Rostboden verwirklicht. Die Rostträger können zur weiteren Luftverteilung verstellbare Klappen 24 enthalten.7 and 8 show the arrangement of
Die Bodenplatte 17 kann auf dem nicht gezeigten, folgenden Rostbodenelement aufliegen, wodurch ein Stufenrost gebildet wird. Die Förderung kann dabei in bekannter Weise durch die Schubbewegungen der Rostreihen erfolgen. Durch die aus den Schlitzen 10 tretende Luft wird die für die Förderung von Feststoffen notwendige Frequenz dieser Schubbewegung verschleissgünstig herabgesetzt.The base plate 17 can rest on the subsequent grate base element, not shown, whereby a step grate is formed. The promotion can take place in a known manner by the pushing movements of the rows of grates. Due to the air emerging from the
Bei vollständiger Übernahme der Förderung des Feststoffes durch das Gas bzw. die Luft, die in einem bestimmten Prozess verfahrenstechnisch mit Bezug auf die Feststoffmenge bemessen wird, ist es notwendig, die für die Förderung notwendige Geschwindigkeit am Austritt aus den Schlitzen 5 bzw. 10 unabhängig von der Menge einzustellen. Der Rostträger 16 hat einen Anschluss 21 für die Gaszufuhr. Diesem sind Einrichtungen 22 zur Pulsierung bzw. hier nicht gezeigte Ventile zum gesteuerten Einlass der Luft zugeordnet.In the case of complete assumption of the conveyance of the solid matter by the gas or the air, which is dimensioned in a certain process from a process engineering point of view with respect to the amount of solid matter, it is necessary to make the speed necessary for the conveyance at the exit from the
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