EP0340462B1 - Drehofen zum Trocknen und/oder Mischen von rieselfähigem Material - Google Patents

Drehofen zum Trocknen und/oder Mischen von rieselfähigem Material Download PDF

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EP0340462B1
EP0340462B1 EP89105913A EP89105913A EP0340462B1 EP 0340462 B1 EP0340462 B1 EP 0340462B1 EP 89105913 A EP89105913 A EP 89105913A EP 89105913 A EP89105913 A EP 89105913A EP 0340462 B1 EP0340462 B1 EP 0340462B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drum
wall
rotating
flame
area
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89105913A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0340462A1 (de
Inventor
Ingolf Ing. Linxen (Grad.)
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Benninghoven GmbH and Co KG
Original Assignee
Deutag Asphalttechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutag Asphalttechnik GmbH filed Critical Deutag Asphalttechnik GmbH
Priority to AT89105913T priority Critical patent/ATE93048T1/de
Publication of EP0340462A1 publication Critical patent/EP0340462A1/de
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Publication of EP0340462B1 publication Critical patent/EP0340462B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/14—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined with means for agitating or moving the charge
    • F27B7/16—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined with means for agitating or moving the charge the means being fixed relatively to the drum, e.g. composite means
    • F27B7/161—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined with means for agitating or moving the charge the means being fixed relatively to the drum, e.g. composite means the means comprising projections jutting out from the wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B11/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive
    • F26B11/02—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles
    • F26B11/04—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis
    • F26B11/0463—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall
    • F26B11/0477—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall for mixing, stirring or conveying the materials to be dried, e.g. mounted to the wall, rotating with the drum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/14—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined with means for agitating or moving the charge
    • F27B7/16—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined with means for agitating or moving the charge the means being fixed relatively to the drum, e.g. composite means

Definitions

  • the invention relates to a rotary kiln according to the preamble of patent claim 1.
  • the drying drums used on asphalt mixing plants are rotary kilns, in which the aggregates to be processed, in particular minerals, are dried in order to break down the water in them and bring the aggregates to the required production temperature of around 180 - 400 degrees Celsius.
  • Such rotary kilns consist of a horizontally or rotatably driven, or inclined towards the discharge Drum. At the discharge end there is a burner, the flame of which is directed coaxially into the flame.
  • the material entry into the drum is at the end facing away from the burner.
  • trickle internals are attached to the drum wall. These are shovels or cups that take up the material at the bottom of the drum and let it trickle in the zenith area of the rotating drum in order to create a uniform material veil that traverses the drum and thus through the outflow zone of the fuel gases.
  • a rotary kiln is known in which the burner is located on the inlet side of the kiln drum.
  • the inner wall of the furnace drum is divided into several areas: an inlet area, a transfer area, an intermediate area and a mixing area, behind which the finished bulk material is discharged.
  • the inlet area and the transfer area are located itself in the burning area of the burner flame.
  • holding fixtures which are trough-shaped in a U-shape and prevent entrained free-flowing material from trickling through the flame.
  • the free-flowing material that remains on the underside of the drum is exposed to the direct heat radiation of the burner flame. The same applies to the inner wall of the drum.
  • trickle internals are provided on the drum wall, which let the material trickle through the central area of the drum cross section.
  • the known device makes it necessary that certain temperature-sensitive feedstocks, for example recycling materials, are introduced through a separate inlet into a central region of the drum behind the flame, from where they are transported to the outlet without being exposed to the direct flame action.
  • the burner flame is at the inlet end.
  • the length of the rotary kiln is divided into four zones, namely an inlet zone, a transfer and heating zone, an isolation zone and a mixing zone.
  • trickle internals are provided on the inner wall of the rotary tube.
  • holding fixtures are provided on the inner wall of the rotary tube, which are formed on spacers which protrude radially from the inner wall toward the rotary tube furnace axis and on which L-shaped holding fixtures are fastened.
  • the spacers are arranged in a spiral along the inner wall in order to ensure further transport of the embedded bulk material.
  • the L-shaped holding fixtures only insufficiently cover the inner wall of the rotary tube.
  • the invention has for its object to provide a rotary kiln of the type specified in the preamble of claim 1, in which the thermal peak load of rotary kilns and material to be treated is reduced, and which enables better utilization of the heat generated by the burner while reducing the environmental impact.
  • the trickle internals are arranged only in the relatively "cold area" of the loading end of the drum, while the area surrounding the flame has retaining internals.
  • holding fixtures is to be understood in such a way that these fixtures take the material in the direction of rotation of the drum, but at the same time hold this material in the peripheral region of the drum. This happens through the pockets that hold the material until just behind the zenith of the drum rotation. After the zenith has been exceeded, the material falls out of the openings in the pockets to reach the plates which overlap in such a way that the material cannot fall into the open interior of the drum.
  • the material thus forms a veil of material in the drum area near the wall outside the plates, which protects the drum wall and the pockets against excessive radiant heat.
  • the material can move in this area, but because of the overlapping plates do not trickle into the flame or the central area of the drum cross-section.
  • the entire combustion chamber is kept free from trickling material; the burnout of the flame is not disturbed. This undisturbed combustion reduces the emission values.
  • the material held in the area of the drum near the wall is effectively protected against thermal overloading by radiant heat, this protection also being transferred to the drum wall.
  • the dimensioning of the holding fixtures is greater than the maximum possible flame length when the burner is operating at full load.
  • an axial heat flow is generated, which is directed towards the loading end of the drum and at the end of the holding fixtures branches into a partial flow leading out of the drum and a further partial flow which runs between the drum wall and holding fixtures to the discharge end, i.e. to the burner.
  • the rotary kiln is also particularly suitable for processing bituminous road building materials with the addition of mechanically crushed old asphalt.
  • the rotary kiln is not limited to asphalt processing; Rather, it can also be used for the uniform drying and / or mixing of other free-flowing materials Materials are used.
  • the material can be transported in the longitudinal direction of the drum either by tilting the drum or in that the internals provided in the drum are inclined in such a way that they bring about material conveyance in the longitudinal direction.
  • the pocket walls are attached to the drum wall only at one end, while the other end protrudes freely. Thereby thermal changes in length of the pocket walls are possible without hindrance.
  • Each pocket wall is loosely supported at its free end with at least one arm on the adjacent pocket wall, the arms leaving the pocket opening free. In this way, a high mechanical strength of the pockets is achieved while at the same time allowing thermal expansion.
  • Claim 3 relates to a preferred attachment of the plates to the pocket walls.
  • the plates keep the plates at the required radial distance from the pocket openings, so that the material can fall down in the sloping region of the drum circumference between the pocket walls and the plates.
  • a prechamber is provided on the burner, the wall of which protects the foot region of the flame.
  • This antechamber is open at the bottom so that material that gets into the antechamber can fall out.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section of the rotary kiln.
  • This rotary kiln has a cylindrical drum 10 which is mounted in rotary bearings 11 and is driven by a rotary drive (not shown) about its longitudinal axis.
  • the drum 10 is inclined, the loading end 12 being higher than the discharge end 13.
  • trickle internals 15a to 15e are provided, which are fastened to the drum wall 16 and are designed as radially projecting sheets or as a cup.
  • the trickle internals take the material from the lower area of the drum rotation in order to let this material trickle into the interior of the drum in the upper area of the drum rotation.
  • the trickle internals 15a to 15e extend approximately to the middle of the drum length. They differ in the circumferential spacing of the sheets or cups, which increases towards the middle of the drum length, that is to say is less in the trickle internals 15a than in the trickle internals 15e.
  • the burner 18 is fastened to a stationary holder 17, which is connected to a fuel line 19 and sucks in air via a suction opening 20.
  • the suction opening 20 is surrounded by a silencer 21.
  • the burner 18 generates a flame 22 which is directed coaxially to the drum axis into the drum 10.
  • the foot region of the flame 22 is surrounded by a prechamber wall 23 which protects the flame against external influences and which on lower end 23a is open so that foreign objects can fall out.
  • a lifting bucket 24 is attached to the drum wall 10 around the prechamber 23. This lifting bucket 24 is used to lift the material over a stationary funnel 25 and to drop it into the funnel 25.
  • a slide 26 leads from the hopper 25 to the material outlet.
  • the flame area 27 is the area of the drum 10 that can receive the flame 22. This does not mean that the flame 22 must extend the full length of the flame area 27.
  • the flame area 27 is surrounded by the holding fixtures 28 which are fastened to the inside of the drum wall 16. These holding fixtures 28 extend from the inner trickle fixtures 15e to the discharge end 13.
  • the construction of the holding fixtures 28 results from the FIGS. 2 and 3.
  • the holding fixtures 28 have numerous pockets 29 which are each delimited by the drum wall 16 and by a pocket wall 30.
  • the pocket wall 30 is fastened at one end 30a to the drum wall 16, for example by welding, while the other end 30b projects freely in the manner of a cantilever.
  • the pocket wall 30 is inclined in the direction of rotation of the drum, so that there is an opening 31 between the free end 30b of each pocket wall and the leading pocket wall. This opening 31 is bridged by two arms 32 which protrude from the end 30b and protrude in the vicinity of the leading pocket wall 30, but without being connected to this leading pocket wall.
  • the end 30a of the pocket wall 30 is divided by an expansion slot 33 in the longitudinal direction of the drum.
  • a plate 35 extending in the longitudinal direction of the drum is fastened to each pocket wall 30 via radially inwardly directed webs 34.
  • the plates 35 form the inner boundaries of the holding fixtures 28. They are oriented approximately tangentially to the drum, and their ends overlap in every rotational position of the drum when the plates are projected onto a horizontal plane.
  • FIG. 2 shows the material to be treated, which is located in the lower region of the drum in the pockets 29 and falls out of the respective opening 31 in the vicinity of the zenith of the drum rotation.
  • the material then gets onto the outer sides of the plates 35 and is prevented by the overlapping of the plates from falling into the central region of the drum cross section and forming a trickling veil passing through the flame 22.
  • the plates 35 hold the material in the region of the drum near the wall, where it falls in the sloping part of the drum circumference (right half of FIG. 2) between the pocket walls 30 and the plates 35.
  • the material is again taken up by the pockets 29 through the openings 31. It can be seen that the plates 35 and the free-flowing material shield the drum wall 16 over the entire area of the drum circumference against the heat radiation of the flame 22.
  • FIG. 4a shows the heat flow 40, which is greatest in the flame region 27 enclosed by the holding installations 28 and flows in the direction of the loading end 12.
  • the heat flow 40 branches into a partial flow 40a flowing to the loading end 12 and a partial flow 40b flowing through the holding fixtures 28 in the longitudinal direction in cocurrent with the material to be treated.
  • This partial flow 40b is combined with the heat flow 40 again after leaving the burner end of the holding fixtures 28.
  • the partial flow 40b partially sucks in the water vapor generated in the area of the trickle internals from the loading end 12 and carries it along into the flame area 27.
  • the solid curve 43 in FIG. 4c shows the course of the material flow density in the known rotary kilns, and in comparison the curve 42 shows the course of the material flow density in the described rotary kiln.
  • the material flow density is the measure of the material falling through the heat flow.
  • the material flow density in the area of the loading end of the rotary kiln is disproportionately high, in order to then decrease very sharply until the start of the holding internals.
  • the material flow density is zero in the entire flame area - due to the holding fixtures - i.e. no material falls through the flame area.
  • the thermal drum load is plotted against the drum length, curve 44 representing the course of the drum load in known rotary furnaces and, by comparison, curve 45 representing the drum load in the rotary kiln according to the invention. It can be seen that the thermal drum loading of curve 45 is consistently below that of curve 44, which is due to the effect of drum internals 28. In particular, the sucked-in water vapor flow 41 (FIG. 4a) also has an effect with regard to a reduction in the thermal drum load.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drehofen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Die an Asphalt-Mischanlagen eingesetzten Trockentrommeln sind Drehöfen, in denen die zu verarbeitenden Zuschlagstoffe, insbesondere Mineralstoffe, getrocknet werden, um das in ihnen befindliche Wasser abzubauen und die Zuschlagstoffe auf die erforderliche Produktionstemperatur von etwa 180 - 400 Grad C zu bringen.
  • Derartige Drehöfen bestehen aus einer horizontalen oder zum Austrag hin geneigten, drehend angetriebenen Trommel. Am Austragsende befindet sich ein Brenner, dessen Flamme koaxial in die Flamme gerichtet ist.
  • Der Materialeintrag in die Trommel befindet sich an dem dem Brenner abgewandten Ende.
  • Im Bereich des Materialeintrages sind an der Trommelwand Rieseleinbauten angebracht. Hierbei handelt es sich um Schaufel oder Becher, die das Material am Trommelboden aufnehmen und im Zenitbereich der drehenden Trommel einrieseln lassen, um einen quer durch die Trommel und damit durch die Abströmzone der Brenngase hindurchgehenden, gleichmäßigen Materialschleier zu erzeugen.
  • Die größte thermische Belastung tritt bei derartigen Drehöfen in dem die Flamme umgebenden Bereich auf. In diesem Bereich sind bei den bekannten Drehöfen die Einbauten in der Weise modifiziert, daß sie kastenförmig ausgebildet sind und das Material bis weit über den Zenit der Trommeldrehung festhalten. Danach fällt das Material durch die Kastenöffnung heraus.
  • Mit dieser kastenförmigen Ausbildung der Einbauten soll die thermische Belastung des Drehofens herabgesetzt und ein ungestörter Ausbrand der Flamme erreicht werden. Beide Kriterien werden nur bedingt erfüllt.
  • Aus EP-A-0 032 468 ist ein Drehrohrofen bekannt, bei dem der Brenner sich auf der Einlaßseite der Ofentrommel befindet. Die Innenwandung der Ofentrommel ist in mehrere Bereiche aufgeteilt: einen Einlaßbereich, einen Transferbereich, einen Zwischenbereich und einen Mischbereich, hinter dem das fertige Schüttgut ausgelassen wird. Der Einlaßbereich und der Transferbereich befinden sich im Brennbereich der Brennerflamme. Entlang der Trommelwandung sind im Transferbereich Halteeinbauten vorgesehen, die wannenförmig in U-Form ausgebildet sind, und mitgenommenes rieselfähiges Gut daran hindern, durch die Flamme zu rieseln. Jedoch ist das rieselfähige Gut, das an der Unterseite der Trommel liegenbleibt, der direkten Wärmestrahlung der Brennerflamme ausgesetzt. Das gleiche gilt für die Trommelinnenwandung. Im Zwischenbereich und im Mischbereich sind an der Trommelwand Rieseleinbauten vorgesehen, die das Material durch den Mittelbereich des Trommelquerschnitts durchrieseln lassen. Die bekannte Vorrichtung macht es erforderlich, daß bestimmte temperaturbefindliche Einsatzstoffe, z.B. Recyclingstoffe, durch einen separaten Einlaß einen hinter der Flamme liegenden Mittelbereich der Trommel eingeleitet werden, von wo sie zum Auslaß transportiert werden, ohne der direkten Flammeneinwirkung ausgesetzt zu werden.
  • Bei einem weiteren Drehofen nach FR-A-2 441 682 befindet sich die Brennerflamme an dem Einlaßende. Der Drehrohrofen ist über seine Länge in vier Zonen eingeteilt, nämlich eine Einlaßzone, eine Transfer- und Heizzone, eine Isolationszone und eine Mischzone. Im Bereich der Isolationszone und der Mischzone sind an der Drehrohrinnenwandung Rieseleinbauten vorgesehen. In der Transferzone sind an der Innenwandung des Drehrohrs Halteeinbauten vorgesehen, die an radial zur Drehrohrofenachse hin von der Innenwandung abstehenden Abstandshaltern gebildet sind, auf denen L-förmige Halteeinbauten befestigt sind. Die Abstandshalter sind entlang der Innenwandung spiralförmig angeordnet, um eine weitere Beförderung des eingelassenen Schüttgutes zu gewährleisten. Die L-förmigen Halteeinbauten decken die Innenwandung des Drehrohrs nur unzureichend ab.
  • Dies bedeutet, daß auch das rieselfähige Material der direkten Wärmestrahlung der Brennerflamme ausgesetzt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehofen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei dem die thermische Spitzenbelastung von Drehöfen und zu behandelndem Material verringert ist, und der eine bessere Ausnutzung der vom Brenner erzeugten Wärme bei gleichzeitig reduzierter Umweltbelastung ermöglicht.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Drehofen sind die Rieseleinbauten nur in dem relativ "kalten Bereich" des Beschickungsendes der Trommel angeordnet, während der die Flamme umgebende Bereich Halteeinbauten aufweist.
  • Der Begriff "Halteeinbauten" ist so zu verstehen, daß diese Einbauten das Material in Drehrichtung der Trommel mitnehmen, dieses Material aber zugleich im wandnahen Randbereich der Trommel halten. Dies geschieht durch die Taschen, die das Material bis kurz hinter dem Zenit der Trommeldrehung aufnehmen. Nach Überschreiten des Zenits fällt das Material aus den Öffnungen der Taschen heraus, um von dort auf die Platten zu gelangen, die sich derart überlappen, daß das Material nicht in das offene Innere der Trommel hineinfallen kann. Das Material bildet somit im wandnahen Trommelbereich außerhalb der Platten einen Materialschleier, der die Trommelwand und die Taschen vor übermäßiger Strahlungswärme schützt. Zwar kann das Material sich in diesem Bereich bewegen, jedoch wegen der sich überlappenden Platten nicht in die Flamme bzw. den mittleren Bereich des Trommelquerschnitts hineinrieseln. Der gesamte Brennraum wird von rieselndem Material freigehalten; der Ausbrand der Flamme wird nicht gestört. Durch diese ungestörte Verbrennung werden die Emissionswerte verringert.
  • Des weiteren wird das im wandnahen Bereich der Trommel gehaltene Material vor thermischer Überlastung durch Strahlungswärme wirksam geschützt, wobei sich dieser Schutz auch auf die Trommelwandung überträgt. Die Bemessung der Halteeinbauten ist größer als die maximal mögliche Flammenlänge im Vollastbetrieb des Brenners.
  • Im Innern des von den Halteeinbauten umschlossenen Raums entsteht ein axialer Wärmestrom, der zum Beschickungsende der Trommel gerichtet ist und sich am Ende der Halteeinbauten verzweigt in einen aus der Trommel herausführenden Teilstrom und einen weiteren Teilstrom, der zwischen Trommelwandung und Halteeinbauten zum Austragsende, d.h. zum Brenner, zurückführt.
  • Die Folge dieser Wärmeströmung ist, daß sich eine über die Trommellänge weitgehend vergleichmäßigte Wärmebelastung der Trommelwandung ergibt, wobei die Wärmebelastung der Trommelwandung im Bereich der Halteeinbauten in der Regel nicht größer ist als die thermische Belastung im Bereich der Rieseleinbauten.
  • Eine weitere Folge dieser Wärmeströmung ist, daß der im Bereich der Rieseleinbauten entstehende Wasserdampf mit der Teilstromrückführung zum Brenner geführt wird - dort durch die Flamme überhitzt wird - und in den Wärmeübertragungsprozeß eingegliedert wird. Trotz direkter Beheizung erfolgt der Wärmeübergang weitestgehend durch die Heißgasumluftströmung, d.h. indirekt.
  • Bedingt durch diesen vorwiegend indirekten Wärmeübergang, können auch temperaturempfindliche Materialstoffe auf Produktionstemperatur erwärmt werden, ohne daß unzulässige Materialschädigungen und auch Emissionen entstehen. Der Drehofen eignet sich insbesondere auch zur Aufbereitung von bituminösen Straßenbaustoffen unter Zugabe von mechanisch zerkleinertem Altasphalt. Der Drehofen ist aber nicht auf die Asphaltaufbereitung beschränkt; er kann vielmehr auch für die gleichmäßige Trocknung und/oder Mischung von anderen rieselfähigen Materialien verwendet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Drehofen kann der Transport des Materials in Längsrichtung der Trommel entweder durch Schrägstellung der Trommel erfolgen oder dadurch, daß die in der Trommel vorgesehenen Einbauten so schräggestellt sind, daß sie eine Materialförderung in Längsrichtung bewirken.
  • Nach Anspruch 2 sind die Taschenwände nur an einem Ende an der Trommelwand befestigt, während das andere Ende frei absteht. Dadurch sind thermische Längenänderungen der Taschenwände ungehindert möglich. Jede Taschenwand stützt sich an ihrem freien Ende mit mindestens einem Arm lose an der benachbarten Taschenwand ab, wobei die Arme die Taschenöffnung freilassen. Auf diese Weise wird eine hohe mechanische Festigkeit der Taschen bei gleichzeitiger Ermöglichung von thermischer Ausdehnung erreicht.
  • Anspruch 3 bezieht sich auf eine bevorzugte Befestigung der Platten an den Taschenwänden. Durch die Stege werden die Platten in dem erforderlichen radialen Abstand zu den Taschenöffnungen gehalten, so daß das Material im abfallenden Bereich des Trommelumfangs zwischen den Taschenwänden und den Platten herabfallen kann.
  • Nach Anspruch 4 ist am Brenner eine Vorkammer vorgesehen, deren Wand den Fußbereich der Flamme schützt. Diese Vorkammer ist unten offen, damit Material, das in die Vorkammer hineingelangt, herausfallen kann.
  • Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Längsschnitt durch den Drehofen,
    Fig. 2
    einen Schnitt durch die Halteeinbauten entlang der Linie II-II von Fig. 1,
    Fig. 3
    eine perspektivische Darstellung einer Taschenwand, etwa aus Richtung des Pfeiles III von Fig. 2, und
    Fig. 4
    verschiedene Diagramme zur Verdeutlichung der Wärmeströme, der Materialerwärmung, der Materialstromdichte und der thermischen Trommelbelastung jeweils in Längsrichtung des Drehofens.
  • In Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt des Drehofens dargestellt. Dieser Drehofen weist eine zylindrische Trommel 10 auf, die in Drehlagern 11 gelagert ist und von einem (nicht dargestellten) Drehantrieb um ihre Längsachse angetrieben wird. Die Trommel 10 ist schräggestellt, wobei das Beschickungsende 12 höher liegt als das Austragende 13. Am Beschickungsende 12, in das das rieselfähige Material eingegeben wird, befinden sich schraubenförmige Leitelemente 14, um das Material während der Trommeldrehung in das Trommelinnere einzuziehen. Daran anschließend sind Rieseleinbauten 15a bis 15e vorgesehen, die an der Trommelwand 16 befestigt und als radial abstehende Bleche oder als Becher ausgebildet sind. Die Rieseleinbauten nehmen das Material vom unteren Bereich der Trommeldrehung mit, um dieses Material im oberen Bereich der Trommeldrehung in das Trommelinnere hinein ausrieseln zu lassen. Die Rieseleinbauten 15a bis 15e erstrecken sich etwa bis zur Mitte der Trommellänge. Sie unterscheiden sich durch den Umfangsabstand der Bleche oder Becher, welcher zur Mitte der Trommellänge hin zunimmt, also bei den Rieseleinbauten 15a geringer ist als bei den Rieseleinbauten 15e.
  • Am Austragende 13 der rotierenden Trommel 10 ist an einem ortsfesten Halter 17 der Brenner 18 befestigt, der an eine Brennstoffleitung 19 angeschlossen ist und über eine Ansaugöffnung 20 Luft ansaugt. Die Ansaugöffnung 20 ist von einem Schalldämpfer 21 umgeben. Der Brenner 18 erzeugt eine koaxial zur Trommelachse in die Trommel 10 gerichtete Flamme 22. Der Fußbereich der Flamme 22 ist von einer Vorkammerwand 23 umgeben, die die Flamme gegen äußere Einwirkungen schützt und die am unteren Ende 23a offen ist, damit Fremdkörper herausfallen können. Um die Vorkammer 23 herum ist ein Hubbecherwerk 24 an der Trommelwand 10 befestigt. Dieses Hubbecherwerk 24 dient dazu, das Material über einen ortsfesten Trichter 25 anzuheben und es in den Trichter 25 einfallen zu lassen. Vom Trichter 25 führt eine Rutsche 26 zu dem Materialauslaß.
  • Der Flammbereich 27 ist derjenige Bereich der Trommel 10, der die Flamme 22 aufnehmen kann. Dies bedeutet nicht, daß die Flamme 22 sich über die volle Länge des Flammbereichs 27 erstrecken muß. Der Flammbereich 27 ist von den Halteeinbauten 28 umgeben, die an der Innenseite der Trommelwand 16 befestigt sind. Diese Halteeinbauten 28 erstrecken sich von den inneren Rieseleinbauten 15e bis zum Austragende 13.
  • Die Konstruktion der Halteeinbauten 28 ergibt sich aus den Fign. 2 und 3. Die Halteeinbauten 28 weisen zahlreiche Taschen 29 auf, die jeweils von der Trommelwand 16 und von einer Taschenwand 30 begrenzt sind. Die Taschenwand 30 ist mit einem Ende 30a an der Trommelwand 16 befestigt, z.B. durch Anschweißen, während das andere Ende 30b nach Art eines Auslegers frei absteht. Die Taschenwand 30 ist in Drehrichtung der Trommel schräggestellt, so daß sich zwischen dem freien Ende 30b jeder Taschenwand und der vorauslaufenden Taschenwand eine Öffnung 31 befindet. Diese Öffnung 31 wird von zwei Armen 32 überbrückt, die von dem Ende 30b abstehen und in die Nähe der vorauslaufenden Taschenwand 30 ragen, ohne jedoch mit dieser vorauslaufenden Taschenwand verbunden zu sein. Das Ende 30a der Taschenwand 30 ist durch einen Dehnungsschlitz 33 in Längsrichtung der Trommel unterteilt.
  • An jeder Taschenwand 30 ist über radial nach innen gerichtete Stege 34 eine sich in Längsrichtung der Trommel erstreckende Platte 35 befestigt. Die Platten 35 bilden die inneren Begrenzungen der Halteeinbauten 28. Sie sind etwa tangential zur Trommel ausgerichtet, und ihre Enden überlappen sich in jeder Drehstellung der Trommel bei Projektion der Platten auf eine horizontale Ebene.
  • In Fig. 2 ist das zu behandelnde Material eingezeichnet, das sich im unteren Bereich der Trommel in den Taschen 29 befindet und in der Nähe des Zenits der Trommeldrehung aus der jeweiligen Öffnung 31 herausfällt. Das Material gelangt dann auf die Außenseiten der Platten 35 und wird durch die Überlappung der Platten daran gehindert, in den Mittelbereich des Trommelquerschnitts zu fallen und einen durch die Flamme 22 hindurchgehenden Rieselschleier zu bilden. Durch die Platten 35 wird das Material also im wandnahen Bereich der Trommel gehalten, wo es im abfallenden Teil des Trommelumfangs (rechte Hälfte von Fig. 2) zwischen den Taschenwänden 30 und den Platten 35 herabfällt. Im unteren Trommelbereich wird das Material wieder durch die Öffnungen 31 hindurch von den Taschen 29 aufgenommen. Man erkennt, daß die Platten 35 und das rieselfähige Material die Trommelwand 16 auf dem gesamten Bereich des Trommelumfangs gegen die Wärmestrahlung der Flamme 22 abschirmen.
  • In Fig. 4 sind verschiedene Parameter der Betriebsverhältnisse in Längsrichtung der Trommel dargestellt.
  • Fig. 4a zeigt den Wärmestrom 40, der in dem von den Halteeinbauten 28 umschlossenen Flammbereich 27 am größten ist und in Richtung zum Beschickungsende 12 strömt. Am Ende der Halteinbauten 28 verzweigt sich der Wärmestrom 40 in einen zum Beschickungsende 12 strömenden Teilstrom 40a und einen die Halteeinbauten 28 in Längsrichtung im Gleichstrom mit dem zu behandelnden Material durchströmenden Teilstrom 40b. Dieser Teilstrom 40b wird nach dem Verlassen des brennerseitigen Endes der Halteeinbauten 28 wieder mit dem Wärmestrom 40 vereinigt. Der Teilstrom 40b saugt aus dem Beschickungsende 12 den im Bereich der Rieseleinbauten entstehenden Wasserdampf teilweise an und führt ihn mit in den Flammbereich 27.
  • Fig. 4b zeigt den Verlauf der Materialerwärmung t zwischen dem Beschickungsende 12 und dem Austragende 13. Im Bereich der Rieseleinbauten 15a bis 15e erfolgt das Austreiben des Wassers aus dem Material, wodurch die Temperaturkurve in diesem Bereich nur relativ schwach ansteigt. Im Bereich der Halteeinbauten 28 erfolgt die endgültige Temperaturerhöhung des Materials.
  • Die durchgezogene Kurve 43 in Fig. 4c zeigt den Verlauf der Materialstromdichte bei den bekannten Drehöfen, und im Vergleich hierzu die Kurve 42 den Verlauf der Materialstromdichte bei dem beschriebenen Drehofen.
  • Die Materialstromdichte ist hierbei im Maß für das durch den Wärmestrom fallende Material. Bei dem erfindungsgemäßen Drehofen ist die Materialstromdichte im Bereich des Beschickungsendes des Drehofens überproportional hoch, um dann bis zum Beginn der Halteeinbauten sehr stark abzunehmen.
  • Im gesamten Flammbereich ist - bedingt durch die Halteeinbauten - die Materialstromdichte Null, d.h. es fällt kein Material durch den Flammbereich.
  • In Fig. 4d ist die thermische Trommelbelastung über der Trommellänge aufgetragen, wobei die Kurve 44 den Verlauf der Trommelbelastung bei bekannten Drehöfen und, im Vergleich hierzu, die Kurve 45 die Trommelbelastung bei dem erfindungsgemäßen Drehofen darstellen. Man erkennt, daß die thermische Trommelbelastung der Kurve 45 durchgehend unter demjenigen der Kurve 44 liegt, was auf die Wirkung der Trommeleinbauten 28 zurückzuführen ist. Insbesondere wirkt sich auch der angesaugte Wasserdampfstrom 41 (Fig. 4a) im Hinblick auf eine Verringerung der thermischen Trommelbelastung aus.

Claims (4)

  1. Drehofen zum Trocknen und/oder Mischen von rieselfähigem Material, insbesondere für die Asphaltaufbereitung, mit
       einer drehend angetriebenen Trommel (10),
       einem in das Auslaßende der Trommel (10) hineinragenden Brenner (18),
       an der Trommelwand (16) in dem Bereich des Beschickungsendes (12) der Trommel (10) vorgesehenen Rieseleinbauten (15a-15e), die ein Durchrieseln des Materials durch den Mittelbereich des Trommelquerschnitts bewirken, und
       in dem die Flamme des Brenners (18) umgebenden Bereich vorgesehenen Halteeinbauten (28),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Halteeinbauten (28) Taschen (29) aufweisen, deren Öffnungen (31) zum Trommelinnern hin durch im Abstand angeordnete Platten (35) überdeckt sind, wobei die Platten (35) sich, projiziert auf eine horizontale Ebene, gegenseitig überlappen, derart, daß die Halteeinbauten das Material auch nach Überschreiten des Zenits der Trommeldrehung in Trommelwandnähe festhalten.
  2. Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (29) nach außen durch die Trommelwand (16) und nach innen durch eine Taschenwand (30) begrenzt sind, wobei die Taschenwand (30) mit einem Ende (30a) an der Trommelwand (16) befestigt und mit dem anderen Ende (30b) an der benachbarten Taschenwand durch mindestens einen Arm (32) abstützbar ist.
  3. Drehofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (35) an den Taschenwänden (30) durch Stege (34) befestigt sind.
  4. Drehofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerauslaß in einer sich in den Bereich der Halteeinbauten (28) erstreckenden ortsfesten Vorkammer (23) enthalten ist, deren Wand nach unten offen ist.
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