EP0610704B1

EP0610704B1 - Method and device for continually heating of electrically conductive bulk materials

Info

Publication number: EP0610704B1
Application number: EP94100930A
Authority: EP
Inventors: Herbert Dürr; Paul Eirich
Original assignee: Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1994-01-23
Publication date: 1998-04-01
Anticipated expiration: 2014-01-23
Also published as: CN1065407C; NO940432L; US5694413A; AU5510494A; CA2115503A1; EP0610704A1; AU670985B2; CA2115503C; NO306010B1; CN1095545A; DE59405552D1; NO940432D0; RU2127498C1; DE4304217A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Eintrag von Wärme in elektrisch leitfähige Schüttgüter unter Ausnutzung von deren elektrischen Widerstand, in einem Ofenraum mit einer Einlauföffnung und einer Abzugsvorrichtung für den kontinuierlichen Durchsatz von Schüttgut, wobei während des Materialdurchlaufes elektrische Energie in das Material eingeleitet wird, und auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Eintrag von Wärme in elektrisch leitfähige Schüttgüter unter Ausnutzung von deren elektrischen Widerstand, in einem Ofenraum mit einer Einlauföffnung und einer vorzugsweise kontinunierlich arbeitendenen Abzugsvorrichtung für das Schüttgut, wobei die elektrische Energie über mindestens ein übereinandergeordnetes Elektrodenpaar eingeleitet wird.The invention relates to a method for the continuous introduction of heat into electrical Conductive bulk goods using their electrical resistance, in an oven room with an inlet opening and an extraction device for the continuous throughput of Bulk material, whereby electrical energy is introduced into the material during the material passage and a device for the continuous introduction of heat into electrically conductive Bulk goods using their electrical resistance, in a furnace room with a Inlet opening and a preferably continuous extraction device for the Bulk material, wherein the electrical energy via at least one superimposed Pair of electrodes is introduced.

In der EP 0.092.036 B1 ist eine Einrichtung beschrieben für das direkte Erhitzen von elektrisch leitfähigen Schüttgütern unter Ausnutzung deren elektrischen Heizwiderstandes, wobei die elektrische Energie über eine Mehrzahl von Elektrodenpaaren eingebracht wird, welche galvanisch voneinander getrennt sind. Dieses Gerät arbeitet überwiegend im Chargenbetrieb, d.h. es ist während des Befüll- und während des Entleervorganges stromlos. Es ist in dieser Patentschrift zwar auch eine kontinuierliche Betriebsweise des Heizgerätes beschrieben, jedoch dürften dabei Probleme mit der dann nicht mehr zu gewährleistenden elektrischen Isolierung auftreten.EP 0.092.036 B1 describes a device for the direct heating of electricity conductive bulk goods taking advantage of their electrical heating resistance, the electrical energy is introduced via a plurality of pairs of electrodes, which is galvanic are separated from each other. This device mainly works in batch mode, i.e. it is de-energized during the filling and emptying process. It is in this patent Although a continuous mode of operation of the heater is also described, it is likely Problems with the electrical insulation that can then no longer be guaranteed occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei weicher elektrisch leitfähigen Schüttgütern unter Ausnutzung ihres elektrischen Widerstandes während des kontinuierlichen Materialdurchlaufes unter Beibehaltung eines engen Verweilzeitenspektrums in effizienter Weise kontinuierlich Wärme zugeführt wird.The invention has for its object to provide a device with softer electrical conductive bulk goods taking advantage of their electrical resistance during the continuous material flow while maintaining a narrow range of residence times in heat is efficiently supplied continuously.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens dadurch gelöst, daß das Material zwischen der positiven und negativen Elektrode im wesentlichen parallel zur Stromrichtung geführt wird und daß die Abzugsvorrichtung mindestens als Teil der negativen Elektrode bzw. des Nulleiters verwendet wird.With regard to the method mentioned at the outset, this object is achieved in that the Material between the positive and negative electrodes essentially parallel to the current direction is performed and that the trigger device at least as part of the negative electrode or of the neutral conductor is used.

Hinsichtlich der eingangs genannten Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die positiv gepolte Elektrode sich im Bereich der Einlauföffnung befindet, wobei die negativ gepolte Elektrode und die Abzugsvorrichtung mit der Erde verbunden sind und die Erdung den negativen Pol darstellt.With regard to the device mentioned above, the object is achieved in that the positive polarized electrode is located in the area of the inlet opening, the negatively polarized electrode and the puller is connected to earth and earth is the negative pole represents.

Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, daß die Abzugsvorrichtung selbst z.B. mit ihrem geerdeten Gehäuse als ableitende Elektrode verwendet werden kann. Diese Tatsache bietet den großen Vorteil, daß die komplette Längserstreckung der Heizeinrichtung für die Aufheizung des elektrisch leitfähigen Schüttgutes genutzt werden kann. Damit wird dem durch die Vorrichtung hindurchfließenden Material praktisch während des gesamten Durchlaufes elektrische Energie und damit Wärme zugeführt und das Material kühlt bis zum Ausstoß bzw. Auslauf aus der Vorrichtung nicht nennenswert ab. Die für die Heizung zur Verfügung stehende effektive Verweilzeit wird bei vorgegebener Durchlaufzeit größer und damit kann der Materialdurchsatz ohne Vergrößerung des Ofens entsprechend gesteigert werden.Surprisingly, it has been found that the trigger device itself e.g. with your grounded housing can be used as a dissipative electrode. This fact offers the great advantage that the complete longitudinal extension of the heating device for heating the electrically conductive bulk goods can be used. So that is through the device material flowing through practically the entire cycle electrical energy and thus heat is supplied and the material cools until it is ejected or discharged from the device not worth mentioning. The effective dwell time available for the heating is at predetermined lead time is larger and thus the material throughput can be increased without increasing the Oven can be increased accordingly.

Da die Vorrichtung wahlweise mit Gleichstrom oder auch mit Wechselstrom betrieben werden kann, versteht es sich, daß im Falle von Wechselstrom die Rolle der negativen Elektrode von dem sogenannten Nulleiter übernommen wird, der auf Massepotential liegt, während die der positiven Elektrode entsprechende Elektrode dann im allgemeinen als Phase bezeichnet wird. Den Übergang von Gleich- zu Wechselstrom erhält man also, indem man den Begriff der positiven Elektrode durch den der Phasenelektrode und den Begriff der negativen Elektrode durch den der Nulleiterelektrode ersetzt. Im folgenden wird der einfacheren Beschreibung wegen, jedoch ohne jede Beschränkungsabsicht, vorwiegend der Gleichstromfall beschrieben.Since the device can be operated either with direct current or alternating current can, it is understood that in the case of AC, the role of the negative electrode of the so-called neutral conductor is taken over, which is at ground potential, while that of the positive The corresponding electrode is then generally referred to as the phase. The The transition from direct to alternating current is obtained by using the term positive Electrode by the phase electrode and the term negative electrode by the Neutral electrode replaced. The following is for the simpler description, but without any intention to limit, mainly the DC case described.

Wie bekannt errechnet sich die eingetragene elektrische Leistung nach der Formel P = R x I² . Hierin bedeutet R den Widerstand des elektrischen Schüttgutes gemessen in Ohm und I den Strom, der durch das elektrische Schüttgut fließt. Der Widerstand R ist von den elektrischen Materialeigenschaften des Schüttgutes abhängig und außerdem von dem Querschnitt der Schüttung des elektrisch leitfähigen Materials sowie dessen Länge. Je größer die Länge des Leiters, um so größer der elektrische Widerstand. Demzufolge spielt der Abstand zwischen stromeinleitender Elektrode und stromableitender Elektrode eine wichtige Rolle. Das bedeutet, daß bei Nutzung der Abzugsvorrichtung als stromableitende Elektrode die Länge des als elektrischer Leiter zu betrachtenden Schüttgutes voll genutzt werden kann.As is known, the electrical power entered is calculated using the formula P = R x I ² . Here R means the resistance of the electrical bulk material measured in ohms and I the current that flows through the electrical bulk material. The resistance R depends on the electrical material properties of the bulk material and also on the cross section of the bulk material of the electrically conductive material and its length. The greater the length of the conductor, the greater the electrical resistance. As a result, the distance between the current-input electrode and the current-discharge electrode plays an important role. This means that when the extraction device is used as a current-conducting electrode, the length of the bulk material to be regarded as an electrical conductor can be fully used.

Dies spielt außerdem bei der Inbetriebnahme eine große Rolle, wobei hierdurch sichergestellt ist, daß auch das noch in der Abzugsvorrichtung befindliche Material dem Stromdurchfluß unterworfen ist. Damit ist gewährleistet, daß der Austrag von kalten, nicht beheizten Teilen des Schüttgutes auch zu Beginn eines Erwärmungsvorganges weitgehend vermieden wird.This also plays a major role during commissioning, which ensures that the material still in the extraction device is subjected to the current flow is. This ensures that cold, unheated parts of the bulk material are discharged is largely avoided even at the beginning of a heating process.

Zur Schonung der Austragsvorrichtung gegen elektrische Erosion wird man die im Bereich der Abzugsvorrichtung vorgesehene, negativ gepolte Elektrode zuschalten, damit eine entsprechende Teilmenge des Stromes über dieselbe abgeführt wird.To protect the discharge device against electrical erosion, one in the area of Switch on the provided, negative-polarity electrode so that a corresponding one Part of the electricity is discharged through the same.

Wegen eines möglichen Verschleißes der negativen Elektrode durch elektrochemische Erosion ist es außerdem zweckmäßig, wenn die hauptsächlich als Elektrode wirkenden Teile der Abzugsvorrichtung als leicht austauschbare Teile, z.B. leicht austauschbare Gehäusewände oder dergleichen, hergestellt werden. Auch die Abzugsvorrichtung als Ganzes kann in der bevorzugten Ausführungsform als Einheit leicht an dem übrigen Ofen montiert und von diesem demontiert werden.Because of possible wear of the negative electrode due to electrochemical erosion it is also expedient if the parts of the Trigger device as easily replaceable parts, e.g. easily exchangeable housing walls or the like. The extraction device as a whole can also be used in the preferred Embodiment as a unit easily mounted on and dismantled from the rest of the furnace will.

Entsprechend dem materialbedingten elektrischen Widerstand bzw. seiner Widerstandsveränderung infolge der Erwärmung ist es für die Einbringung der notwendigen spezifischen Heizenergie zweckmäßig, den Abstand zwischen positiver und negativer Elektrode und damit den Gesamtwiderstand der Schüttung den jeweiligen mechanischen Materialeigenschaften (z.B. Sieblinie) bzw. den elektrischen Kenngrößen des Materials (z.B. Leitfähigkeit, spezifischer Widerstand usw.) anpassen zu können. Hierfür ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Veränderung des Abstandes zwischen positiver und negativer Elektrode durch stufenweises Zu- bzw. Abschalten einzelner übereinander befindlicher negativer Elektroden erfolgt. Für bestimmte Änderungen des Betriebszustandes erscheint es daneben angebracht, wenn statt des stufenweisen Zu- oder Abschaltens eine der Elektroden, vorzugsweise eine Negativelektrode, in Stromrichtung stufenlos verschiebbar ist.According to the material-related electrical resistance or its change in resistance due to the warming it is necessary for the introduction of the specific Heating energy appropriate, the distance between the positive and negative electrodes and thus the Total resistance of the fill to the respective mechanical material properties (e.g. Sieve line) or the electrical characteristics of the material (e.g. conductivity, more specific Resistance, etc.). For this purpose, the invention provides that the Changing the distance between the positive and negative electrodes by gradually adding or removing Individual negative electrodes located one above the other are switched off. For certain Changes to the operating status seem appropriate if instead of the gradual switching on or off of one of the electrodes, preferably a negative electrode, in Current direction is continuously shiftable.

Während der kontinuierlichen Abwärtsbewegung des Schüttgutes in dem schachtförmigen Ofenraum kommt es ständig zu einer Ortsverlagerung der Teilchen. Dies führt dazu, daß sich keine bevorzugten Strompfade bilden; das zeigt sich als Ergebnis deutlich in einer gleichmäßigen Temperaturverteilung des Schüttgutes am Austrag.During the continuous downward movement of the bulk material in the shaft-shaped Oven space there is a constant shift of the particles. This leads to that do not form preferred current paths; as a result, this is clearly shown in a uniform Temperature distribution of the bulk material at the discharge.

Gerade bei kontinuierlich betriebenen Heizeinrichtungen der oben beschriebenen Art spielt die Betriebssicherheit eine ausschlaggebende Rolle. Diese kontinuierlichen Anlagen stehen ständig unter Spannung, und es muß sicher gewährleistet werden, daß keine Gefahren für Mensch oder Einrichtung auftreten können. Durch Isolierung der mit der positiven Elektrode verbundenen Teile und durch Erdung aller von außen zugänglichen Einrichtungsteile, welche eventuell Strom führen könnten, und durch die Verwendung der Erde bzw. Masse zur Stromableitung ist kein elektrisches Potential vorhanden, von dem Gefahr für den Menschen durch Berühren ausgehen könnte.Especially in the case of continuously operated heating devices of the type described above, the Operational safety plays a crucial role. These continuous systems are constantly in place under tension, and it must be ensured that there are no dangers for people or Establishment can occur. By isolating the parts connected to the positive electrode and by grounding all externally accessible equipment that may carry electricity could, and by using the earth or ground for current dissipation is not electrical Potential exists that could endanger human contact.

Wie bereits zum Ausdruck gebracht, spielt die Einhaltung einer vorgegebenen Verweilzeit für das gleichmäßige Aufheizen eine ausschlaggebende Rolle. Das bedeutet aber auch, daß die der Einlauföffnung benachbarte, positive Elektrode ständig mit Schüttgut beaufschlagt sein muß. Kommt es dann jedoch zu Störungen bei der Füllstandskontrolle, so kann die Schüttung innerhalb des Ofenraums mehr und mehr anwachsen und schließlich den gesamten oberen Raum erfüllen und bis in die Zuführeinrichtung zurückstauen. In diesem Falle würde eine erhebliche Teilmenge an elektrischer Energie von der Positivelektrode in Richtung Eintragsdosierung zur Erde fließen. Dies hätte zur Folge, daß es dort zu Überhitzungen, Verbrennungen oder zum Zerstören der Anlage kommen könnte. As already expressed, compliance with a specified dwell time plays a role in the Even heating is a key factor. But that also means that the Inlet opening adjacent, positive electrode must be constantly loaded with bulk material. However, if there are any malfunctions in the fill level control, the filling can inside of the furnace space grow more and more and finally fill the entire upper space and back up into the feeder. In this case, a significant subset flow of electrical energy from the positive electrode in the direction of the metering dose to earth. This would result in overheating, burns or the destruction of the Plant could come.

Um dem vorzubeugen, ist in einer Variante der Erfindung eine sogenannte Schutzelektrode in dem schüttgutfreien Raum oberhalb des normalen Schüttgutpegels vorgesehen, weiche elektrisch mit der Erdung (Masse) verbunden ist. Falls der Schüttgutpegel in unerwünschter Weise anwächst, so kommt es zu einer Berührung von Schüttgut mit der Schutzelektrode. In diesem Falle fließt über die Schutzelektrode ein Strom zur Erde, welcher erfaßt, gemessen und als Signal entsprechend verarbeitet werden kann, um die Anlage in einen betriebssicheren Zustand zu bringen. Anstelle die fließende Strommenge zu messen, könnte die Messung der nun anliegenden Spannung zwischen Schutzelektrode und Erde für eine Signalverarbeitung herangezogen werden.To prevent this, in a variant of the invention, a so-called protective electrode is in the Bulk-free space provided above the normal level of bulk goods, electrically with the earth (ground) is connected. If the bulk level increases undesirably, this causes bulk material to come into contact with the protective electrode. In this case flows a current to earth via the protective electrode, which is detected, measured and as a signal can be processed accordingly to keep the system in a safe operating condition bring. Instead of measuring the amount of current flowing, the measurement of the current applied could Voltage between the protective electrode and earth can be used for signal processing.

Sollte es andererseits infolge einer Störung der Füllstandskontrolle zu einem Absinken des Schüttgutpegels kommen, und würde der Schüttgutpegel soweit absinken, daß die normalerweise überdeckte obere, positive Elektrode frei wird, so wäre die Ausbildung eines zerstörerischen Lichtbogens zwischen freigelegter, positiver Elektrode und dem Schüttgutpegel nahezu unvermeidlich. Dies würde wiederum Gefahr für die Vorrichtung bedeuten. Um diese Gefahr auszuschließen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, unmittelbar oberhalb der oberen, positiven Elektrode eine weitere Kontrollelektrode anzubringen, welche bei normaler Betriebsweise ständig mit Schüttgut beaufschlagt sein muß. Diese Schutzelektrode ist über einen entsprechend hohen Widerstand mit der Erdleitung verbunden, so daß der im Normalbetrieb darüber abgeleitete Strom auf ein Minimum begrenzt bleibt. Beim Ausbleiben der Spannung bzw. beim Ausbleiben des gemessenen Stromes steht wiederum ein Signal zur Verfügung, um die Anlage in den sicheren Betriebszustand zu bringen. Sinnvollerweise wird man zunächst versuchen, die gravimetrische Füllstandskontrolle soweit zu korrigieren, daß ein sicheres Bedecken der oberen Elektrode erreicht wird.On the other hand, should there be a lowering of the Bulk level will come, and the bulk level would drop so far that it would normally covered upper, positive electrode is free, so the formation of a destructive Arc almost between the exposed, positive electrode and the bulk level inevitable. This in turn would pose a danger to the device. About this danger exclude it is proposed in a further embodiment of the invention, immediately above to attach another control electrode to the upper, positive electrode, which is used for normal Operation must be constantly loaded with bulk material. This protective electrode is over one correspondingly high resistance connected to the ground line, so that in normal operation current derived therefrom is kept to a minimum. If there is no voltage or if the measured current is absent, a signal is again available to the Bring the system into a safe operating state. It makes sense to start with try to correct the gravimetric level control so far that a safe Covering the top electrode is achieved.

Dies gilt sinngemäß auch für die Übervoll-Signalisierung, die zunächst also nur die weitere Materialzufuhr stoppen oder stärker begrenzen, oder aber die Materialaustragung bzw. Abführung beschleunigen sollte. Erst im Grenzfall (z.B. bei Erreichen einer zweiten Schutzelektrode oder bei weiterem Anwachsen des über die Schutzelektrode abfließenden Teilstromes über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus) würde die gesamte Heizrichtung abgeschaltet werden.This applies mutatis mutandis to the over-full signaling, so initially only the further one Stop or limit the material supply, or the material discharge or removal should accelerate. Only in the limit case (e.g. when a second protective electrode is reached or when further growth of the partial current flowing off via the protective electrode via a predeterminable limit value) the entire heating direction would be switched off.

Die Schutzelektrode in dem schüttgutfreien Raum wird man sinnvollerweise als ringförmige, bevorzugterweise als kreisringförmige Elektrode ausbilden, welche Freiraum für das Durchfallen bzw. Durchrieseln des aus der Zufuhreinrichtung kommenden Schüttgutes bietet.The protective electrode in the bulk-free space is usefully called an annular, preferably form as an annular electrode, which space for falling through or trickling through of the bulk material coming from the supply device.

Die konstruktive Gestaltung der Abzugsvorrichtung spielt ebenfalls eine wichtige Rolle. Dazu gehört auch die Materialauswahl, wobei hier Materialien mit entsprechender elektrischer Leitfähigkeit und Temperaturbeständigkeit ausgewählt werden müssen. Während sich bei sehr fein pulvrigen Schüttgütern die Verwendung von ein oder mehrere Austragsschnecken besonders bewährt hat, sind sogenannte Kratzförderer für grobkörnigeres Material besser geeignet, weil hier eine mechanische Zerstörung der groben Schüttgutteile, wie sie zwischen Schnecke und Gehäuse auftreten könnten, weitgehend vermieden wird. Bei mittelkörnigem Material haben sich Behälterböden aus um ihre Längsachse verstellbare Lamellen zur Veränderung der Spaltweiten als besonders geeignet erwiesen.The design of the trigger device also plays an important role. To also includes the choice of materials, whereby here materials with the appropriate electrical Conductivity and temperature resistance must be selected. While at very fine powdery bulk goods especially the use of one or more discharge screws has proven, so-called scraper conveyors for coarse-grained material are more suitable because here a mechanical destruction of the coarse bulk goods, as they occur between the screw and the housing could occur is largely avoided. With medium grain material have Container bottoms made of slats adjustable around their longitudinal axis to change the gap widths proven to be particularly suitable.

Für das optimale Funktionieren der Heizvorrichtung spieltein gleichmäßiger Materialdurchsatz und ein extrem enges Verweilzeitspektrum eine große Rolle. Ein enges Verweilzeitspektrum (geringe Variation der Verweilzeit) wird dann erreicht, wenn der Austrag so gestaltet ist, daß ein Kernfluß oder ein einseitiger Materialfluß des Schüttgutes mit Sicherheit vermieden wird. Dazu gehört auch eine entsprechende konstruktive Ausbildung der Elektroden, wobei einerseits das elektrisch leitfähige Material mit ausreichendem Druck an den Oberflächen der Elektroden anliegen muß, um den Stromübergang zu gewährleisten, andererseits aber der freie Durchfluß des Materials nicht behindert wird. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die am Materialeintritt gelegene positive Elektrode als Rechteckring auszubilden, in der Form eines nach unten (bzw. innen) offenen Pyramidenstumpfes. Durch die Schrägstellung der Flächen dieses Rechteckringes kommt es zu der gewünschten notwendigen Anlageverpressung des Materials an der Elektrode, andererseits wird aber der freie Durchfluß bei genügend großem Ringquerschnitt nicht behindert. Zur Vergrößerung der stromübertragenden Fläche sind in dem Innern des Rechteckringes parallel zueinander und in Fließrichtung ausgerichtete, stromführende Leisten oder Platten rechenartig eingebracht.For the optimal functioning of the heating device, a uniform material throughput and an extremely narrow range of residence times plays a major role. A narrow residence time spectrum (low Variation of the residence time) is achieved if the discharge is designed so that a core flow or one-sided material flow of the bulk material is avoided with certainty. That also includes a corresponding design of the electrodes, on the one hand, the electrical conductive material must be applied to the surfaces of the electrodes with sufficient pressure, to ensure the current transfer, but on the other hand the free flow of the material is not hindered. For this purpose, it is proposed according to the invention that the one located at the material inlet to form a positive electrode as a rectangular ring, in the form of a downward (or inward) open truncated pyramid. Due to the inclination of the surfaces of this rectangular ring comes it to the required necessary system compression of the material on the electrode, on the other hand, the free flow is not impeded if the ring cross section is large enough. To enlarge the current-transmitting area, parallel are inside the rectangular ring current-carrying strips or plates aligned with each other and in the direction of flow brought in.

Bei elektrisch leitfähigen Schüttgütern, welche während der Erwärmung oder auch allein aufgrund des Stromdurchflusses zu einer Gasbildung neigen, haben sich Ausführungsformen der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, welche die Bildung von Hohlräumen im Inneren des Schachtes, welche mit dem stromdurchflossenen und sich erwärmenden Material in Verbindung stehen, vorsehen. In einer Ausführungsform der Erfindung erreicht man dies dadurch, daß der Schachtquerschnitt mit der Materialflußrichtung stufenweise und jeweils quer zur Materialflußrichtung erweitert wird. Wenn das Material also von oben nach unten fließt, so sollte ein oberer Abschnitt des Schachtes einen kleineren Querschnitt haben als ein unterer Abschnitt und der Übergang sollte stufenweiseabrupt oder gar mit einer Hinterschneidung (bezogen auf die Strömungsrichtung) so erfolgen, daß unter der Übergangsstufe allein aufgrund des sich an dem Übergang ausbildenden Schüttkegel des im Schacht von oben nach unten fließenden Schüttgutes ein Hohlraum gebildet wird. Dieser Hohlraum dient dann als Sammelraum für Gas, welches sich während der Erwärmung und/oder des Stromdurchflusses bildet, wobei an einer oder auch mehreren Stellen in der Wand bzw. In dem stufenförmigen Übergang der Schachtwand eine Abzugöffnung vorgesehen ist, die vorzugsweise verschließbar ist und von welcher aus das Gas abgeleitet oder abgesaugt werden kann.In the case of electrically conductive bulk materials, which are caused during heating or also on their own of the current flow to gas formation, have embodiments of the invention proven to be expedient, which the formation of cavities inside the shaft, which be in contact with the current-carrying and heating material. In one embodiment of the invention, this is achieved in that the shaft cross section with the material flow direction is expanded gradually and in each case transversely to the material flow direction. If the material flows from top to bottom, there should be an upper section of the shaft have a smaller cross section than a lower section and the transition should gradually abrupt or even with an undercut (based on the direction of flow) so that under the transition stage solely because of the cone of bulk that forms at the transition of the bulk material flowing in the shaft from top to bottom is formed. This Cavity then serves as a collecting space for gas, which is during the heating and / or of the current flow, at one or more points in the wall or in a discharge opening is provided for the stepped transition of the shaft wall is preferably closable and from which the gas is derived or suctioned off can.

Bei einer anderen Variante sind sich quer durch den Innenraum des Schachtes erstreckende Einbauten vorgesehen, die derart geformt sind, daß, wiederum aufgrund des von oben nach unten fließenden bzw. herabsinkenden Schüttgutmaterials, unter diesen Einbauten Hohlräume entstehen, die als Gassammelräume dienen. Zweckmäßigerweise sind derartige Einbauten, von der Fließrichtung des Materials her gesehen, konvex und in der entgegengesetzten Richtung konkav ausgebildet, so daß in der konkaven Vertiefung sich Gas sammeln und ungehindert in Querrichtung entlang der Einbauten strömen bzw. entweichen kann. Die genaue Querschnittform der Einbauten ist dabei von untergeordneter Bedeutung, sie könnten beispielsweise halbkreisförmig, dachförmig oder, bei genügender Breite, sogar ebene Platten sein, solange sich nur darunter durch das in einer Richtung von oben nach unten absinkende Schüttgutmaterial Hohlräume bilden, entlang welcher das gebildete Gas im wesentlichen ungehindert In Richtung von Entgasungsöffnungen strömen kann, die vorzugsweise in der Behälterwand vorgesehen sind.In another variant, are extending across the interior of the shaft Internals provided that are shaped such that, again due to the top down flowing or sinking bulk material, voids are created under these internals, which serve as gas collection rooms. Such fittings are expedient, of the Flow direction of the material seen here, convex and concave in the opposite direction trained so that gas can collect in the concave depression and unimpeded in Can flow or escape transversely along the internals. The exact cross-sectional shape the internals are of minor importance, for example they could be semicircular, roof-shaped or, with sufficient width, even flat slabs, as long as only including the bulk material that descends in one direction from top to bottom Form voids along which the gas formed is essentially unimpeded towards can flow from degassing openings, which are preferably provided in the container wall.

Die Erfindung soll anhand folgender Figuren näher beschrieben und erläutert werden:

Figur 1: zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Heizeinrichtung,
Figur 2: stellt einen Querschnitt durch die stromzuführende obere Elektrode dar,
Figur 3: zeigt eine Draufsicht auf die stromzuführende obere Elektrode,
Figur 4: zeigt eine Abzugsvorrichtung mit einem Kratzförderer,
Figur 5: zeigt einen verstellbaren Lamellenboden,
Figur 6: ist die schematische Darstellung einer Anlage mit der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung,
Figur 7: eine Variante eines Schachtes mit einem stufenförmig erweiterten, unteren Behälterabschnitt sowie mit im Querschnitt erkennbaren Einbauten,
Figur 8: im linken Teilbild einen Schnitt durch zwei gegenüberliegende Behälterwände mit einem darin gelagerten Gassammeleinbau und im rechten Teilbild eine perspektivische Darstellung eines Gassammeleinbaues, und
Figur 9: einen Schacht mit von den Seitenwänden ausgehenden Blenden, die zusammen mit der Schachtwand Hohlräume bilden.

The invention will be described and explained in more detail with reference to the following figures:

Figure 1: shows a longitudinal section through the heating device according to the invention,
Figure 2: represents a cross section through the current-carrying upper electrode,
Figure 3: shows a plan view of the current-carrying upper electrode,
Figure 4: shows a take-off device with a scraper conveyor,
Figure 5: shows an adjustable slat base,
Figure 6: is the schematic representation of a system with the heating device according to the invention,
Figure 7: a variant of a shaft with a step-widened, lower container section and with internals recognizable in cross section,
Figure 8: in the left partial image a section through two opposite container walls with a gas collection installation stored therein and in the right partial image a perspective representation of a gas collection installation, and
Figure 9: a shaft with panels extending from the side walls, which form cavities together with the shaft wall.

In Figur 1 ist der Querschnitt einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung zu sehen mit ihrer Anordnung unter einer Zuführeinrichtung 11, wobei nachgeschaltete Aggregate für das Weiterverarbeiten des aufgezeizten Materials hier nicht dargestellt sind. Demzufolge endet die Darstellung mit dem Austrag aus der Abzugsvorrichtung. Die Zuführeinrichtung 11 ist hier als ein Schneckenförderer mit einer Förderschnecke 6 dargestellt, die über ein elastisches Verbindungselement 7, welches auch elektrisch isolierend sein kann oder elektrisch isoliert am oberen Ende des Ofens befestigt ist, mit der Einlauföffnung 25 des Ofens 1 verbunden ist.In Figure 1, the cross section of a heating device according to the invention can be seen with its Arrangement under a feed device 11, downstream units for further processing of the listed material are not shown here. As a result, the presentation ends with the discharge from the extraction device. The feed device 11 is here as a screw conveyor shown with a screw conveyor 6, which via an elastic connecting element 7, which can also be electrically insulating or electrically insulated at the top of the furnace is attached, is connected to the inlet opening 25 of the furnace 1.

Der Ofenraum ist als ein aufrechtstehender Schacht 1 mit rechteckigem, etwa quadratischem Querschnitt ausgebildet, wobei die Höhe deutlich größer, in bevorzugter Weise ca. zwei- bis fünfmal größer, als die Grundseite des Querschnittes ist. Der Innenraum des Ofens ist allseitig mit einem hitzebeständigen, keramischen Material ausgelegt. Der Wandquerschnitt mit den keramischen Platten 2 ist nur an einer Stelle schematisch angedeutet. Der keramischen Ausmauerung folgt eine Wärmeisolierung 3, ebenfalls nur schematisch dargestellt, sowie eine elektrische Isolierung 4. Der ganze Ofenraum befindet sich in einem hier nicht näher dargestellten Stahlgehäuse, welches auf Kraftmeßdosen 5 zur Gewichtserfassung der Heizeinrichtung inklusive ihres Inhaltes gelagert ist. Das aufzuheizende Schüttgut aus elektrisch leitfähigen und auch aus Mischungen aus elektrisch leitfähigen und elektrisch nicht leitfähigen Schüttgütern wird durch die Förderschnecke 6 in konstantem Massestrom zudosiert. Der konstante Massenstrom ist wichtig für das Einhalten einer vorgegebenen Verweilzeit des aufzuheizenden Schüttgutes in dem Ofenraum. Zufuhreinrichtung und Heizeinrichtung sind aus wägetechnischen Gründen über eine elastische Ankopplung 7 miteinander verbunden.The furnace space is an upright shaft 1 with a rectangular, approximately square Cross section formed, the height significantly larger, preferably about two to five times larger than the base of the cross section. The interior of the furnace is on all sides designed with a heat-resistant, ceramic material. The wall cross section with the ceramic plates 2 is only indicated schematically at one point. The ceramic Brick lining is followed by thermal insulation 3, also shown only schematically, and one Electrical insulation 4. The entire furnace space is in a not shown here Steel housing, which is included on load cells 5 for weight measurement of the heating device their content is stored. The bulk material to be heated from electrically conductive and also from Mixtures of electrically conductive and electrically non-conductive bulk materials are processed by the Screw conveyor 6 metered in at constant mass flow. The constant mass flow is important for maintaining a predetermined dwell time of the bulk material to be heated in the Furnace room. For weighing reasons, the feed device and heating device have one elastic coupling 7 connected to each other.

Den unteren Abschluß des schachtförmigen Ofenraumes bildet die Austragseinrichtung 9 mit einer Förderschnecke 8. Das Gehäuse der Abzugsvorrichtung 9 ist mit einer entsprechenden Kabelverbindung 10 elektrisch mit Masse verbunden. Entsprechendes gilt für das Gehäuse 11 der Zudosiereinrichtung 6, welche über die Leitung 12 mit Masse verbunden ist.The discharge device 9 forms the lower end of the shaft-shaped furnace chamber with a Screw conveyor 8. The housing of the extraction device 9 is with a corresponding Cable connection 10 electrically connected to ground. The same applies to the housing 11 of the Metering device 6, which is connected to ground via line 12.

Entsprechend der vorgegebenen Durchsatzmenge, d.h. entsprechend dem ankommenden Massestrom wird die Abzugsvorrichtung 9 mit einem verstellbaren Antrieb 13 in ihrer Austragsleistung so geregelt, daß das Gewicht, welches mit den Kraftmeßeinrichtungen 5 gemessen wird, konstant bleibt. Damit ist ein konstanter Füllgrad bzw. eine konstante Füllhöhe des Schüttgutes in dem Ofenraum gewährleistet. Aus dem Füllvolumen und aus dem Masendurchsatz bzw. Volumendurchsatz an Schüttgut läßt sich die Verweilzeit ermitteln. Die Einhaltung einer konstanten Verweilzeit mit den oben beschriebenen Maßnahmen ist für eine konstante Austragstemperatur des Schüttgutes die notwendige Voraussetzung. According to the specified throughput, i.e. according to the incoming The discharge device 9 has a mass flow with an adjustable drive 13 in its discharge capacity regulated so that the weight, which is measured with the force measuring devices 5, remains constant. This is a constant filling level or a constant filling level of the bulk material guaranteed in the furnace room. From the filling volume and from the mass throughput or Volume throughput of bulk material can determine the dwell time. Compliance with a constant Residence time with the measures described above is for a constant discharge temperature of the bulk material is the necessary prerequisite.

Die Heizeinrichtung kann sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom betrieben werden. Die Einleitung des Heizstromes geschieht über die positiv gepolte Elektrode bzw. Phase 14 im oberen Bereich des Ofens. Sie ist durch eine entsprechende Anschlußleitung 15 an die elektrische Versorgung angeschlossen. Die Ableitung des Stromes erfolgt über das Gehäuse der Abzugsvorrichtung 9 über die Anschlußleitung 10 an Erde bzw. über eine der hier dargestellten Elektroden 16 und 16a. Beide Elektroden sind über entsprechende Schalteinrichtungen 17 und 17a mit der Erdleitung verbunden, und können so wahlweise zu- oder abgeschaltet werden.The heating device can be operated with both direct current and alternating current. The heating current is introduced via the positively polarized electrode or phase 14 in top of the oven. It is through a corresponding connection line 15 to the electrical Supply connected. The current is discharged via the housing of the Discharge device 9 via the connecting line 10 to earth or via one of those shown here Electrodes 16 and 16a. Both electrodes are via corresponding switching devices 17 and 17a connected to the earth line, and can thus be switched on or off.

In dem schüttgutfreien Raum oberhalb des Schüttgutpegels befindet sich eine sogenannte Schutzelektrode 18, welche über eine elektrische Leitung 19 mit der Erdleitung verbunden ist. In die Leitung zur Erde ist eine Strom- bzw. Spannungsmeßeinrichtung 20 geschaltet. Sollte es zu einem Anwachsen des Schüttgutpegels innerhalb des Ofenraumes kommen, so wird sich der schüttgutfreie Raum soweit mit elektrisch leitfähigem Material füllen bis die Schutzelektrode 18 berührt wird. In diesem Fall liegt eine Spannung zwischen der Schutzelektrode und der Erde an und es kann ein Strom fließen. Über eine entsprechende Signalverwertung, welche hier nicht dargestellt ist, können Maßnahmen getroffen werden, um die Anlage in einen sicheren Betriebszustand zu bringen. Die Schutzelektrode 18 kann entweder wie hier dargestellt als Ringelektrode ausgebildet sein oder als Stabelektrode 18a, welche sich vom Deckel des Ofenraumes in den schüttgutfreien Raum nach unten erstreckt. Entsprechend gehören hierzu die Leitungen 19a und die Signalerfassung 20a.There is a so-called in the bulk-free space above the bulk level Protective electrode 18, which is connected to the ground line via an electrical line 19. In a current or voltage measuring device 20 is connected to the ground. Should it be too an increase in the level of the bulk material within the furnace chamber, the Fill the bulk-free space with electrically conductive material until the protective electrode 18 is touched. In this case, there is a voltage between the protective electrode and earth and a current can flow. Via an appropriate signal processing, which is not here measures can be taken to ensure that the system is safe Bring operating state. The protective electrode 18 can either be as shown here as Ring electrode may be formed or as a rod electrode 18a, which extends from the lid of the Furnace space extends down into the bulk-free space. Accordingly, these include Lines 19a and the signal detection 20a.

Die Kontrollelektrode 21 ist immer mit Schüttgut bedeckt, demzufolge fließt ständig ein Strom über die Leitungen 22 durch einen Widerstand 23 zur Erde. Spannung oder Strom werden hier in nicht näher dargestellter Weise ständig kontrolliert. Beim Absinken von Strom und/oder Spannung am Widerstand 23 muß die Anlage ebenfalls in einen sicheren Betriebszustand zurückgefahren werden, weil ein Schüttgutpegelabriß an der stromzuleitenden Elektrode 14 darunter, insbesondere bei Gleichstrom, zur Ausbildung von Lichtbögen führen könnte.The control electrode 21 is always covered with bulk material, and consequently a current continuously overflows the lines 22 through a resistor 23 to earth. Voltage or current are not in here constantly checked in more detail. When current and / or voltage drops on Resistor 23 must also bring the system back into a safe operating state because a bulk level break at the current-carrying electrode 14 below, in particular with direct current, could lead to the formation of arcs.

In den Figuren 2 und 3 werden Einzelheiten der stromzuführenden oberen Elektrode 14 gezeigt. In diesem Falle ist die Elektrode zweigeteilt aus Gründen der leichteren Montage. Die Elektrode 14 besteht aus zwei gegenüberliegenden, unter einem Winkel α gegenüber der Horizontalen geneigten, elektrisch leitfähigen Platten. Von diesen geneigten Elektrodenplatten 14 aus erstrecken sich wiederum rechenartig angeordnete, ebenfalls plattenförmige Zungen 30 parallel zueinander und vertikal, d.h. in Fließrichtung des Materials ausgerichtet, um einerseits den Materialfluß nicht unnötig zu behindern, andererseits aber auch eine große Oberfläche für den elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitfähigen Schüttgut bereitzustellen. Diese rechenartig angebrachten Platten 30 dienen außerdem einer Vergleichmäßigung des Materialflusses und können zu diesem Zweck auch noch länger ausgebildet sein und so versetzt sein, daß sie teilweise in gegenüberliegende Zwischenräume der Rechenplatten 30 einer gegenüberliegenden Elektrodenplatte 14 ein Stück weit eingreifen. Bei einer anderen Ausgestaltung wäre es auch denkbar, daß die Elektrode 14 als Ringelektrode in Form des Mantels eines Pyramidenstumpfes bzw. in Form eines Trichters ausgebildet ist und anstelle der Rechenplatten 30 können dann beispielsweise sich kreuzweise zwischen gegenüberliegenden Seiten oder diagonal durch den Trichter erstreckende Platten vorgesehen sein, die einerseits eine große Stromübergangsfläche in das Material bereitstellen, andererseits auch zu einer Vergleichmäßigung des Materialflusses beitragen, damit nicht beispielsweise im Zentrum des Schachtes das Material schneller nach unten fließt als in den weiter außen liegenden Bereichen oder umgekehrt. Die Vergleichmäßigung des Materialflusses wird im wesentlichen auch durch die Art und Weise des Abziehens des Materials am unteren Ende des Schachtes bestimmt, die das Material vom gesamten Schachtquerschnitt möglichst gleichmäßig abziehen sollte.FIGS. 2 and 3 show details of the current-carrying upper electrode 14. In this case the electrode is divided into two for reasons of easier assembly. The electrode 14 consists of two opposite, at an angle α to the horizontal inclined, electrically conductive plates. From these inclined electrode plates 14 in turn, rake-like, also plate-shaped tongues 30 extend parallel to each other and vertically, i.e. aligned in the direction of flow of the material, on the one hand the Not unnecessarily hinder material flow, but on the other hand also a large surface for the to provide electrical contact with the electrically conductive bulk material. This arithmetic attached plates 30 also serve to even out the material flow and can for this purpose be even longer and be offset so that they partially in opposite spaces between the computing plates 30 of an opposite one Engage the electrode plate 14 a little. With another configuration it would also be conceivable that the electrode 14 as a ring electrode in the form of the shell of a truncated pyramid or is designed in the form of a funnel and can then instead of the calculating plates 30 For example, cross between opposite sides or diagonally through the Funnel-extending plates are provided, which on the one hand have a large current transfer area provide in the material, on the other hand to even out the material flow contribute so that the material does not go down faster, for example in the center of the shaft flows than in the more distant areas or vice versa. The equalization of the Material flow is also essentially determined by the way the material is pulled off at the lower end of the shaft determines the material of the entire shaft cross section should subtract as evenly as possible.

Als Alternative zu der in Figur 1 dargestellten Abzugsvorrichtung in Form eines Schneckenbodens wird in Figur 4 eine Ausführung mit einem Kratzförderer dargestellt. Das Gehäuse 31 dieses Kratzförderers ist mit der Erdleitung verbunden. Der Kratzförderer kann in üblicher Weise als Kettenband, welches sich über die gesamte Breite des Ofenschachtes erstreckt, ausgebildet sein. Das Kettenband 35 ist mit einem hier nicht dargestellten stufenlos verstellbaren Antrieb 32 versehen, um entsprechend dem durchgesetzten Massenstrom eine konstante Verweilzeit zu garantieren.As an alternative to the extraction device shown in Figure 1 in the form of a screw bottom 4 shows an embodiment with a scraper conveyor. The housing 31 of this Scraper conveyor is connected to the earth line. The scraper conveyor can be used in the usual way Chain belt, which extends over the entire width of the furnace shaft, be formed. The chain belt 35 is provided with a continuously adjustable drive 32, not shown here provided to a constant dwell time according to the mass flow to guarantee.

Als weitere erfindungsgemäße Alternative ist in Figur 5 ein Lamellenboden dargestellt. Der Lamellenboden bildet den direkten unteren Abschluß des schachtförmigen Ofenraumes. Die einzelnen Lamellen 34 sind um ihre jeweilige Achse 33 einzeln oder gemeinsam winklig verstellbar. Je nach Öffnungsweite des Winkels β fließt mehr oder weniger erwärmtes Schüttgut durch die freien Querschnitte zwischen den Lamellen. Auch hier ist das eigentliche Austragsorgan, nämlich die einzelnen Lamellen mit der Erde elektrisch verbunden und bildet so den negativen Pol bzw. Nulleiter des Stromkreises. Auf die Darstellung einer gemeinsamen Winkelverstelleinrichtung der Lamellen ist in Figur 5 verzichtet worden.As a further alternative according to the invention, a lamella floor is shown in FIG. Of the Lamella bottom forms the direct lower end of the shaft-shaped furnace space. The individual slats 34 are angularly or individually angled about their respective axes 33 adjustable. Depending on the opening width of the angle β, more or less heated bulk material flows due to the free cross sections between the slats. Again, the actual organ of discharge is namely the individual lamellae are electrically connected to the earth and thus form the negative Pole or neutral conductor of the circuit. On the representation of a common angle adjustment device the slats have been omitted in FIG. 5.

Die Figur 6 zeigt die Einordnung der Heizeinrichtung in eine Gesamtanlage. In den Silos 35 und 36 ist das zu erwärmende Schüttgut gelagert, es kann sich hierbei um Koks, Graphit, Kohle und auch aus Mischungen von elektrisch leitfähigen und elektrisch nicht leitfähigen Schüttgütern handeln. Bei 37 und 38 sind Fließbandwaagen, welche den Massenstrom gravimetrisch erfassen, eingezeichnet. Das aus den Silos 35 und 36 ausgetragene Schüttgut gelangt über die Zudosiereinrichtung 11 in den Ofenraum 1 und verläßt als aufgeheiztes Schüttgut mit Hilfe der Abzugsvorrichtung 9 das Heizsystem. Es gelangt im Anschluß daran in eine Verarbeitungsmaschine 42, in welcher weitere Komponenten wie Bindemittel oder ähnliches zugesetzt werden können. Die Temperaturmeßeinrichtung 40, z.B. ein Strahlungspyrometer, dient zur Temperaturüberwachung, um Temperaturabweichungen, die auf der Strecke aufgetreten sein könnten, der Steuerung 43 mitzuteilen. Sollte die Masse auf dem Weg bis zur Verarbeitung der Arbeitsmaschine 42 an Temperatur verloren haben, so wird entsprechend ein höherer Energieeintrag in das Schüttgut ausgelöst, z.B. durch Erhöhen des Stromes, möglicherweise aber auch durch Erhöhen der Verweilzeit. Der Regeltransformator 39, welcher im Falle der Beheizung mit Gleichstrom mit einem Gleichrichter kombiniert ist, sorgt in Verbindug mit einem Stromsteller 41 für den notwendigen Energieeintrag in Abhängigkeit von der gemessenen Durchsatzleistung der Fließbandwaage 37 und 38, wobei die Temperaturen am Eintrag, gemessen mit der Temperaturmeßeinrichtung 43, und am Austrag, gemessen mit der Temperaturmeßeinrichtung 40, in die Berechnung des Leistungseintrages einbezogen werden.FIG. 6 shows the arrangement of the heating device in an overall system. In silos 35 and The bulk material to be heated is stored in 36, it can be coke, graphite, coal and also from mixtures of electrically conductive and electrically non-conductive bulk materials act. At 37 and 38, conveyor belt scales, which measure the mass flow gravimetrically, drawn. The bulk material discharged from silos 35 and 36 passes through the Dosing device 11 in the furnace chamber 1 and leaves as heated bulk material with the help of Trigger device 9 the heating system. It then arrives in a processing machine 42, in which further components such as binders or the like are added can. The temperature measuring device 40, e.g. a radiation pyrometer, used for temperature monitoring, temperature deviations that could have occurred on the route, the Notify controller 43. The mass should be on the way to processing the machine 42 have lost in temperature, so a higher energy input in the bulk material is triggered, e.g. by increasing the current, but possibly also by Increase the dwell time. The control transformer 39, which in the case of heating with DC current combined with a rectifier ensures in conjunction with a current regulator 41 for the necessary energy input depending on the measured throughput Conveyor belt scale 37 and 38, the temperatures at the entry, measured with the temperature measuring device 43, and at the discharge, measured with the temperature measuring device 40, into the Calculation of the service entry.

In Figur 7 erkennt man eine Variante der Erfindung, bei welcher der Schacht im unteren Abschnitt stufenartig erweitert ist. Elektroden sind in dieser Figur nicht dargestellt, können jedoch eine ähnliche Anordnung und Struktur aufweisen, wie dies in Verbindung mit Figur 1 bereits beschrieben wurde. Das Material fließt von oben nach unten und bildet an dem stufenförmigen Übergang 40, an welchem sich der Behälter aus der Sicht des Schüttgutmaterials plötzlich um eine horizontale Stufe erweitert, einen Hohlraum 48. Da das Schüttgutmaterial aus einzelnen, körnigen Elementen besteht und sich nicht wie eine Flüssigkeit verhält, bildet es auch unter dem Druck des aus dem verjüngten Teil des Behälters nachrutschenden Materials immer noch einen gewissen Schüttkegel aus, selbst wenn dieser möglicherweise kleiner ist als bei frei aufgeschüttetem Material. Hierdurch entsteht der Hohlraum 48 und man kann auf dem stufenförmigen Übergang 40 einen oder mehrere Öffnungsstutzen 41 vorsehen, durch welche das sich im Hohlraum 48 ansammelnde Gas entweichen bzw. abgesaugt werden kann. Wenn der Schüttkegel des Materials, z.B. im Falle eines sehr feinkörnigen, gut fließenden Materials und unter dem Druck der hohen Materialsäule in dem höher gelegenen Schachtteil, sehr flach wird, so daß der Raum 48 seine Funktion als Sammel- und Ableitraum für sich bildendes Gas nur unzureichend erfüllen könnte, so kann, wie dies in der linken Hälfte in Figur 7 dargestellt ist, die Wand des inneren Behälters auch über den stufenförmigen Übergang 40 hinaus nach unten in den erweiterten Behälterabschnitt hinein verlängert werden. Auf diese Weise ist die Ausbildung eines hinreichend großen Gassammelraumes 48 sichergestellt. 7 shows a variant of the invention, in which the shaft in the lower section is gradually expanded. Electrodes are not shown in this figure, but can be have a similar arrangement and structure to that already in connection with FIG. 1 has been described. The material flows from top to bottom and forms on the step-shaped Transition 40, at which the container suddenly turns around from the perspective of the bulk material extends a horizontal step, a cavity 48. Since the bulk material consists of individual, granular elements and does not behave like a liquid, it also forms under the Pressure of the material slipping out of the tapered part of the container is still one certain cone, even if it may be smaller than that of a freely poured one Material. This creates the cavity 48 and you can on the step-shaped Transition 40 provide one or more opening sockets 41 through which the Cavity 48 accumulating gas can escape or be sucked off. If the cone of the material, e.g. in the case of a very fine-grained, well flowing material and under pressure the high material column in the higher part of the shaft becomes very flat, so that the space 48 only insufficiently fulfill its function as a collection and discharge space for gas that is formed could, as shown in the left half in Figure 7, the wall of the inner Container also beyond the step-shaped transition 40 down into the expanded Container section can be extended into it. In this way, the training of one is sufficient large gas collecting space 48 ensured.

In Figur 7 sind im Querschnitt auch noch Einbauten 42, 43 zu erkennen, welche ebenfalls Gassammelräume definieren und welche erforderlichenfalls zusätzlich zu den stufenförmigen Erweiterungen 40 vorgesehen sind, andererseits jedoch auch bei Schächten mit im wesentlichen konstantem Querschnitt einen solchen stufenförmigen Übergang bezüglich der Funktion als Gassammelraum ersetzen können. Die Einbauten 42, 43 sind z. B. Profilteile von konstantem Querschnitt, welche sich vorzugsweise quer und senkrecht zum Materialstrom durch den Behälter bzw. Schacht 1 hindurch erstrecken und jeweils in gegenüberliegenden Wänden 2 des Schachtes gelagert bzw. an diesen befestigt sind. Die Einbauten 42, 43 sind von einer Seite her konvex und von der anderen Seite her konkav ausgebildet und so in dem Schacht 1 angeordnet, daß sie dem von oben nach unten absinkenden Schüttgutmaterial ihre konvexe Seite zuwenden. In diesem Zusammenhang beziehen sich die Begriffe "konvex" und "konkav" nicht nur auf Querschnitte mit gleichmäßiger bzw. sich gleichmäßig ändernder Krümmung, sondern umfassen auch beispielsweise die Dreieck- oder Dachform des Elementes 42, eine rechteckige U-Form etc. Von der Unterseite her müssen die Einbauten 42 und 43 auch nicht notwendigerweise konkav ausgebildet sein, da sich wegen des sich einstellenden Schüttgutkegels am unteren Rand der Einbauten 42, 43 ohnehin auch gegenüber einer horizontalen unteren Fläche ein Hohlraum 48 bilden würde. Die obere konvexe Seite sollte jedoch nach Möglichkeit immer so ausgebildet sein, daß sich keinerlei Schüttgut darauf ansammelt, sondern das Material lediglich um das Einbauelement herumgeleitet wird.In FIG. 7, installations 42, 43 can also be seen in cross section, which likewise Define gas plenums and which if necessary in addition to the step-shaped ones Extensions 40 are provided, but on the other hand also with shafts with essentially constant cross-section such a step-like transition with respect to the function as Can replace gas collection space. The internals 42, 43 are z. B. Profile parts of constant Cross-section, which is preferably transverse and perpendicular to the material flow through the container or shaft 1 extend through and in each case in opposite walls 2 of the shaft stored or attached to them. The internals 42, 43 are convex from one side and formed concave from the other side and arranged in the shaft 1 so that it Bulk material that sinks from top to bottom should face its convex side. In this Context, the terms "convex" and "concave" do not only refer to cross sections uniform or changing curvature, but also include, for example the triangular or roof shape of the element 42, a rectangular U-shape etc. From the The internals 42 and 43 do not necessarily have to be concave on the underside because, due to the bulk cone that forms at the bottom of the internals 42, 43 would also form a cavity 48 with respect to a horizontal lower surface anyway. The If possible, the upper convex side should always be designed so that none Bulk accumulates on it, but the material is only passed around the installation element becomes.

Figur 8 zeigt die Lagerung derartiger Einbauten in gegenüberliegenden Schachwänden. Dabei sind die Schachtwände im linken Teil ausschnittweise im Schnitt dargestellt und weisen insbesondere eine im wesentlichen rechteckige Aussparung 45 auf, in welche ein Ende der Elemente 42 oder 43 eingreift, wobei die Elemente 42, 43 länger sind als der lichte Abstand zwischen den gegenüberliegenden Wänden 2, aber kürzer als der lichte Abstand zwischen den zurückspringenden Wänden der gegenüberliegenden Aussparungen 45, so daß sie in diese Aussparungen eingesetzt werden können. Die Einbauten 42, 43 liegen dann mit dem unteren Rand ihrer beiden Enden auf dem unteren Rand der Aussparung 45 auf, wobei die Wände 2 des Schachtes in diesem Bereich jeweils eine Bohrung 45a aufweisen, die mit dem Gasammelraum 48 fluchtet bzw. in Verbindung steht, welcher von den Einbauten 42, 43 gebildet wird. An die Durchgangsöffnung 45a kann sich ein Absaugstutzen oder eine Absaugleitung 46 anschließen.Figure 8 shows the storage of such internals in opposite chess walls. Here the shaft walls in the left part are shown in section and show in particular a substantially rectangular recess 45 into which one end of the Elements 42 or 43 engages, the elements 42, 43 being longer than the clear distance between the opposite walls 2, but shorter than the clear distance between the recessed walls of the opposite recesses 45 so that they fit into this Cutouts can be used. The internals 42, 43 then lie with the lower one Edge of their two ends on the lower edge of the recess 45, the walls 2 of the Shaft in this area each have a bore 45a that connects to the gas collecting space 48 is aligned or connected, which is formed by the internals 42, 43. To the Through opening 45a can be connected to a suction nozzle or a suction line 46.

Figur 9 zeigt eine weitere Variante eines Schachtes, bei welchem Gassammelräume für die Abfuhr von sich bildendem Gas vorgesehen sind. In diesem Fall sind an gegenüberliegenden Wänden 2 des Schachtes 1 schräg nach unten verlaufende Blenden bzw. Leitelemente 50, 51 und 52 vorgesehen, an deren Oberseite das herabfließende Schüttgutmaterial abgelenktwird, so daß sich unter den Blenden 50, 51, 52 und zwischen diesen und der Wand 2 jeweils ein Gassammelraum 54 bildet. Auch hier können wieder Stutzen 56 an Durchgangsöffnungen im Bereich der Gassammelräume 54 vorgesehen sein, um das sich bildende Gas abzuleiten bzw. abzusaugen. Die Stutzen 56 und Durchgangsöffnungen, ebenso wie auch die Öffnungen 45a oder auch die Stutzen 41 in der Ausführungsform gemäß Figur 7 können jedoch in vorteilhafter Weise auch für eine ergänzende Materialzufuhr genutzt werden. Durch die Entgasung kann es auch zu einer Änderung des spezifischen elektrischen Widerstandes des Materials kommen, so daß unter Umständen die Zufuhr von vorzugsweise gasförmigem oder flüssigem, aber auch von pulvrigem oder körnigem Zuschlagmaterial, welches die gewünschten elektrischen Eigenschaften des entgasenden Schüttgutes wieder herstellt, sich als sehr zweckmäßig erweisen kann.FIG. 9 shows a further variant of a shaft, in which gas collecting spaces for removal of gas being formed are provided. In this case, are on opposite walls 2 of the shaft 1 diagonally downward orifices or guide elements 50, 51 and 52nd provided, on the top of which the flowing bulk material is deflected so that under the panels 50, 51, 52 and between these and the wall 2, there is a gas collecting space 54 forms. Here, too, connections 56 can be made at through openings in the region of the Gas collecting spaces 54 can be provided in order to discharge or suck off the gas that forms. The sockets 56 and through openings, as well as the openings 45a or the Stub 41 in the embodiment according to FIG. 7 can, however, also advantageously be used for an additional material supply can be used. Degassing can also lead to a Change in the specific electrical resistance of the material come so that under Under certain circumstances, the supply of preferably gaseous or liquid, but also powdery or granular aggregate, which the desired electrical properties of the restores degassing bulk goods, can prove to be very useful.

Die Einbauten können aus elektrisch isolierendem Material bestehen oder mit einem solchem Material beschichtet sein, wobei es jedoch auch Anwendungen gibt, bei welchen metallische bzw. elektrisch leitfähige Einbauten bevorzugt sind, welche entweder für eine bessere Stromverteilung in Querrichtung sorgen oder aber als Zusatzelektroden geschaltet sind.The internals can consist of electrically insulating material or with such Material, but there are also applications in which metallic or electrically conductive internals are preferred, which either for better power distribution care in the transverse direction or are connected as additional electrodes.

Die Zahl und Dichte der vorzusehenden Gassammelräume bzw. Einbauten kann dabei in Strömungsrichtung des Schüttgutmaterials variieren und sollte insbesondere dort größer sein, wo die Entgasung besonders stark ist, also z.B. eher im unteren Bereich nicht weit vom Austrag des Materials. Letztlich ist jedoch die Anordnung der Gassammelräume auch eine Frage des verarbeiteten Materials, der verwendeten Stromstärke und der Flüchtigkeit der in dem Material gebundenen Gase.The number and density of the gas collection spaces or internals to be provided can be in Flow direction of the bulk material varies and should be larger, especially where the degassing is particularly strong, e.g. rather in the lower area not far from the discharge of the Materials. Ultimately, however, the arrangement of the gas collecting spaces is also a question of processed material, the amperage used and the volatility of the material bound gases.

Der Aspekt der Gasabfuhr soll nochmals anhand eines Beispieles erläutert werden.The aspect of gas removal will be explained again using an example.

example

Wie bereits erwähnt, spielen "der materialbedingte elektrische Widerstand bzw. seine Widerstandsänderung infolge der Erwärmung" und weitere "elektrische Kenngrößen des Materials" für ein optimales Funktionieren der Heizeinrichtung eine ausschlaggebende Rolle.As already mentioned, "the material-related electrical resistance or its change in resistance play due to warming "and other" electrical characteristics of the material "for an optimal functioning of the heating device plays a crucial role.

Die nahezu unvermeidliche Feuchtigkeit des zur Aufheizung vorgesehenen elektrisch leitfähigen Schüttgutes führt zu einer Dampfentwicklung während des Aufheizprozesses. Die Dampfentwicklung ist besonders nennenswert, wenn das Schüttgut auf Temperaturen von über 100°C gebracht wird.The almost inevitable humidity of the electrically conductive heating Bulk material leads to steam development during the heating process. The steam development is particularly noteworthy when the bulk material is brought to temperatures above 100 ° C becomes.

Daß die Dampfentwicklung nicht vernachlässigbar ist, sieht man an dem folgenden Beispiel:
Bei einer Durchsatzmenge von ca. 30 t/Std. Petrolkoks mit einer Wasserfeuchte von nur 0,1 % werden stündlich 30 Liter Wasser verdampft. Dies entspricht einer Dampfmenge bei einer Dampftemperatur von 100°C von ca. 50 m³/h. Nachdem das Schüttgut während des Durchlaufes durch die Heizeinrichtung im allgemeinen auf Temperaturen im Bereich von 200°C aufgeheizt wird, nimmt dementsprechend der Dampf auch eine Temperatur von ca. 200°C an. Demzufolge ist die resultierende Dampfmenge noch deutlich größer.The following example shows that steam development is not negligible:
With a throughput of approx. 30 t / h. Petroleum coke with a water moisture of only 0.1% is evaporated 30 liters of water per hour. This corresponds to a quantity of steam at a steam temperature of 100 ° C of approx. 50 m ³ / h. After the bulk material is generally heated to temperatures in the region of 200 ° C. during the passage through the heating device, the steam accordingly also assumes a temperature of approximately 200 ° C. As a result, the resulting amount of steam is significantly larger.

Der entstehende Dampf verändert nicht nur den Widerstand des Schüttgutes während der Erwärmung, erwirkt sich insbesondere negativ auf die Einhaltung eines möglichst engen Verweilzeitspektrums aus, so daß eine konstante Temperatur des aufgeheizten Schüttgutes am Austrag nicht mit Sicherheit eingehalten werden kann. Der entstehende Dampf versucht natürlich, sich an kalten Schüttgutpartikeln niederzuschlagen und zu kondensieren. Das führt dazu, daß es zu einer feuchten Schicht von Schüttgut zwischen dem Schüttgutkegel am Produkteintrag und dem Beginn der heißeren Zone innerhalb des Schüttgutes kommt. Es kommt also zwangsläufig zu einem gewissen Druckanstieg infolge der "oberen Abdichtung" durch das feuchte Schüttgut. Geisierartige Dampfdurchbrüche sowohl in Richtung Produktaustrag als auch in Richtung Produkteintrag sind nicht zu vermeiden. Damit wird das für eine gleichmäßige Erwärmung notwendige enge Verweilzeitspektrum erheblich gestört.The resulting steam not only changes the resistance of the bulk material during the Warming, has a particularly negative effect on maintaining the tightest possible Residence time spectrum, so that a constant temperature of the heated bulk material on Discharge cannot be met with certainty. The resulting steam naturally tries to deposit and condense on cold bulk particles. That leads to it to a moist layer of bulk material between the bulk material cone at the product entry and the hotter zone begins within the bulk material. So it is inevitable to a certain increase in pressure as a result of the "upper seal" due to the moist bulk material. Vulture-like vapor breakthroughs both in the direction of product discharge and in the direction Product entry cannot be avoided. This will ensure even heating necessary narrow dwell time range significantly disturbed.

Durch die vorgesehenen Gassammelräume, vorzugsweise in dem vertikalen Abschnitt des Schachtes, in bzw. unterhalb welchem Temperaturen von etwa 100°C erreicht werden und damit die Dampfbildung auftritt, kann dieser Dampf zumindest zu einem erheblichen Teil nach außen abgeführt werden, was man durch Absaugen noch unterstützen kann. Auf diese Weise vermeidet man weitgehend die erwähnte Kondensation an den noch kalten Schüttgutpartikeln und die daraus resultierenden, unerwünschten Vorgänge.Through the gas collection spaces provided, preferably in the vertical Section of the shaft in or below which temperatures of approximately 100 ° C are reached and thus the formation of steam occurs, this steam can at least become considerable Part are discharged to the outside, which can be supported by suction. To this In this way, the aforementioned condensation on the still cold bulk material particles is largely avoided and the resulting undesirable processes.

Claims

A method for the continuous input of heat into electrically conductive bulk materials utilising the electrical resistance thereof, in a furnace chamber with an intake opening and a discharge device for the continuous throughput of bulk material, wherein during the passage of the material therethrough electrical energy is introduced into the material, characterised in that the material is guided between the positive and negative electrode substantially parallel to the current direction and that the discharge device is used at least as part of the negative electrode or the neutral conductor.
A method according to claim 1 wherein the bulk material is passed downwardly in a shaft, characterised in that the heated material is drawn off substantially uniformly from the entire shaft cross-section by the discharge device (9) disposed at the lower end of the shaft.
Apparatus for the continuous input of heat into electrically conductive bulk materials utilising the electrical resistance thereof, comprising a furnace chamber (1) with an intake opening (15) and a continuous discharge device (9) for the bulk material and at least one pair of electrodes (14, 16, 19) by way of which electrical energy is introduced into the material during the continuous passage of material through the apparatus, characterised in that the positively poled electrode or phase electrode (14) is disposed in the proximity of the intake opening (15) and the negatively poled electrode or neutral conductor electrode (16, 9) is disposed in the region of the discharge device (9) and the negatively poled electrode or neutral conductor electrode (16, 9) and the discharge device (9) are earthed.
Apparatus according to claim 3 characterised in that the inner housing wall of the discharge device (9) is earthed and serves at least as part of the negative electrode or the neutral conductor.
Apparatus according to claim 3 or claim 4 characterised in that provided beside the wall of the discharge device (9) in the proximity of the discharge device is at least one further negative electrode or neutral conductor electrode (16, 16a) which can be switched on and off.
Apparatus according to one of claims 3 to 5 characterised in that a plurality of negative electrodes or neutral conductor electrodes (16, 16a) are arranged at different spacings relative to the discharge device (9) between the discharge device (9) and the positive electrode or phase electrode (14).
Apparatus according to one of claims 3 to 6 characterised in that a negative electrode (16, 16a) which is disposed beside the discharge device (9) is adjustable in its spacing relative to the discharge device and/or the positive electrode (14).
Apparatus according to one of claims 3 to 7 characterised in that there is an earthed protective electrode (18) above the positive electrode (14) in the space which is free of bulk material.
Apparatus according to claim 8 characterised in that the protective electrode (18) is connected to earth above the bulk material by way of a current measuring device (20).
Apparatus according to claim 8 or claim 9 characterised in that there is provided a voltage measuring device for measuring a voltage drop along the connection between the protective electrode (18) and earth.
Apparatus according to one of claims 3 to 10 characterised in that directly above the positive electrode (14) and within a normal level of bulk material a monitoring electrode (21) is connected to earth by way of a resistor (R1).
Apparatus according to one of claims 3 to 11 characterised in that the discharge device (9) comprises a housing connected to earth and one or more driven transportation screws (8).
Apparatus according to one of claims 3 to 11 characterised in that provided as the discharge device (9) is a housing connected to earth, and disposed therein a discharge scraper system (31) with regulatable drive (32).
Apparatus according to one of claims 3 to 13 characterised in that a so-called shutter slat-type bottom arrangement is provided as the discharge device (9) and is connected to earth and that the angle of opening (B) of the shutter slats (34) is adjustable.
Apparatus according to one of claims 3 to 14 characterised in that the positive electrode (14) has boundary walls (30) arranged in a funnel configuration.
Apparatus according to claim 15 characterised in that tongues (30) are arranged to extend from oppositely disposed walls of the positive electrode (14) in mutually parallel relationship and aligned with their plane in the direction of flow of the material.
Apparatus according to one of claims 3 to 16 characterised in that at least the parts acting as an electrode of the discharge device (9) and/or the discharge device (9) as a whole are provided in the form of interchangeable parts which can be easily dismantled from the furnace.
Apparatus according to one of claims 3 to 17 characterised in that the shaft or furnace chamber is of a substantially constant cross-section.
Apparatus according to one of claims 3 to 17 characterised in that the furnace chamber or shaft cross-section is enlarged at intervals in one or more steps (40) transversely to the material flow direction.
Apparatus according to claim 19 characterised in that the wall of the shaft portion of the respectively smaller cross-section partially extends into the shaft portion (2a) of the respectively larger cross-section.
Apparatus according to claim 19 or claim 20 characterised in that closable vent openings (41) are arranged in the region of the stepped enlargement.
Apparatus according to one of claims 3 to 21 characterised in that cavity-forming installation components (43, 50, 51, 52) are installed in the interior of the shaft (1).
Apparatus according to claim 22 characterised in that the cavity-forming installation components extend transversely and preferably precisely perpendicularly to the material flow direction through the interior of the shaft (1).
Apparatus according to claim 22 or claim 23 characterised in that the cavity-forming installation components (50, 51, 52) form with the shaft wall a common cavity.
Apparatus according to one of claims 22 to 24 characterised in that the installation components (42, 43) are mounted in openings (45) in oppositely disposed walls of the shaft.
Apparatus according to claim 25 characterised in that provided in the shaft wall (2) are preferably closable through openings (45a) disposed in alignment with the cavity-forming installation components (42, 43).
Apparatus according to one of claims 22 to 26 characterised in that the installation components comprise an insulating material or are coated with an insulating material.
Apparatus according to one of claims 22 to 26 characterised in that the cavity-forming installation components are in the form of current-carrying electrodes.
Apparatus according to one of claims 19 to 28 characterised in that the cavities formed by shaft enlargement portions or installation components and/or the through openings connected thereto are connected to a suction removal line.