EP1079191B1

EP1079191B1 - Rotary drum furnace

Info

Publication number: EP1079191B1
Application number: EP00890233A
Authority: EP
Inventors: Franz Ragailler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: ATE284525T1; AT407671B; EP1079191A1; WO2001014810A1; ATA145799A; DE50008891D1; PL342160A1; US6244859B1; PL192415B1

Abstract

The oven has a rotating drum (3), which has end plates on its input and output ends to close input and output ends. A heating chamber (15) directs heating medium over the drum surface from outside. The drum has U-shaped profiles (18) next to each other along between the end plates, which have their open profile side facing inwards. The end areas (19) of the U-shaped profiles contact in the lower longitudinal direction and are axially spaced in the axial direction. The remaining air spaces (21) are connected between the profile bars (22) by reinforcement parts (23).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehofen mit einer dreh- und antreibbar in einem Ofengestell gelagerten liegenden Ofentrommel, die ein- und austragseitig durch mittige Ein- bzw. Austragsöffnungen bildende Stirnplatten abgeschlossen und über eine den Trommelmantel umgebende heizmediumbeaufschlagbare Heizkammer von außen beheizbar ist.The invention relates to a rotary kiln with a rotatable and drivable in a furnace rack mounted lying kiln drum, the on and discharge side by central inlet and outlet openings forming end plates completed and about the drum shell surrounding heizmediumbeaufschlagbare Heating chamber is heated from the outside.

Drehofen zur Durchführung verschiedener Verbrennungs- und Vergasungsverfahren gibt es in vielfältigen Ausführungen, wobei bisher die Ofentrommel einen glattwandigen Zylindermantel bildet, der an der Innenseite mit Rippen und Stegen zur Umschichtung und Längsförderung der in den Ofen eingetragenen und im Ofen dem gewünschten Verbrennungs- oder Vergasungsverfahren ausgesetzten Materialien ausgestattet ist. Diese als Förder- und Leiteinrichtung dienenden Rippen und Stege erhöhen gleichzeitig die Wärmeübertragungsflächen der von außen beheizten Ofentrommel, doch bleibt dabei der Wärmeeintrag wegen der über den Trommelmantel nur indirekt wärmebeaufschlagten Stege und Rippen unbefriedigend. Die meist mit verhältnismäßig großer Länge hergestellten Ofentrommeln müssen zur Vermeidung größerer Durchbiegungen entsprechend stabil und mit dicker Wandstärke gefertigt sein, was nicht nur den Bauaufwand erhöht, sondern auch die Wärmeübertragung von der heizmediumbeaufschlagten Heizkammer auf das im Ofen zu behandelnde Material beeinträchtigt, wozu noch kommt, daß die Ofentrommel wegen der doch sehr hohen Arbeitstemperaturen der Drehöfen und den dadurch auftretenden beträchtlichen Wärmedehnungen zur Aufnahme der wärmebedingten Verformungen geeignet sein muß, so daß der Herstellungsaufwand weiter steigt und sich die damit verbundenen wärmetechnischen Nachteile für die Trommelbeheizung und die Durchführung der entsprechenden Verbrennungs- oder Vergasungsverfahren vergrößern.Rotary kilns for carrying out various combustion and gasification processes There are many versions, where previously the kiln drum a smooth-walled cylinder jacket forms on the inside with ribs and webs for redistribution and longitudinal promotion of registered in the furnace and in the oven the desired combustion or gasification process equipped materials. These as conveying and guiding device serving ribs and webs simultaneously increase the heat transfer surfaces the externally heated kiln drum, but remains while the heat input because of the only indirectly heat-stressed over the drum shell Webs and ribs unsatisfactory. The mostly with relatively large length produced oven drums must to avoid larger deflections accordingly stable and be made with thick wall thickness, which is not only the Construction costs increased, but also the heat transfer from the heating mediumbeaufschlagten Heating chamber affected by the material to be treated in the oven, What is more, that the kiln drum because of the very high Working temperatures of the rotary kilns and the resulting considerable Thermal expansion suitable for absorbing the heat-induced deformations must be, so that the production costs continue to increase and the so associated thermotechnical disadvantages for the drum heating and the Carrying out the appropriate combustion or gasification processes enlarge.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drehofen der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der sich einerseits durch seinen stabilen Aufbau und anderseits durch seine hohe wärmeenergetische Eintragsleistung bei vergleichsweise aufwandsarmer Konstruktion auszeichnet.The invention is therefore based on the object, a rotary kiln of At the beginning of the article, the one on the one hand, through its stable Construction and on the other hand by its high heat energy input performance characterized in comparatively low-cost construction.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Ofentrommel aus zwischen den Stirnplatten angeordneten, entlang des Trommelumfanges nebeneinandergereihten U-Profilen besteht, die mit ihrer offenen Profilseite radial einwärts ausgerichtet und untereinander längsseitig in den sich berührenden Endbereichen der Profilschenkel und umfangseitig durch voneinander axial beabstandeten, die verbleibenden Längsspalte zwischen den Profilstegen überbrückende Versteifungsteile verbunden sind.The invention solves this problem in that the furnace drum arranged between the end plates, juxtaposed along the drum circumference U-profiles consists, with their open profile side radial inwardly aligned and with each other longitudinally in the touching End portions of the profile legs and peripherally by each other axially spaced, bridging the remaining longitudinal gaps between the profile webs Stiffening parts are connected.

Durch dieses zylindrische Nebeneinanderreihen der U-Profile entsteht eine Ofentrommel mit einer Art Innenverzahnung durch die U-Profile, wobei die einander berührenden Schenkelenden der U-Profile miteinander verschweißt sind und sich die U-Profile im Stegbereich mittels der vorgesehenen Versteifungsteile gegeneinander abstützen. Es kommt zu einem sehr stabilen U-Profil-Verbund, da die benachbarten U-Profilschenkel mit den zugehörigen Versteifungsteilen hochfeste Dreiecksquerschnitte mit sich bringen, die der Ofentrommel die geforderte Stabilität verleihen. Diese hohe Stabilität erlaubt den Einsatz von U-Profilen verhältnismäßig geringer Wandstärke, so daß sowohl das Eigengewicht niedrig bleibt als auch die Wärmedurchgangseigenschaften durch den Trommelmantel verbessert werden. Es gibt keine Schwierigkeiten hinsichtlich des Durchhanges auch langer Drehofen, die wärmebedingten Dehnungen können ohne große Zusatzversteifungen aufgefangen werden und es bietet sich die Möglichkeit an, die zum Abschluß der Ofentrommel vorgesehenen Stirnplatten mit Laufringen od. dgl. zur Drehlagerung und/oder zur Abdichtung der Ofentrommel zu versehen, wie dies beispielsweise aus der AT-B 397.861 hervorgeht. Abgesehen von den Festigkeits- und Stabilitätseigenschaften der Ofentrommel werden zusätzlich durch den besonderen Trommelquerschnitt mit seiner Innenverzahnung besonders günstige Wärmeeintragsbedingungen erreicht, da die zwischen den benachbarten U-Profilschenkeln verbleibenden, im Querschnitt dreieckförmigen Zwischenräume von außen zugänglich und in der Heizkammer auch vom Heizmedium beaufschlagbar sind, so daß nicht nur entsprechend vergrößerte Wärmeübertragungsflächen zur Verfügung stehen, sondern auch durch die einwärts ragenden Profilschenkel ein Wärmeeintrag direkt in das von den Profilschenkeln im Trommelinnere mitgenommene und umgeschichtete Material erfolgt. Es kommt zu günstigsten Ergebnisse des durchgeführten Verbrennungs- und Vergasungsverfahrens, denn bei Trommeldrehung nehmen die einwärts ragenden Profilschenkel das Material auf, schichten es um und geben es von Profil zu Profil weiter, was eine intensive Berührung zwischen Profilteilen und zu behandelndem Material und eine entsprechend hohe Wärmeeintragsleistung mit sich bringt.By this cylindrical juxtaposition of U-profiles is created a kiln drum with a kind of internal toothing through the U-profiles, wherein the welded to each other touching leg ends of the U-profiles are and the U-profiles in the web area by means of the provided stiffening parts support each other. It comes to a very stable U-profile composite, because the adjacent U-profile legs with the associated stiffening parts high-strength triangular cross-sections bring with it, the furnace drum give the required stability. This high stability allows the use Of U-profiles of relatively small wall thickness, so that both the weight remains low as well as the heat transfer properties through the Drum jacket to be improved. There are no difficulties regarding the slack also long rotary kilns, the heat-induced strains can be collected without large additional reinforcements and it offers the Possibility to, provided for the completion of the furnace drum end plates with running rings od. Like. For pivotal mounting and / or for sealing the furnace drum to provide, as for example, from AT-B 397 861 shows. Apart from the strength and stability characteristics of the kiln drum be additionally by the special drum cross-section with its internal teeth achieved particularly favorable heat input conditions, as the remaining between the adjacent U-profile legs, in cross section triangular spaces accessible from the outside and in the heating chamber are acted upon by the heating medium, so that not only in accordance enlarged heat transfer surfaces are available, but also by the inwardly projecting profile legs heat input directly into the of the profile legs taken in the interior of the drum and rearranged Material takes place. It comes to the most favorable results of the incineration and gasification process, because at drum rotation take the Inwardly projecting profile legs on the material, layer it and give It continues from profile to profile, resulting in intense contact between profile parts and the material to be treated and a correspondingly high heat input brings with it.

Als Versteifungsteile können einzelne Verbindungsplatten zwischen den Profilstegen eingeschweißt sein, zweckmäßigerweise sind aber als Versteifungsteile die U-Profile umspannende Ringe vorgesehen, die sich rationell aufziehen lassen und gegebenenfalls auch als Lagerringe zur Trommellagerung od. dgl. nutzbar sind.As stiffening parts, individual connection plates between the Profile webs be welded, but are expediently as stiffening parts provided the U-profile spanning rings that grow up efficiently let and possibly also od as bearing rings for drum storage. Like. Can be used.

Um bei einer horizontalen Trommellage neben dem Umschichten des zu behandelnden Materials innerhalb des Ofens auch einen Längsfördereffekt zu erreichen, können in den U-Profilen zur Trommelachse schräggestellte, vorzugsweise von Profil zu Profil gegeneinander axial versetzte Leitwände zur Längsförderung des eingetragenen Ofeninhaltes angeordnet sein, so daß das eingetragene Material die Ofentrommel gleichmäßig von der Eintrags- zur Austragsseite hin durchwandert und während seines Förderweges der gewünschten Wärmebehandlung ausgesetzt wird. In a horizontal drum position next to the redeployment of the material within the furnace also has a longitudinal conveying effect reach, can be inclined in the U-profiles to the drum axis, preferably from profile to profile against each other axially offset baffles for Longitudinal promotion of the registered Ofeninhaltes be arranged so that the Registered material, the furnace drum evenly from the entry to the discharge side wandered through and during its route of the desired Heat treatment is suspended.

Da die Ofentrommel meist an den Enden im Bereich der Stirnplatten im Ofengestell gelagert ist, ragen die Trommelenden beiderseits aus der Heizkammer vor, was in diesem Trommelendbereich bisher zu einer gegenüber dem Heizkammerbereich kühleren Endzone des Drehofens führt, die gerade im eintrags- bzw. austragsseitigen Übergangsbereich zu Störungen im ablaufenden Verbrennungs- oder Vergasungsverfahren führen kann. Um dies auf einfache Weise zu verhindern, ist jeweils zwischen der Stirnplatte der Ofentrommel und der benachbarten Abschlußwand der Heizkammer eine zur Ofentrommel koaxiale, die aus der Heizkammer vorstehenden Enden der U-Profile umgebende Abschlußmanschette eingesetzt, die nicht nur zu einer Wärmedämmung der Trommelenden vorgesehen ist, sondern auch eine Art Doppelmantel für die Trommelenden bildet, der von der Heizkammer her heizmediumbeaufschlagbar ist und auch in den Trommelendbereichen für gleichmäßige Verfahrenstemperaturen sorgt. Darüber hinaus bieten diese Abschlußmanschetten eine geeignete Abdichtung der Ofentrommel gegenüber dem Heizkammerdurchtritt.Since the kiln drum is usually at the ends in the area of the end plates in the Oven rack is mounted, the drum ends protrude from both sides of the heating chamber what has been in this Trommelendbereich so far compared to the Heizkammerbereich cooler end zone of the rotary kiln leads, which is straight in the Entry or discharge transition area to disruptions in the expiring Incineration or gasification process may result. To do this on easy To prevent any way is between the front plate of the oven drum and the adjacent end wall of the heating chamber coaxial to the furnace drum, surrounding the heating chamber protruding ends of the U-profiles Final cuff used, not only to provide thermal insulation of the Drum ends is provided, but also a kind of double jacket for the Drum ends forms, which can be heated medium from the heating chamber ago is and also in the Trommelendbereichen for uniform process temperatures provides. In addition, these termination cuffs provide a suitable Sealing the kiln drum with respect to the heating chamber passage.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Drehofen im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Ofentrommel.

In the drawing, the subject invention is shown purely schematically in one embodiment, namely show

Fig. 1 a rotary kiln according to the invention in longitudinal section and

2 shows a cross section through the furnace drum.

Ein Drehofen 1 weist eine in einem Ofengestell 2 dreh- und antreibbar gelagerte liegende Ofentrommel 3 auf, die ein- und austragseitig mit Stirnplatten 4, 5 abgeschlossen ist. Die Stirnplatten 4, 5 bilden mittige Ein- bzw. Austragsöffnungen 6, 7 zum Ansatz einer Eintragseinrichtung 8 bzw. einer Austragseinrichtung 9, wobei die Eintrags- und Austragsvorrichtungen 8, 9 über Umfangsdichtungen 10, 11 gegenüber der drehenden Ofentrommel 3 abgedichtet sind, welche Umfangsdichtungen 10, 11 ein Sperrflüssigkeitssystem 12 umfassen. Die Ofentrommel 3 ist an den Stirnplatten 4, 5 mit äußeren Laufringen 13 versehen, die zur Abstützung und Drehlagerung der Trommel mit entsprechenden Lagerböcken 14 des Ofengestells 2 zusammenwirken. A rotary kiln 1 has a rotatable and drivable in a furnace frame 2 mounted lying kiln drum 3, on the input and output side with end plates 4, 5 is completed. The end plates 4, 5 form central inlet and outlet openings 6, 7 for the approach of an entry device 8 and a discharge device 9, wherein the entry and discharge devices 8, 9 via circumferential seals 10, 11 are sealed from the rotating kiln drum 3, which Circumferential seals 10, 11 include a barrier fluid system 12. The Furnace drum 3 is provided on the end plates 4, 5 with outer races 13, for supporting and pivoting the drum with corresponding bearing blocks 14 of the furnace frame 2 cooperate.

Zur Beheizung des Drehofens ist eine Heizkammer 15 vorgesehen, die den Trommelmantel umgibt und über geeignete Zu- und Ableitungen 16, 17 von einem Heizmedium durchströmt wird und damit die Ofentrommel 3 von außen wärmebeaufschlagt.For heating the rotary kiln, a heating chamber 15 is provided which surrounding the drum shell and via suitable supply and discharge lines 16, 17 of a heating medium is flowed through and thus the furnace drum 3 from the outside wärmebeaufschlagt.

Um auf einfache Weise eine hochstabile Ofentrommel 3 zu erreichen und gleichzeitig die Voraussetzungen für einen besonders wirkungsvollen Wärmeeintrag über die Ofentrommel in das im Ofeninnere zu behandelnde Material zu bieten, besteht die Ofentrommel 3 aus zwischen den Stimplatten 4, 5 angeordneten, entlang des Trommelumfanges nebeneinandergereihten U-Profilen 18, die mit ihren offenen Profilseiten radial einwärts ausgerichtet sind. Die U-Profile 18 sind miteinander längsseitig entlang der sich berührenden Endbereiche 19 der Profilschenkel 20 verschweißt und stehen umfangseitig durch voneinander axial beabstandete, die verbleibenden Längsspalte 21 zwischen den Profilstegen 22 überbrückende Versteifungsteile 23 miteinander in Verbindung, welche Versteifungsteile 23 einzelne Stegplatten sein können, aber vorzugsweise als die U-Profile 18 umspannende Ringe 24 ausgebildet sind. Durch diese aus U-Profilen 18 zusammengesetzte Ofentrommel 3 ergibt sich wegen der zwischen den einzelnen U-Profilen 18 entstehenden Dreiecksträger-Verbände nicht nur eine hochstabile Trommelkonstruktion, die lediglich dünne Wandstärken erfordert, sondern es kommt darüber hinaus auch durch die nach innen ausgerichteten U-Profile für das im Ofeninneren zu behandelnde Material zu einer guten Durchmisch- und Vergleichmäßigungswirkung während der Behandlung. Weiters gewährleisten die von außen zugänglichen Längsspalte 21 zwischen den U-Profilen 18 eine Heizmediumbeaufschlagung auch der in das Ofeninnere vorragenden Profilschenkel 20, die bei großen Wärmeübertragungsflächen für einen entsprechend effizienten Wärmeeintrag sorgen.To easily achieve a highly stable furnace drum 3 and at the same time the prerequisites for a particularly effective heat input via the kiln drum into the material to be treated inside the kiln to offer the furnace drum 3 is arranged between the end plates 4, 5, along the circumference of the drum juxtaposed U-profiles 18, which are aligned radially inwardly with their open profile sides. The U-profiles 18 are longitudinally along the contacting end portions 19 the profile leg 20 welded and are circumferentially by each other axially spaced, the remaining longitudinal gaps 21 between the profile webs 22 bridging stiffening members 23 together, which stiffening parts 23 may be single web plates, but preferably as the U-profiles 18 spanning rings 24 are formed. Through these out of U-profiles 18 composite kiln drum 3 is due to the between the individual U-profiles 18 resulting Triangular carrier associations not just one highly stable drum construction, which requires only thin walls, but it also comes through the inward-oriented U-profiles for the material to be treated inside the furnace for a good mixing and homogenizing effect during the treatment. Furthermore, ensure the accessible from the outside longitudinal column 21 between the U-profiles 18 a Heizmediumbeaufschlagung also projecting into the oven interior Profile legs 20, the large heat transfer surfaces for a ensure efficient heat input.

Um bei horizontal angeordneter Trommelachse A das im Ofen zu behandelnde Material von der Eintragsvorrichtung 8 zur Austragsvorrichtung 9 weiterfördern zu können, brauchen lediglich in den U-Profilen 18 zur Trommelachse A schräggestellte, vorzugsweise von Profil zu Profil gegeneinander axial versetzte Leitwände 25 zur Längsförderung des eingetragenen Ofeninhaltes angeordnet zu sein.In the case of horizontally arranged drum axis A, the one to be treated in the oven Material from the entry device 8 to the discharge device 9 to be able to promote further, only need in the U-profiles 18 to the drum axis A inclined, preferably from profile to profile against each other axially staggered baffles 25 for longitudinal promotion of the registered Ofeninhaltes to be arranged.

Die Ofentrommel 3 ragt beiderseits aus der Heizkammer 15 vor und wird außerhalb der Heizkammer 15 über ihre Laufringe 13 am Ofengestell 2 gelagert. Um nun im Zwischenbereich zwischen der Heizkammer 15 und den Stirnplatten 4, 5 keine Abkühlzone in Kauf nehmen zu müssen, ist jeweils zwischen der einen Stirnplatte 4, 5 der Ofentrommel 3 und der benachbarten Abschlußwand 26, 27 der Heizkammer 15 eine zur Ofentrommel 3 koaxiale, die aus der Heizkammer 15 vorstehenden Enden der U-Profile 18 umgebende Abschlußmanschette 28 eingesetzt, welche Manschetten 28 einerseits für eine Wärmedämmung des Trommelendbereiches sorgen und anderseits einen eine Heizmediumbeaufschlagung der Trommel bis zu den Stirnplatten 4, 5 erlaubenden Doppelmantel 29 mit sich bringen.The furnace drum 3 protrudes from both sides of the heating chamber 15 and is stored outside the heating chamber 15 via their races 13 on the furnace frame 2. In order now in the intermediate region between the heating chamber 15 and the end plates 4, 5 does not have to accept a cooling zone, is in each case between the a front plate 4, 5 of the furnace drum 3 and the adjacent end wall 26, 27 of the heating chamber 15 a coaxial to the furnace drum 3, which from the heating chamber 15 projecting ends of the U-profiles 18 surrounding end sleeve 28 used, which cuffs 28 on the one hand for thermal insulation the Trommelendbereiches provide and on the other hand a Heizmediumbeaufschlagung the drum up to the end plates 4, 5 permitting double jacket 29 with it.

Claims

Rotary furnace having a furnace drum (3) which is lying mounted in a furnace body (2) in a rotatable and driveable manner and which is closed off on the entry and exit side by means of face plates (4, 5) which form central inlet and outlet orifices and which furnace drum can be heated from the outside by means of a heating chamber (15) which can be influenced by a heating medium and surrounds the drum casing, characterised in that the furnace drum (3) consists of U-profiles (18) which are disposed between the end plates (4, 5) and are arranged in rows adjacent to each other along the drum periphery, which U-profiles are aligned with their open profile side radially inwards and are mutually connected on the longitudinal side in the mutually contacting end regions (19) of the profiled limbs (20) and on the peripheral side by reinforcing parts (23) which are mutually spaced axially with respect to each other and which bridge the remaining longitudinal gaps (21) between the profiled cross pieces (22).
Rotary furnace as claimed in claim 1, characterised in that rings (24) which surround the U-profiles (18) are provided as reinforcing parts (23).
Rotary furnace as claimed in claim 1 or 2, characterised in that disposed in the U-profiles (28) and inclined with respect to the drum axis (A), are guide walls (25) which are axially offset with respect to each other preferably from profile (18) to profile (18) for the purpose of longitudinally conveying the furnace content which has been received.
Rotary furnace as claimed in any one of claims 1 to 3 having a furnace drum (3) which protrudes on both sides out of the heating chamber (15), characterised in that a closure collar (28) which is disposed coaxially with respect to the furnace drum (3) and surrounds the ends of the U-profiles (18) which protrude out of the heating chamber (15) is inserted in each case between the end plate (4, 5) of the furnace drum (3) and the adjacent closure wall (26, 27) of the heating chamber (15).