EP3296462B1 - Anlage und verfahren zum herstellen von asphalt - Google Patents

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EP3296462B1
EP3296462B1 EP17181252.2A EP17181252A EP3296462B1 EP 3296462 B1 EP3296462 B1 EP 3296462B1 EP 17181252 A EP17181252 A EP 17181252A EP 3296462 B1 EP3296462 B1 EP 3296462B1
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EP
European Patent Office
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drying drum
white mineral
exhaust gas
exhaust
installation according
Prior art date
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EP17181252.2A
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English (en)
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EP3296462A1 (de
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Frank Wagner
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Benninghoven Zweigniederlassung Der Wirtgen Mineral Technologies GmbH
Original Assignee
Benninghoven GmbH and Co KG
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Application filed by Benninghoven GmbH and Co KG filed Critical Benninghoven GmbH and Co KG
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Publication of EP3296462B1 publication Critical patent/EP3296462B1/de
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    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/02—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10—Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C19/1013—Plant characterised by the mode of operation or the construction of the mixing apparatus; Mixing apparatus
    • E01C19/1027—Mixing in a rotary receptacle
    • E01C19/1031—Mixing in a rotary receptacle the mixture being discharged continuously
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01C19/1036—Mixing in a rotary receptacle for in-plant recycling or for reprocessing, e.g. adapted to receive and reprocess an addition of salvaged material, adapted to reheat and remix cooled-down batches
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    • E01C19/02—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10—Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C2019/1081—Details not otherwise provided for
    • E01C2019/1095—Mixing containers having a parallel flow drum, i.e. the flow of material is parallel to the gas flow

Definitions

  • the invention relates to a plant and a method for producing asphalt.
  • dry drums are used for the heating of used asphalt granulate, which are operated in direct current.
  • Such a drying drum is known from DE 36 24 735 A1
  • Other plants for asphalt production are known from US 5,174,650 .
  • Direct current means that the material to be heated and the heat are supplied in the same direction along the axis of rotation of the drying drum.
  • the Altasphaltmaterial has a temperature of about 130 ° C.
  • Exhaust gas generated by a burner as a heat source and supplied to the drying drum has a temperature of about 150 ° C.
  • a target temperature of the Altasphaltmaterials of about 160 ° C is desired.
  • An increase in the temperature level deteriorates the economy of performing the heating of the scrap asphalt granules.
  • heat losses increase as a result of radiation in the fourth power of the temperature.
  • the efficiency of the process at elevated temperature is significantly reduced.
  • An increase in the temperatures also leads to an additional increase in pollutant levels in the exhaust gas, in particular the proportion of unburned hydrocarbons (C ges ), in particular carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO 2 ).
  • C ges unburned hydrocarbons
  • CO carbon monoxide
  • CO 2 carbon dioxide
  • increased exhaust gas temperatures could cause auto-ignition of the fine particles in a dedusting unit.
  • the invention has for its object to improve the production of asphalt, so that in particular reduces pollutant levels in the exhaust and the production is uncomplicated possible.
  • the essence of the invention is that exhaust gas is fed to a white mineral drying drum for heating white mineral and is burned there.
  • the exhaust gas is introduced guided in the white mineral drying drum.
  • the combustion of pollutants in the exhaust gas in the white mineral drying drum is effective.
  • the pollutant components in the exhaust gas are reduced.
  • the proportion of hydrocarbons C ges is reduced because they are burned in the white mineral drying drum.
  • the system has a flow-guiding unit with a lamella recuperator and improves the targeted burning of pollutant components in the exhaust gas and / or secondary exhaust gas.
  • the lamella recuperator has lamellar baffles which form an outer shell for the helical flow movement of the exhaust gases and / or the secondary exhaust gases.
  • the lamella recuperator prevents pollutant components in the exhaust gas and / or in the secondary exhaust gas from being thrown out uncontrollably due to the centrifugal force of the swirling flow.
  • a plant according to claim 2 enables used asphalt material to be heated in a dc drying drum, exhaust gas being exhausted from the dc drying drum by means of a suction device, the white mineral drying drum for heating the white mineral is fed and burned there. The combustion of pollutants in the exhaust gas from the DC drying drum in the white mineral drying drum is effective.
  • An exhaust hood according to claim 3 enables improved exhaust of the exhaust gases from the DC drying drum.
  • An exhaust fan of the exhaust improves the exhaust of the exhaust gases from the DC drying drum and in particular from the exhaust hood in the white mineral drying drum.
  • the exhaust fan is arranged in particular along an exhaust pipe, in particular between the exhaust hood and the white mineral drying drum.
  • a secondary exhaust gas line according to claim 4 allows the supply of secondary exhaust gases, which may be incurred in the system, for example, from a suction of a mixer or from a Verladesilo, in particular a Mischgutverladesilo. The total amount of pollutants in the exhaust gas is additionally reduced.
  • a burner according to claim 5 allows an uncomplicated and immediate heating of the white mineral.
  • the combustion of the exhaust gases in the white mineral drying drum is improved.
  • a swirl chamber according to claim 6 allows a swirl-shaped feeding of the exhaust gases and / or the secondary exhaust gases in the white mineral drying drum.
  • Swirling means that the exhaust gases and / or subsidiary exhaust gases are fed eccentrically to the longitudinal axis of the white mineral drying drum.
  • the exhaust gases and / or secondary exhaust gases are not supplied directly to the burner flame.
  • the swirl-shaped feeding the exhaust gases and / or the secondary exhaust gases are introduced substantially along a helical line about the longitudinal axis of the white mineral drying drum.
  • the exhaust gases and / or the subsidiary exhaust gases flow around the burner flame along a helical flow.
  • the design of the lamellar recuperator according to claim 7 ensures that the pollutant components in the exhaust gas and / or in the secondary exhaust gas are combusted in a controlled manner.
  • the helical flow of the exhaust gas and the subsidiary exhaust gas may expand around the burner flame.
  • An immediate burning of pollutant levels after feeding into the white mineral drying drum is prevented.
  • cooling of the flame core is prevented.
  • the pollutant components in the exhaust gas and / or in the secondary exhaust gas are heated within the expansion section, in particular as a result of the radiant heat of the lamella recuperator and, in particular, ignitable.
  • the ignitable pollutants are fed to the burner flame tip and burnt there.
  • a cylinder portion disposed along a longitudinal axis of the white mineral drying drum between the expanding portion and the taper portion enables a Targeted heating of the pollutant components in the exhaust gas and / or in the secondary exhaust gas.
  • the pollutant components can be converted into the vapor form, whereby their combustion is improved.
  • An embodiment of the lamella recuperator according to claim 8 ensures a reliable discharge of rock material, in particular of Altasphaltgranulat from the burner chamber out.
  • a plurality of tapering sections are provided, which are arranged in particular concentrically with one another and behind one another along the longitudinal axis.
  • the lamellar recuperator is designed in particular funnel-shaped.
  • the successively arranged tapering sections are arranged spaced apart along the longitudinal axis in such a way that a substantially annular end face gap is formed, which faces the burner flame. Through this annular face gap, the rock material can escape from the combustion chamber.
  • a flame tube according to claim 9 is arranged in particular in the front region of the burner flame and protects the flame from undesired cooling. The burning process is thereby ensured. Another positive effect results from the fact that the flame tube is heated by the radiant heat of the burner flame and has a very high surface temperature. This heat can be delivered to the recuperator. As a result, the recuperator air is heated in such a way that pollutant components contained therein evaporate and / or become flammable.
  • a heat / protection element protects the lintel zone located in the white mineral drying drum along the longitudinal axis behind the flow guide unit from flame penetration.
  • the heat / protection element is in particular a cylindrical plate, in particular in the form of a baffle, executed.
  • the baffle is oriented in particular perpendicular to the longitudinal axis. Via the baffle wall, the heat can be transferred evenly and in particular over a large area into the white mineral drying drum.
  • a dynamic pressure which leads at least partially to a forced flow of the recuperator through the burner flame.
  • pollutants are burned in the recuperator to a greater extent with. This reduces the pollutant emissions and increases the heat yield.
  • a dedusting according to claim 11 allows the reduction of the residual components of pollutants in the exhaust gas.
  • the plant 1 comprises a DC drying drum 2 for heating the Altasphaltmaterials.
  • the DC drying drum 2 is rotatable about a first rotation axis 3.
  • Right side 4 of the DC drying drum 2 shown on the right is provided with a material inlet 5 for the supply of used asphalt material.
  • the Altasphaltmaterial passes through the DC drying drum 2 along a material conveying direction 6, which is directed from the end face 4 in the interior of the DC drying drum 2 and is oriented in particular parallel to the first axis of rotation 3.
  • a first heat source in the form of a burner 7 is arranged on the front side 4.
  • heat is supplied directly to the DC drying drum 2.
  • the heat is conducted along a heat-conveying direction 8 through the DC drying drum 2.
  • the heat-conveying direction 8 is oriented parallel to and in the same direction as the material conveying direction 6.
  • the DC drying drum 2 is operated in the DC method.
  • a suction hood 9 On one of the front side 4 opposite end face to the DC drying drum 2, a suction hood 9 is connected.
  • a suction hood 9 On one of the front side 4 opposite end face to the DC drying drum 2, a suction hood 9 is connected.
  • Such a suction hood 9, their details and operation are from the German patent application DE 10 2015 217 845.5 known, to which reference is hereby made.
  • the suction hood 9 has an integrated particle separation unit in order to be able to deposit dust particles which have a particle size of at most 100 ⁇ m, in particular not more than 63 ⁇ m and in particular not more than 20 ⁇ m.
  • a collection container 10 for collecting fine particles is arranged in particular below the suction hood 9.
  • the suction hood 9 has a substantially cylindrical housing 29, wherein a housing longitudinal axis 30 is oriented substantially perpendicular to the axis of rotation 3 of the DC drying drum 2.
  • the housing longitudinal axis 30 is oriented substantially vertically.
  • a collecting container 10 is arranged for fine particles.
  • the collecting container 10 is conical in order to improve a collecting action and in particular a discharge of the fine particles from the collecting container 10.
  • a conveying device On a side facing away from the housing 29 underside of the collecting container 10, a conveying device may be arranged with a screw conveyor.
  • the conveying device serves to convey material collected in the collecting container 18.
  • the conveyor device may further comprise a conveyor belt, which with the material from the collecting container 10 via the screw conveyor is acted upon.
  • the conveyor may alternatively or in addition to the conveyor belt have a trough screw.
  • the housing 29 of the suction hood 9 has an inflow opening. Particulate gas from the DC drying drum 2 can flow into the housing 29 via the inflow opening.
  • the inflow opening is arranged in the outer cylinder jacket wall of the housing 29.
  • the inflow opening is oriented substantially perpendicular to the axis of rotation 3.
  • the inflow opening is oriented substantially vertically.
  • the housing 29 has an outlet opening, to which a suction line 11 is connected.
  • the discharge opening is arranged above the inflow opening.
  • the inflow opening connects the outflow opening via a flow channel, which is formed by the housing 29 of the suction hood 9.
  • the housing 29 has an inner diameter D A , which defines a flow cross-sectional area of the flow channel.
  • the flow channel is part of a flow-influencing unit, which is made passive.
  • the flow-influencing unit is a particle-separating unit.
  • the flow influencing unit comprises a flow guide, which is not shown in detail.
  • the flow-guiding element is arranged in particular in the region of the inflow opening and designed as a pivotable about a pivot axis 30 flap.
  • the flow influencing unit may have a stop element on which the flow guide can rest when no or too low an exhaust gas flow from the DC drying drum 2 is present in the suction hood 9.
  • the stop element is arranged in particular vertically below the axis of rotation, so that the flow-guiding element is oriented vertically downwards in a non-actuated state.
  • the flap is arranged such that a projection of the flap is arranged perpendicular to the inflow opening within the inflow opening. Illustratively, the flap protrudes into the inflow cross-section formed by the inflow opening.
  • a suction line 11 is connected, which connects the suction hood 9 with a white mineral drying drum 12.
  • an exhaust fan 13 is arranged to suck exhaust gas from the suction hood 9.
  • a secondary exhaust gas line 14 via which a Fineabgaser Weger 15, in particular in Mischgutverladesilo and / or a mixer to the suction line 11 are connected.
  • the suction hood 9, the suction line 11 and the exhaust fan 13 form a suction device, which may optionally include the secondary exhaust gas line 14.
  • the white mineral drying drum 12 is rotatable about a second axis of rotation 16. Concentric with the second axis of rotation 16, a second heat source in the form of a second burner 17 on the end face 18 of the white mineral drying drum 12 is arranged. On one of the end faces 18 opposite end face is a white mineral inlet 19 for the supply of white mineral provided in the white mineral drying drum 12.
  • the white mineral drying drum 12 is operated countercurrently, wherein a white mineral conveying direction is directed parallel but opposite to the heat conveying direction along the second axis of rotation 16.
  • a material outlet 31 is provided for the heated white mineral.
  • a flow-guiding unit 20 which comprises a swirl chamber 21 and a lamella recuperator 22, is arranged on the white-mineral drying drum 12.
  • the swirl chamber 21 By means of the swirl chamber 21, the flow of the exhaust gases from the suction hood 9 and the secondary exhaust gases from the Mauabgaser Wegern 15 eccentrically with respect to the second axis of rotation 16 of the white mineral drying drum 12 and fed into the white mineral drying drum 12.
  • the exhaust gases and secondary exhaust gases follow a helical flow around the second axis of rotation 16 and thus around the flame of the second burner 17.
  • the lamella recuperator 22 serves to guide the exhaust gas flow within the white mineral drying drum 12.
  • the lamella recuperator 22 has along the second axis of rotation 16 to a length which substantially corresponds to a length of the burner flame 26 of the second burner 17.
  • the lamella recuperator 22 has an expansion section 23, a cylinder section 24 and a taper section 25 along the second rotation axis 16.
  • the expansion section 23 is connected directly to the swirl chamber 21.
  • the taper portion 25 is disposed away from the swirl chamber 21.
  • the cylinder portion 24 is the Rotary axis 16 between the expansion portion 23 and the taper portion 25 is arranged.
  • the expansion portion 23, the cylinder portion 24 and the taper portion 25 are concentrically arranged with respect to the second rotation axis 16.
  • the widening section 23, the cylinder section 24 and the taper section 25 each have a plurality, in particular eight, individual fins 32, which are arranged overlapping at least in regions in the circumferential direction of the second fulcrum 16.
  • a radial overlap region 33 results between two adjacent lamellae 32.
  • Each overlap region 33 comprises an overlap opening 34, which has a surface normal, which is oriented tangentially to a circular line about the rotation axis 3.
  • the respective overlap region 33 extends along the respective length of the expansion section 23, the cylinder section 24 and the taper section 25.
  • the overlap region 33 extends over approximately 5 % to 10% of a circumferential length 33 of a single fin.
  • the overlap opening 34 is oriented such that during operation of the white mineral drying drum 12 material that has inadvertently entered the interior of the lamella recuperator 22, automatically, in particular due to gravity, is discharged from the lamella recuperator 22 through the overlap opening 34 again.
  • Each blade 32 is fixedly connected via two brackets 36 with the rotary kiln 2.
  • the brackets 36 are made substantially identical.
  • the brackets 36 are spaced along the second axis of rotation 16 to each other.
  • the brackets 36 ensure that each one Slat 32 rotationally fixed with respect to the second axis of rotation 16 is connected to the white mineral drying drum 12.
  • the fins 32 are not directly connected to each other.
  • the mounting of the slats 32 takes place exclusively via the holders 36 on the white mineral drying drum 12.
  • the holders 36 are designed such that an arrangement of the slats 32 relative to the white mineral drying drum 12 is variably possible. In particular, the holders 36 serve to change the opening angle of the funnel.
  • the brackets 36 are height adjustable.
  • the individual fins 32 may have a curvature, which from the representations Fig. 1 and 2 does not emerge.
  • the lamella 32 extends linearly, so that the funnel of the lamella recuperator 22 has a conical, in particular a frusto-conical shape.
  • the lamellae are conically widening with respect to the axis of rotation 16, ie in the form of a truncated cone section.
  • the cross-sectional area in the widening section 23 is designed to widen conically.
  • a widening angle, with which the lamellae are arranged conically widening within the widening section 23 relative to the second axis of rotation 16, is approximately 15 ° in accordance with the exemplary embodiment shown.
  • the expansion angle can be in particular between 5 ° and 45 °.
  • the slats are arranged substantially parallel to the second axis of rotation 16.
  • the cross-sectional area of the Lamella recuperator 22 is substantially constant along the cylinder portion 24.
  • the fins of the Lamellenrekuperators 22 are conically tapered.
  • the cross-sectional area of the lamella recuperator 22 tapers.
  • a taper angle, with which the lamellae are arranged inclined relative to the second axis of rotation, is approximately -15 ° according to the embodiment shown.
  • the taper angle may be, for example, between -5 ° and -45 °.
  • the expansion angle and the taper angle are substantially identical in magnitude.
  • the design, in particular the dimensioning of the expansion section 23, the cylinder section 24 and the taper section 25 depend essentially on the geometry of the open burner flame 26 of the second burner 17. It is essential that the exhaust gases supplied via the swirl chamber 21 can move around the burner flame 26 in their helical flow, so that the exhaust gases when leaving the lamella recuperator 22 are supplied to the burner flame 26, in particular the burner flame tip.
  • the white mineral drying drum 12 is a dedusting unit 27 downstream with chimney 28. About the chimney 28 purified exhaust gases are released to the environment.
  • Appendix 1 The function of Appendix 1 is explained below.
  • the DC drying drum 2 5 supplied Altasphaltmaterial is heated and dried via the material feed.
  • particles, in particular dust, are deposited and collected in the collecting container 10.
  • Particles containing gas from the DC drying drum 2 passes through the inflow opening in the suction hood 9.
  • the flow cross-sectional area of the suction hood 9 is chosen so large that results in a flow velocity of the inflowing gas, which is smaller than 2 m / s according to the embodiment shown. Due to the reduced flow rate and in particular the fact that the gas flowing up flows from the inflow opening to at least the outflow opening, particles in the gas are automatically separated from the gas flow by gravity and collected in the collection container 10. The discharged from the suction hood 9 air is prepurified.
  • the flow guide causes an additional improved particle deposition.
  • An exhaust gas flow from the DC drying drum 2 can not flow unhindered through the inflow opening into the suction hood 9 due to the flow guide.
  • the essentially horizontally flowing exhaust gas has to flow around the flow guide element and is thereby accelerated downwards to the collecting container 10, at least in regions. By accelerating downwards, the exhaust gas flow in this area can be up to about 6 m / s. Subsequently, the exhaust gas flow changes its direction towards the discharge opening. Due to the comparatively strong acceleration in the region of the flow guide element and the deflection of the flow, in particular heavy particles are separated from the material flow. Subsequently, the exhaust gas flow increases with the reduced flow rate of about 2 m / s to the discharge opening.
  • Exhaust gas from the suction hood 9 is sucked via the suction line 11 together with secondary exhaust gas from a Mauabgaser Weger 15 by means of the exhaust fan 13 and the swirl chamber 21 of the flow guide unit 20 is supplied.
  • the swirl chamber 21 By means of the swirl chamber 21, the exhaust gases and secondary exhaust gases are displaced in a helical flow around the burner flame 26 around. Due to the centrifugal force of the swirling flow of the exhaust gases pollutant components of the rotation axis 16 and the burner flame 26 are thrown radially outward. It is prevented that the exhaust gases and in particular the pollutant components contained therein are supplied directly to the burner flame 26, which would cause a cooling of the flame core and incomplete combustion.
  • the lamellae of the lamella recuperator 22 prevent the exhaust gases and in particular the pollutant components contained therein from being unintentionally spun far outward, that is to say radially relative to the second axis of rotation 16.
  • the lamellae of the lamella recuperator 22 in particular prevent the exhaust gases to be heated from coming into contact with the pollutant constituents with the white mineral which is heated in the white mineral drying drum 12.
  • exhaust gases and secondary exhaust gases in the cylinder section 24 are conducted around the burner flame 26.
  • the exhaust gases and in particular the pollutant components contained therein, in particular hydrocarbons C ges are heated by the radiant heat of the lamella recuperator.
  • the exhaust gases and secondary exhaust gases are conically tapered to the second axis of rotation 16 and the burner flame 26 is fed closer.
  • the exhaust gases and pollutant components are additionally heated.
  • the pollutant components in the exhaust gas are characterized in particular vaporous and ignitable.
  • the pollutants can be fed to the burner flame tip and burned there substantially pollutant-free.
  • the cleaned exhaust gases from the white mineral drying drum 12 are fed to the dedusting 27, filtered and discharged through the chimney 28 to the environment.
  • the condition is created that all pollutant components can be burned in the exhaust gas.
  • the pollutant emissions are reduced.
  • a particular advantage of the system 1 is also that a hot gas generator can be placed directly in front of the white mineral drying drum 12.
  • FIG. 3 A second embodiment of the invention described. Structurally identical parts are given the same reference numerals as in the first embodiment, to the description of which reference is hereby made. Structurally different but functionally similar parts receive the same reference numerals with a following a.
  • the lamella recuperator 22a has several along the second axis of rotation 16 one behind the other arranged taper portions 25 has.
  • the tapering portions 25 are made substantially identical, with the smaller outlet opening of the in Fig. 3 Rejuvenation portion 25 shown on the left along the second axis of rotation 16 in the larger receiving opening of the in Fig. 3 right illustrated rear taper portion 25 opens, in particular protrudes.
  • the flame tube 41 is designed as a cylinder tube and is arranged in a front flame region of the second burner 17.
  • the flame tube 41 is made of a highly heat-resistant material, in particular of a heat-resistant metal material, in particular of a heat-resistant stainless steel alloy, which is available for example under the trade name Sicromal. These are high-alloy chromium steels, for example with the material numbers 1.4713, 1.4724, 1.4742, 1.4749, 1.4762, 1.4878, 1.4828, 1.4821, 1.4841 or 1.4864.
  • the flame tube 41 protects the burner flame 26 from undesired cooling.
  • the surface of the flame tube 41 is through the burner flame 26 heated so that recuperation, which is supplied via the swirl chamber 21 frontally of the white mineral drying drum 12 a, is heated. Pollutant components of the recuperation air evaporate and become flammable.
  • the flame tube 41 is fastened to a holding tube 43 via a holding device with a plurality of holding elements 42.
  • the holding tube 43 and the flame tube 41 are arranged in particular concentrically to the axis of rotation 16.
  • the holding tube 43 has a larger diameter than the flame tube 41.
  • the holding elements 42 are arranged in particular spaced apart from one another along the axis of rotation 16.
  • the holding elements 42 are arranged in particular parallel to one another.
  • the holding elements 42 are designed for example as annular discs.
  • the holding elements 42 may, for example, also be embodied as radial webs and / or circular segment disks which are spaced apart from one another along the circumferential direction about the axis of rotation 16 but are arranged in a plane perpendicular to a rotational axis 16.
  • the recuperation air flows via the swirl chamber 21 into an annular channel 44, which is bounded in the radial direction with respect to the axis of rotation 16 on an inner side by the outer surface of the flame tube 41 and on an outer side by the inner surface of the holding tube 43.
  • a heat / protection element 45 is arranged in the form of a baffle on a second burner 17 opposite end of the Lamellenrekuperators 22a.
  • the baffle is attached by means not shown fasteners to an inside of the white mineral drying drum 12a.
  • the baffle 45 is designed as a disk element or plate element and arranged perpendicular to the second axis of rotation 16 within the white mineral drying drum 12a. Recuperation air, the lamella recuperator 22a at the discharge opening 46 leaves, flows against the baffle 45. This prevents flames of the burner flame 26 penetrate into the arranged behind the baffle 45 throwing plate 47. In the region of the discharge opening 46, the flow direction of the recuperation air is deflected and / or braked.
  • the original flow direction which is oriented substantially parallel to the second rotation axis 16 is deflected by up to 90 ° in a direction perpendicular to the second rotation axis 16. This results in a back pressure on the recuperation air, so that the pollutants still contained in the recuperation can be better burned with.
  • the baffle 45 also provides improved heat distribution in the white mineral drying drum 12a.
  • the heat of the burner flame 26 is distributed to the recuperation air more homogeneously and over a large area.
  • the heating of the white mineral drying drum 12a is more efficient and uniform. The material heating is thereby improved.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum Herstellen von Asphalt.
    Für die Herstellung von Asphalt werden Trockentrommeln für die Erwärmung von Altasphaltgranulat verwendet, die im Gleichstrom betrieben werden. Eine derartige Trockentrommel ist bekannt aus DE 36 24 735 A1 . Weitere Anlagen zur Asphaltherstellung sind bekannt aus US 5,174,650 , US 5,538,340 und DE 41 40 964 A1 . Gleichstrom bedeutet, dass das zu erwärmende Material und die Wärme in gleicher Richtung längs der Drehachse der Trockentrommel zugeführt werden. Beim Austritt aus der Trockentrommel weist das Altasphaltmaterial eine Temperatur von etwa 130°C auf. Abgas, das von einem Brenner als Wärmequelle erzeugt und der Trockentrommel zugeführt worden ist, weist eine Temperatur von etwa 150°C auf. Typischerweise wird eine Zieltemperatur des Altasphaltmaterials von etwa 160°C angestrebt. Eine Erhöhung des Temperaturniveaus verschlechtert die Wirtschaftlichkeit der Durchführung des Erwärmens des Altasphaltgranulats. Mit steigender Temperatur erhöhen sich Wärmeverluste in Folge der Abstrahlung in der vierten Potenz der Temperatur. Der Wirkungsgrad des Verfahrens bei erhöhter Temperatur ist signifikant reduziert. Eine Erhöhung der Temperaturen führt auch zur zusätzlichen Erhöhung der Schadstoffanteile im Abgas, insbesondere der Anteil unverbrannter Kohlenwasserstoffe (Cges), insbesondere Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenstoffdioxid (CO2). Zudem könnten erhöhte Abgastemperaturen eine Selbstentzündung der Feinpartikel in einer Entstaubungseinheit bewirken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Asphalt zu verbessern, so dass insbesondere Schadstoffanteile im Abgas reduziert und die Herstellung unkompliziert möglich ist.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass Abgas einer Weißmineral-Trockentrommel zum Erwärmen von Weißmineral zugeführt und dort verbrannt wird. Mittels einer Strömungsleiteinheit wird das Abgas in der Weißmineral-Trockentrommel geführt eingeleitet. Die Verbrennung von Schadstoffen im Abgas in der Weißmineral-Trockentrommel ist effektiv. Die Schadstoffanteile im Abgas sind reduziert. Insbesondere der Anteil von Kohlenwasserstoffen Cges ist reduziert, da diese in der Weißmineral-Trockentrommel verbrannt werden.
    Die Anlage weist eine Strömungsleiteinheit mit einem Lamellenrekuperator auf und verbessert das gezielte Verbrennen der Schadstoffanteile im Abgas und/oder Nebenabgas. Der Lamellenrekuperator weist lamellenartige Leitbleche auf, die eine äußere Hülle für die helixförmige Strömungsbewegung der Abgase und/oder der Nebenabgase bilden. Der Lamellenrekuperator verhindert, dass Schadstoffanteile im Abgas und/oder im Nebenabgas in Folge der Fliehkraft der drallförmigen Strömung unkontrolliert ausgeschleudert werden.
    Eine Anlage gemäß Anspruch 2 ermöglicht, dass Altasphaltmaterial in einer Gleichstrom-Trockentrommel erwärmt wird, wobei Abgas aus der Gleichstrom-Trockentrommel mittels einer Absaugvorrichtung abgesaugt, der Weißmineral-Trockentrommel zum Erwärmen des Weißminerals zugeführt und dort verbrannt wird. Die Verbrennung von Schadstoffen im Abgas aus der Gleichstrom-Trockentrommel in der Weißmineral-Trockentrommel ist effektiv. Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine aus dem Stand der Technik bekannte Anlage zum Herstellen von Asphalt mit einer Gleichstrom-Trockentrommel unkompliziert nachgerüstet werden kann, indem die Absaugvorrichtung zum Absaugen des Abgases aus der Gleichstrom-Trockentrommel mit der Weißmineral-Trockentrommel verbunden wird. Es ist möglich, Anlagen mit hohem Schadstoffausstoß durch eine Umrüstung in eine erfindungsgemäße Anlage zu überführen, die einen verminderten Schadstoffausstoß aufweist.
  • Eine Abgashaube gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine verbesserte Absaugung der Abgase aus der Gleichstrom-Trockentrommel. Ein Absaugventilator der Absaugvorrichtung verbessert die Absaugung der Abgase aus der Gleichstrom-Trockentrommel und insbesondere aus der Abgashaube in die Weißmineral-Trockentrommel. Der Absaugventilator ist insbesondere entlang einer Abgasleitung, insbesondere zwischen der Abgashaube und der Weißmineral-Trockentrommel angeordnet.
  • Eine Nebenabgas-Leitung gemäß Anspruch 4 ermöglicht die Zuführung von Nebenabgasen, die in der Anlage anfallen können beispielsweise von einer Absaugung eines Mischers oder aus einem Verladesilo, insbesondere einem Mischgutverladesilo. Die Gesamtmenge der Schadstoffe im Abgas ist zusätzlich reduziert.
  • Ein Brenner gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine unkomplizierte und unmittelbare Erwärmung des Weißminerals. Die Verbrennung der Abgase in der Weißmineral-Trockentrommel ist verbessert.
  • Eine Drallkammer gemäß Anspruch 6 ermöglicht ein drallförmiges Zuführen der Abgase und/oder der Nebenabgase in die Weißmineral-Trockentrommel. Drallförmiges Zuführen bedeutet, dass die Abgase und/oder Nebenabgase exzentrisch zur Längsachse der Weißmineral-Trockentrommel zugeführt werden. Die Abgase und/oder Nebenabgase werden insbesondere nicht unmittelbar der Brennerflamme zugeführt. Durch das drallförmige Zuführen werden die Abgase und/oder die Nebenabgase im Wesentlichen entlang einer schraubenförmigen Linie um die Längsachse der Weißmineral-Trockentrommel eingeleitet. Die Abgase und/oder die Nebenabgase strömen entlang einer helixförmigen Strömung um die Brennerflamme herum.
  • Die Ausführung des Lamellenrekuperators gemäß Anspruch 7 gewährleistet, dass die Schadstoffanteile im Abgas und/oder im Nebenabgas kontrolliert verbrannt werden. Insbesondere entlang eines Aufweit-Abschnitts kann sich die helixförmige Strömung des Abgases und des Nebenabgases um die Brennerflamme herum aufweiten. Ein unmittelbares Verbrennen der Schadstoffanteile nach dem Zuführen in die Weißmineral-Trockentrommel ist verhindert. Dadurch ist ein Auskühlen des Flammenkerns verhindert. Dadurch ist eine unvollständige Verbrennung der Schadstoffanteile verhindert. Die Schadstoffanteile im Abgas und/oder im Nebenabgas werden innerhalb des Aufweit-Abschnitts, insbesondere in Folge der Strahlungswärme des Lamellenrekuperators erhitzt und insbesondere zündfähig. In einem insbesondere dem Aufweit-Abschnitt nachfolgenden Verjüngungs-Abschnitt werden die zündfähigen Schadstoffe der Brennerflammenspitze zugeführt und dort verbrannt. Ein entlang einer Längsachse der Weißmineral-Trockentrommel zwischen dem Aufweit-Abschnitt und dem Verjüngungs-Abschnitt angeordneter Zylinder-Abschnitt ermöglicht eine gezielte Erwärmung der Schadstoffanteile im Abgas und/oder im Nebenabgas. Insbesondere können die Schadstoffanteile in die Dampfform überführt werden, wodurch deren Verbrennung verbessert ist.
  • Eine Ausführung des Lamellenrekuperators gemäß Anspruch 8 gewährleistet eine zuverlässige Abführung von Gesteinsmaterial, insbesondere von Altasphaltgranulat aus dem Brennerraum heraus. Insbesondere sind mehrere Verjüngungs-Abschnitte vorgesehen, die insbesondere entlang der Längsachse konzentrisch zueinander und hintereinander angeordnet sind. Der Lamellen-Rekuperator ist insbesondere trichterförmig ausgeführt. Insbesondere sind die hintereinander angeordneten Verjüngungs-Abschnitte entlang der Längsachse derart beabstandet angeordnet, dass sich ein im Wesentlichen ringförmiger Stirnflächenspalt ausbildet, der der Brennerflamme zugewandt ist. Durch diesen ringförmigen Stirnflächenspalt kann das Gesteinsmaterial aus der Brennkammer austreten.
  • Ein Flammrohr gemäß Anspruch 9 ist insbesondere in dem vorderen Bereich der Brennerflamme angeordnet und schützt die Flamme vor einer unerwünschten Auskühlung. Der Brennprozess ist dadurch abgesichert. Ein weiterer positiver Effekt ergibt sich dadurch, dass das Flammrohr durch die Strahlungswärme der Brennerflamme erhitzt wird und eine sehr hohe Oberflächentemperatur aufweist. Diese Wärme kann an die Rekuperatorluft abgegeben werden. Dadurch wird die Rekuperatorluft derart erhitzt, dass darin enthaltene Schadstoffanteile verdampfen und/oder zündfähig werden.
  • Ein Wärme-/Schutz-Element gemäß Anspruch 10 schützt die in der Weißmineral-Trockentrommel entlang der Längsachse hinter der Strömungsleiteinheit angeordnete Wurfblechzone vor einem Flammendurchschlag. Das Wärme-/Schutz-Element ist insbesondere als zylindrische Platte, insbesondere in Form einer Prallwand, ausgeführt. Die Prallwand ist insbesondere senkrecht zur Längsachse orientiert. Über die Prallwand kann die Wärme gleichmäßig und insbesondere großflächig in die Weißmineral-Trockentrommel übertragen werden. Entlang der Längsachse entsteht im Bereich der Oberfläche des Wärme-/Schutz-Elements, die der Strömungsleiteinheit zugewandt ist, ein Staudruck, die zumindest bereichsweise zu einer Zwangsströmung der Rekuperatorluft durch die Brennerflamme führt. Dadurch werden Schadstoffe in der Rekuperatorluft zu einem größeren Anteil mit verbrannt. Dadurch werden die Schadstoffemissionen verringert und der Wärmeertrag erhöht.
  • Eine Entstaubung gemäß Anspruch 11 ermöglicht die Reduzierung der Restanteile von Schadstoffen im Abgas.
  • Das Verfahren gemäß den Ansprüchen 12 und 13 weist im Wesentlichen die Vorteile der Anlage auf, die vorstehend bereits erläutert wurden und auf die hiermit verwiesen wird.
  • Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Anlage angegebenen Merkmale sind jeweils für sich allein oder in Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß der Erfindung,
    Fig. 2
    eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie II-II in Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung einer Weißmineral-Trockentrommel gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • Eine in Fig. 1 und Fig. 2 schematisch gezeigte Anlage 1 dient zum Herstellen von Asphalt unter Beimischung von Altasphaltmaterial, das als Recyclingmaterial bezeichnet wird.
  • Die Anlage 1 umfasst eine Gleichstrom-Trockentrommel 2 zum Erwärmen des Altasphaltmaterials. Die Gleichstrom-Trockentrommel 2 ist um eine erste Drehachse 3 drehbar. An einer in Fig. 1 rechts dargestellten Stirnseite 4 der Gleichstrom-Trockentrommel 2 ist ein Materialzulauf 5 für die Zuführung von Altasphaltmaterial vorgesehen. Das Altasphaltmaterial durchläuft die Gleichstrom-Trockentrommel 2 entlang einer Materialförderrichtung 6, die von der Stirnseite 4 in das Innere der Gleichstrom-Trockentrommel 2 gerichtet ist und insbesondere parallel zur ersten Drehachse 3 orientiert ist.
  • An der Stirnseite 4 ist eine erste Wärmequelle in Form eines Brenners 7 angeordnet. Mittels des Brenners 7 wird Wärme unmittelbar der Gleichstrom-Trockentrommel 2 zugeführt. Die Wärme wird entlang einer Wärme-Förderrichtung 8 durch die Gleichstrom-Trockentrommel 2 hindurch geführt. Die Wärme-Förderrichtung 8 ist parallel und gleichsinnig zur Materialförderrichtung 6 orientiert. Die Gleichstrom-Trockentrommel 2 wird im Gleichstromverfahren betrieben.
  • An einer der Stirnseite 4 gegenüberliegenden Stirnseite ist an die Gleichstrom-Trockentrommel 2 eine Absaughaube 9 angeschlossen. Eine derartige Absaughaube 9, deren Details und Betriebsweise sind aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 217 845.5 bekannt, worauf hiermit verwiesen wird.
  • Wesentlich ist, dass die Absaughaube 9 eine integrierte Partikelabscheideeinheit aufweist, um Staubpartikel, die eine Partikelgröße von höchsten 100 µm, insbesondere von höchstens 63 µm und insbesondere von höchsten 20 µm aufweisen, abgeschieden werden können. Dazu ist insbesondere unterhalb der Absaughaube 9 ein Sammelbehälter 10 zum Sammeln von Feinpartikeln angeordnet.
  • Die Absaughaube 9 weist ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 29 auf, wobei eine Gehäuselängsachse 30 im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse 3 der Gleichstrom-Trockentrommel 2 orientiert ist. Die Gehäuselängsachse 30 ist im Wesentlichen vertikal orientiert. In einem unteren Bereich der Absaughaube 9 ist ein Sammelbehälter 10 für Feinpartikel angeordnet. In einem dem Gehäuse 29 abgewandten unteren Bereich ist der Sammelbehälter 10 konisch ausgeführt, um eine Sammelwirkung und insbesondere eine Abgabe der Feinpartikel aus dem Sammelbehälter 10 zu verbessern.
  • An einer dem Gehäuse 29 abgewandten Unterseite des Sammelbehälters 10 kann eine Fördervorrichtung mit einer Förderschnecke angeordnet sein. Die Fördervorrichtung dient zum Abfördern von in dem Sammelbehälter 18 gesammelten Material. Die Fördervorrichtung kann ferner ein Förderband aufweisen, das mit dem Material aus dem Sammelbehälter 10 über die Förderschnecke beaufschlagt wird. Die Fördervorrichtung kann alternativ oder zusätzlich zu dem Förderband eine Trogschnecke aufweisen.
  • Das Gehäuse 29 der Absaughaube 9 weist eine Zuströmöffnung auf. Über die Zuströmöffnung kann partikelhaltiges Gas aus der Gleichstrom-Trockentrommel 2 in das Gehäuse 29 strömen. Die Zuströmöffnung ist in der äußeren Zylindermantelwand des Gehäuses 29 angeordnet. Die Zuströmöffnung ist im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 3 orientiert. Die Zuströmöffnung ist im Wesentlichen vertikal orientiert.
  • Das Gehäuse 29 weist eine Abströmöffnung auf, an die eine Absaugleitung 11 angeschlossen ist.
  • Entlang der Gehäuselängsachse 30 ist die Abströmöffnung oberhalb der Zuströmöffnung angeordnet. Die Zuströmöffnung verbindet die Abströmöffnung über einen Strömungskanal, der durch das Gehäuse 29 der Absaughaube 9 gebildet ist. Das Gehäuse 29 weist einen Innendurchmesser DA auf, der eine Strömungsquerschnittsfläche des Strömungskanals definiert.
  • Der Strömungskanal ist Teil einer Strömungsbeeinflussungseinheit, die passiv ausgeführt ist. Die Strömungsbeeinflussungseinheit ist eine Partikelabscheideeinheit. Die Strömungsbeeinflussungseinheit umfasst ein Strömungsleitelement, das nicht näher dargestellt ist. Das Strömungsleitelement ist insbesondere im Bereich der Zuströmöffnung angeordnet und als um eine Schwenkachse 30 schwenkbare Klappe ausgeführt. Die Strömungsbeeinflussungseinheit kann ein Anschlagelement aufweisen, an dem das Strömungsleitelement anliegen kann, wenn kein oder ein zu geringer Abgasstrom aus der Gleichstrom-Trockentrommel 2 in die Absaughaube 9 vorliegt. Das Anschlagelement ist insbesondere vertikal unterhalb der Drehachse angeordnet, so dass das Strömungsleitelement in einem nicht betätigten Zustand vertikal nach unten hängend ausgerichtet ist. Die Klappe ist derart angeordnet, dass eine Projektion der Klappe senkrecht zur Zuströmöffnung innerhalb der Zuströmöffnung angeordnet ist. Anschaulich ragt die Klappe in den von der Zuströmöffnung gebildeten Zuströmquerschnitt hinein.
  • An die Absaughaube 9 ist eine Absaugleitung 11 angeschlossen, die die Absaughaube 9 mit einer Weißmineral-Trockentrommel 12 verbindet. Entlang der Absaugleitung 11 ist ein Absaugventilator 13 angeordnet, um Abgas aus der Absaughaube 9 abzusaugen. In die Absaugleitung 11 mündet eine Nebenabgasleitung 14, über die ein Nebenabgaserzeuger 15, insbesondere in Mischgutverladesilo und/oder ein Mischer an die Absaugleitung 11 angeschlossen sind.
  • Die Absaughaube 9, die Absaugleitung 11 und der Absaugventilator 13 bilden eine Absaugvorrichtung, die optional auch die Nebenabgasleitung 14 umfassen kann.
  • Die Weißmineral-Trockentrommel 12 ist um eine zweite Drehachse 16 drehbar. Konzentrisch zu der zweiten Drehachse 16 ist eine zweite Wärmequelle in Form eines zweiten Brenners 17 an der Stirnseite 18 der Weißmineral-Trockentrommel 12 angeordnet. An einer der Stirnseiten 18 gegenüberliegenden Stirnseite ist ein Weißmineral-Zulauf 19 für die Zuführung von Weißmineral in die Weißmineral-Trockentrommel 12 vorgesehen. Die Weißmineral-Trockentrommel 12 wird im Gegenstromverfahren betrieben, wobei eine Weißmineralförderrichtung parallel aber entgegengesetzt zur Wärmeförderrichtung entlang der zweiten Drehachse 16 gerichtet ist. An der Stirnseite 18 ist ein Materialauslauf 31 für das erwärmte Weißmineral vorgesehen.
  • Im Bereich des zweiten Brenners 17 ist an der Weißmineral-Trockentrommel 12 eine Strömungsleiteinheit 20 angeordnet, die eine Drallkammer 21 und einen Lamellenrekuperator 22 umfasst.
  • Mittels der Drallkammer 21 kann die Strömung der Abgase aus der Absaughaube 9 und der Nebenabgase aus den Nebenabgaserzeugern 15 exzentrisch bezüglich der zweiten Drehachse 16 der Weißmineral-Trockentrommel 12 zugeführt und in die Weißmineral-Trockentrommel 12 eingeleitet werden. Die Abgase und Nebenabgase folgen einer helixförmigen Strömung um die zweite Drehachse 16 und damit um die Flamme des zweiten Brenners 17. Für die Führung der Abgasströmung innerhalb der Weißmineral-Trockentrommel 12 dient der Lamellenrekuperator 22.
  • Der Lamellenrekuperator 22 weist entlang der zweiten Drehachse 16 eine Länge auf, die im Wesentlichen einer Länge der Brennerflamme 26 des zweiten Brenners 17 entspricht.
  • Der Lamellenrekuperator 22 weist entlang der zweiten Drehachse 16 einen Aufweit-Abschnitt 23, einen Zylinder-Abschnitt 24 und einen Verjüngungs-Abschnitt 25 auf. Der Aufweit-Abschnitt 23 ist unmittelbar an die Drallkammer 21 angeschlossen. Der Verjüngungs-Abschnitt 25 ist der Drallkammer 21 abgewendet angeordnet. Der Zylinder-Abschnitt 24 ist der Drehachse 16 zwischen dem Aufweit-Abschnitt 23 und dem Verjüngungs-Abschnitt 25 angeordnet. Der Aufweit-Abschnitt 23, der Zylinder-Abschnitt 24 und der Verjüngungs-Abschnitt 25 sind konzentrisch bezüglich der zweiten Drehachse 16 angeordnet.
  • Der Aufweit-Abschnitt 23, der Zylinder-Abschnitt 24 und der Verjüngungs-Abschnitt 25 weisen jeweils mehrere, insbesondere acht, einzelne Lamellen 32 auf, die in Umfangsrichtung der zweiten Drehachse 16 zumindest bereichsweise überlappend angeordnet sind. Es resultiert jeweils ein radialer Überlappungsbereich 33 zwischen zwei benachbarten Lamellen 32. Jeder Überlappungsbereich 33 umfasst eine Überlappungsöffnung 34, die eine Flächennormale aufweist, die tangential zu einer Kreislinie um die Drehachse 3 orientiert ist. Entlang der zweiten Drehachse 16 erstreckt sich der jeweilige Überlappungsbereich 33 entlang der jeweiligen Länge des Aufweit-Abschnitts 23, des Zylinder-Abschnitts 24 bzw. des Verjüngungs-Abschnitts 25. In Umfangsrichtung 35 um die zweite Drehachse 16 erstreckt sich der Überlappungsbereich 33 über etwa 5 % bis 10 % einer Umfangslänge 33 einer einzelnen Lamelle.
  • Die Überlappungsöffnung 34 ist derart orientiert, dass während des Betriebs der Weißmineral-Trockentrommel 12 Material, das unbeabsichtigt in das Innere des Lamellenrekuperators 22 gelangt ist, selbsttätig, insbesondere in Folge der Schwerkraft, aus dem Lamellenrekuperator 22 durch die Überlappungsöffnung 34 wieder ausgetragen wird.
  • Jede Lamelle 32 ist über zwei Halterungen 36 mit dem Drehrohrofen 2 fest verbunden. Die Halterungen 36 sind im Wesentlichen identisch ausgeführt. Die Halterungen 36 sind entlang der zweiten Drehachse 16 beabstandet zueinander angeordnet. Die Halterungen 36 sorgen dafür, dass jede einzelne Lamelle 32 drehfest bezüglich der zweiten Drehachse 16 mit der Weißmineral-Trockentrommel 12 verbunden ist. Insbesondere sind die Lamellen 32 nicht direkt miteinander verbunden. Die Befestigung der Lamellen 32 erfolgt ausschließlich über die Halterungen 36 an der Weißmineral-Trockentrommel 12. Die Halterungen 36 sind derart ausgeführt, dass eine Anordnung der Lamellen 32 gegenüber der Weißmineral-Trockentrommel 12 veränderlich möglich ist. Insbesondere dienen die Halterungen 36 zur Veränderung des Öffnungswinkels des Trichters. Die Halterungen 36 sind höhenverstellbar.
  • Die einzelnen Lamellen 32 können eine Krümmung aufweisen, die aus den Darstellungen Fig. 1 und 2 nicht hervorgeht. Entlang einer äußeren Mantellinie des Lamellenrekuperators 22 verläuft die Lamelle 32 linear, sodass der Trichter des Lamellenrekuperators 22 einen kegelförmigen, insbesondere einen kegelstumpfförmigen Verlauf hat.
  • In dem Aufweit-Abschnitt 23 sind die Lamellen bezüglich der Drehachse 16 konisch aufweitend, also in Form eines Kegelstumpf-Abschnitts, angeordnet. Entlang der Drehachse 16 ist die Querschnittsfläche im Aufweit-Abschnitt 23 konisch aufweitend ausgeführt.
  • Ein Aufweit-Winkel, mit dem die Lamellen innerhalb des Aufweit-Abschnitts 23 gegenüber der zweiten Drehachse 16 konisch aufweitend angeordnet sind, beträgt gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 15°. Der Aufweit-Winkel kann insbesondere zwischen 5° und 45° betragen.
  • Innerhalb des Zylinder-Abschnitts 24 sind die Lamellen im Wesentlichen parallel zur zweiten Drehachse 16 angeordnet. Die Querschnittsfläche des Lamellenrekuperators 22 ist entlang des Zylinder-Abschnitts 24 im Wesentlichen konstant.
  • Entlang des Verjüngungs-Abschnitts 25 sind die Lamellen des Lamellenrekuperators 22 konisch verjüngend angeordnet. Entlang der zweiten Drehachse 16 verjüngt sich die Querschnittsfläche des Lamellenrekuperators 22. Ein Verjüngungs-Winkel, mit dem die Lamellen gegenüber der zweiten Drehachse geneigt angeordnet sind, beträgt gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa -15°. Der Verjüngungs-Winkel kann beispielsweise zwischen -5° und -45° betragen. Insbesondere sind der Aufweit-Winkel und der Verjüngungs-Winkel betragsmäßig im Wesentlichen identisch.
  • Die Ausführung, insbesondere die Dimensionierung des Aufweit-Abschnitts 23, des Zylinder-Abschnitts 24 und des Verjüngungs-Abschnitts 25 hängen im Wesentlichen von der Geometrie der offenen Brennerflamme 26 des zweiten Brenners 17 ab. Wesentlich ist, dass die über die Drallkammer 21 zugeführten Abgase sich bei ihrer helixförmigen Strömung um die Brennerflamme 26 herum bewegen können, so dass die Abgase beim Verlassen des Lamellenrekuperators 22 der Brennerflamme 26, insbesondere der Brennerflammenspitze, zugeführt werden.
  • Der Weißmineral-Trockentrommel 12 ist eine Entstaubungs-Einheit 27 mit Kamin 28 nachgeordnet. Über den Kamin 28 werden gereinigte Abgase an die Umgebung abgegeben.
  • Nachfolgend wird die Funktion der Anlage 1 erläutert. In der Gleichstrom-Trockentrommel 2 wird über den Materialzulauf 5 zugeführtes Altasphaltmaterial erwärmt und getrocknet. In der Absaughaube 9 werden Partikel, insbesondere Staub, abgeschieden und im Sammelbehälter 10 gesammelt.
  • Partikelhaltiges Gas aus der Gleichstrom-Trockentrommel 2 gelangt über die Zuströmöffnung in die Absaughaube 9. Die Strömungsquerschnittfläche der Absaughaube 9 ist derart groß gewählt, dass sich eine Strömungsgeschwindigkeit des zuströmenden Gases ergibt, die gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel kleiner ist als 2 m/s. Aufgrund der reduzierten Strömungsgeschwindigkeit und insbesondere der Tatsache, dass das aufströmende Gas von der Zuströmöffnung zu mindestens der Abströmöffnung strömt, werden Partikel in dem Gas selbsttätig infolge der Schwerkraft aus dem Gasstrom abgeschieden und im Sammelbehälter 10 gesammelt. Die aus der Absaughaube 9 abgegebene Luft ist vorgereinigt.
  • Das Strömungsleitelement bewirkt eine zusätzlich verbesserte Partikelabscheidung. Ein Abgasstrom aus der Gleichstrom-Trockentrommel 2 kann aufgrund des Strömungsleitelements nicht ungehindert durch die Zuströmöffnung in die Absaughaube 9 strömen. Das im Wesentlichen horizontal einströmende Abgas muss das Strömungsleitelement umströmen und wird dadurch zumindest bereichsweise nach unten, zu dem Sammelbehälter 10 hin beschleunigt. Durch die Beschleunigung nach unten kann die Abgasströmung in diesem Bereich etwa bis zu 6 m/s betragen. Anschließend ändert die Abgasströmung ihre Richtung hin zu der Abströmöffnung. Durch die vergleichsweise starke Beschleunigung im Bereich des Strömungsleitelements und die Umlenkung der Strömung werden insbesondere schwere Partikel aus dem Materialstrom abgeschieden. Anschließend steigt der Abgasstrom mit der reduzierten Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2 m/s zu der Abströmöffnung.
  • Abgas aus der Absaughaube 9 wird über die Absaugleitung 11 zusammen mit Nebenabgas aus einem Nebenabgaserzeuger 15 mittels des Absaugventilators 13 gesaugt und der Drallkammer 21 der Strömungsleiteinheit 20 zugeführt. Mittels der Drallkammer 21 werden die Abgase und Nebenabgase in eine helixförmige Strömung um die Brennerflamme 26 herum versetzt. Durch die Fliehkraft der drallförmigen Strömung der Abgase werden Schadstoffanteile von der Drehachse 16 und der Brennerflamme 26 radial nach außen geschleudert. Es ist verhindert, dass die Abgase und insbesondere die darin enthaltenen Schadstoffanteile unmittelbar der Brennerflamme 26 zugeführt werden, was eine Auskühlung des Flammkerns und eine unvollständige Verbrennung bewirken würde. Die Lamellen des Lamellenrekuperators 22 verhindern, dass die Abgase und insbesondere die darin enthaltenen Schadstoffanteile unbeabsichtigt weit nach außen, also radial bezogen auf die zweite Drehachse 16, weggeschleudert werden. Die Lamellen des Lamellenrekuperators 22 verhindern insbesondere, dass die zu erhitzenden Abgase mit den Schadstoffanteilen mit dem Weißmineral, das in der Weißmineral-Trockentrommel 12 erwärmt wird, in Berührung kommen.
  • Nach einer Aufweitung der drallförmigen Strömung der Abgase und Nebenabgase im Aufweit-Abschnitt 23 werden Abgase und Nebenabgase im Zylinder-Abschnitt 24 um die Brennerflamme 26 herum geleitet. Innerhalb des Zylinder-Abschnitts 24 werden die Abgase und insbesondere die darin enthaltenen Schadstoffanteile, insbesondere Kohlenwasserstoffe Cges durch die Strahlungswärme des Lamellenrekuperators erhitzt. Im anschließenden Verjüngungs-Abschnitt 25 werden die Abgase und Nebenabgase konisch verjüngend der zweiten Drehachse 16 und der Brennerflamme 26 näher zugeführt. Die Abgase und Schadstoffanteile werden zusätzlich erhitzt. Die Schadstoffanteile im Abgas werden dadurch insbesondere dampfförmig und zündfähig. Die Schadstoffe können der Brennerflammenspitze zugeführt und dort im Wesentlichen schadstofffrei verbrannt werden. Die gereinigten Abgase aus der Weißmineral-Trockentrommel 12 werden der Entstaubungseinheit 27 zugeführt, gefiltert und über den Kamin 28 an die Umgebung abgegeben.
  • Mit der erfindungsgemäßen Anlage 1 ist die Voraussetzung dafür geschaffen, dass sämtliche Schadstoffanteile im Abgas verbrannt werden können. Die Schadstoffemissionen sind reduziert. Ein besonderer Vorteil der Anlage 1 besteht zudem darin, dass ein Heißgaserzeuger unmittelbar vor die Weißmineral-Trockentrommel 12 angeordnet werden kann.
  • Überraschend ist die Erkenntnis, dass eine bestehende Anlage zum Herstellen von Asphalt in unkomplizierter Weise zu einer erfindungsgemäßen Anlage umgerüstet werden kann. Dazu ist es im Wesentlichen erforderlich, bestehende Gleichstrom-Trockentrommeln mittels der Abgasleitung 11 und dem Absaugventilator 13 an die Drallkammer 21 mit Lamellenrekuperator 22 an der Weißmineral-Trockentrommel 12 anzuschließen.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verweisen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a.
  • Ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass bei der Weißmineral-Trockentrommel 12a der Lamellenrekuperator 22a mehrere entlang der zweiten Drehachse 16 hintereinander angeordnete Verjüngungs-Abschnitte 25 aufweist. Die Verjüngungs-Abschnitte 25 sind im Wesentlichen identisch ausgeführt, wobei die kleinere Ausgangsöffnung des in Fig. 3 links dargestellten Verjüngungs-Abschnitts 25 entlang der zweiten Drehachse 16 in die größere Aufnahmeöffnung des in Fig. 3 rechts dargestellten hinteren Verjüngungs-Abschnitts 25 mündet, insbesondere darin hineinragt. Es ergibt sich ein in axialer Richtung der zweiten Drehachse 16 gerichteter Axial-Überlappungsbereich 40, der eine ringförmige Stirnfläche aufweist, über die Material aus dem Lamellenrekuperator 22a in eine Richtung, im Wesentlichen parallel zur zweiten Drehachse 16, austreten kann. Dadurch ist gewährleistet, dass Gesteinsmaterial, insbesondere Altasphaltmaterial, in ausreichender Menge aus dem Lamellenrekuperator 22a abgeführt werden kann.
  • Es ist auch denkbar, nur einen Verjüngungs-Abschnitt 25 oder mehr als zwei Verjüngungs-Abschnitte 25 entlang der zweiten Drehachse 16 anzuordnen.
  • Im Bereich der Brennerflamme 26 ist ein Flammrohr 41 angeordnet. Das Flammrohr 41 ist als Zylinderrohr ausgeführt und ist in einem vorderen Flammbereich des zweiten Brenners 17 angeordnet. Das Flammrohr 41 ist aus einem hochwarmfesten Material hergestellt, insbesondere aus einem hitzebeständigen Metallwerkstoff, insbesondere aus einer hitzebeständigen Edelstahllegierung, die beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Sicromal verfügbar ist. Es handelt sich dabei um hochlegierte Chromstähle, beispielsweise mit den Werkstoffnummern 1.4713, 1.4724, 1.4742, 1.4749, 1.4762, 1.4878, 1.4828, 1.4821, 1.4841 oder 1.4864.
  • Das Flammrohr 41 schützt die Brennerflamme 26 vor unerwünschter Auskühlung. Die Oberfläche des Flammrohrs 41 wird durch die Brennerflamme 26 derart erhitzt, dass Rekuperationsluft, die über die Drallkammer 21 stirnseitig der Weißmineral-Trockentrommel 12a zugeführt wird, erhitzt wird. Schadstoffanteile der Rekuperationsluft verdampfen und werden zündfähig. Das Flammrohr 41 ist über eine Haltevorrichtung mit mehreren Halteelementen 42 an einem Halterohr 43 befestigt. Das Halterohr 43 und das Flammrohr 41 sind insbesondere konzentrisch zur Drehachse 16 angeordnet. Das Halterohr 43 weist einen größeren Durchmesser auf als das Flammrohr 41. Die Halteelemente 42 sind insbesondere entlang der Drehachse 16 beabstandet zueinander angeordnet. Die Halteelemente 42 sind insbesondere parallel zueinander angeordnet. Die Halteelemente 42 sind beispielsweise als Ringscheiben ausgeführt. Die Halteelemente 42 können beispielsweise auch als Radialstege und/oder Kreissegmentscheiben ausgeführt sein, die entlang der Umfangsrichtung um die Drehachse 16 beabstandet zueinander, aber in einer Ebene senkrecht zu einer Drehachse 16 angeordnet sind.
  • Die Rekuperationsluft strömt über die Drallkammer 21 in einen ringförmigen Kanal 44, der in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 16 an einer Innenseite durch die Außenfläche des Flammrohrs 41 und an einer Außenseite durch die Innenfläche des Halterohrs 43 begrenzt ist.
  • Entlang der zweiten Drehachse 16 ist an einem dem zweiten Brenner 17 gegenüberliegenden Ende des Lamellenrekuperators 22a ein Wärme-/Schutz-Element 45 in Form einer Prallwand angeordnet. Die Prallwand ist mittels nicht dargestellter Befestigungselemente an einer Innenseite der Weißmineral-Trockentrommel 12a befestigt. Die Prallwand 45 ist als Scheibenelement oder Plattenelement ausgeführt und senkrecht zur zweiten Drehachse 16 innerhalb der Weißmineral-Trockentrommel 12a angeordnet. Rekuperationsluft, die den Lamellenrekuperator 22a an der Abgabeöffnung 46 verlässt, strömt gegen die Prallwand 45. Dadurch wird verhindert, dass Flammen der Brennerflamme 26 in die hinter der Prallwand 45 angeordnete Wurfblechzone 47 durchschlagen. Im Bereich der Abgabeöffnung 46 wird die Strömungsrichtung der Rekuperationsluft umgelenkt und/oder abgebremst. Insbesondere wird die ursprüngliche Strömungsrichtung, die im Wesentlichen parallel zur zweiten Drehachse 16 orientiert ist, um bis zu 90° in eine Richtung senkrecht zur zweiten Drehachse 16 umgelenkt. Dadurch ergibt sich ein Staudruck auf die Rekuperationsluft, sodass die in der Rekuperationsluft noch enthaltenen Schadstoffe besser mit verbrannt werden können.
  • Die Prallwand 45 bewirkt zudem eine verbesserte Wärmeverteilung in der Weißmineral-Trockentrommel 12a. Insbesondere wird die Wärme der Brennerflamme 26 auf die Rekuperationsluft homogener und großflächiger verteilt. Die Erwärmung der Weißmineral-Trockentrommel 12a ist effizienter und gleichmäßiger. Die Materialerwärmung ist dadurch verbessert.

Claims (13)

  1. Anlage zum Herstellen von Asphalt umfassend
    a. eine Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) zum Erwärmen von Weißmineral,
    b. eine Strömungsleiteinheit (20) der Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) zum geführten Einleiten von Abgas in die Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleiteinheit (20) einen Lamellenrekuperator (22; 22a) mit lamellenartigen Leitblechen aufweist, die eine äußere Hülle für die helixförmige Strömungsbewegung der Abgase und/oder Nebengase bilden, zum gezielten Verbrennen von Schadstoffanteilen im Abgas und/oder im Nebenabgas.
  2. Anlage gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gleichstrom-Trockentrommel (2) zum Erwärmen von Altasphaltmaterial und eine an die Gleichstrom-Trockentrommel (2) angeschlossene Absaugvorrichtung zum Absaugen von Abgas, wobei die Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) an die Absaugvorrichtung angeschlossen ist.
  3. Anlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung eine an die Gleichstrom-Trockentrommel (2) unmittelbar angeschlossene Abgashaube (9) umfasst und/oder die Absaugvorrichtung einen Absaugventilator (13) umfasst.
  4. Anlage gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung eine Nebenabgasleitung (14) aufweist, die mit der Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) zum Zuführen von Nebenabgasen verbunden ist.
  5. Anlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) einen Brenner (17) aufweist.
  6. Anlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleiteinheit (20) eine Drallkammer (21) zum drallförmigen Zuführen der Abgase und/oder der Nebenabgase in die Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) aufweist.
  7. Anlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenrekuperator (22; 22a) einen Verjüngungs-Abschnitt (25) aufweist, wobei insbesondere entlang einer Längsachse (17) der Weißmineral-Trockentrommel (12) zwischen einem Aufweit-Abschnitt (23) und dem Verjüngungs-Abschnitt (25) ein Zylinder-Abschnitt (24) angeordnet ist.
  8. Anlage gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenrekuperator (22a) mehrere Verjüngungs-Abschnitte (25) entlang der Längsachse (17) hintereinander angeordnet aufweist.
  9. Anlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleiteinheit (20) ein Flammrohr zum Einhüllen der Brennerflamme (26) aufweist.
  10. Anlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Wärme/Schutz-Element, das entlang der Längsachse (17) der Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) hinter der Strömungsleiteinheit (20) angeordnet ist.
  11. Anlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Entstaubung (27), die insbesondere der Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) nachgeordnet ist.
  12. Verfahren zum Herstellen von Asphalt umfassend die Verfahrensschritte
    - Erwärmen von Altasphaltmaterial im Gleichstromverfahren mittels einer Gleichstrom-Trockentrommel (2),
    - Absaugen von Abgas aus der Gleichstrom-Trockentrommel (2) mittels einer Absaugvorrichtung,
    - Erwärmen von Weißmineral mittels einer Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a),
    - geführtes Einleiten des Abgases in die Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) mittels einer Strömungsleiteinheit (20),
    - Verbrennen von Schadstoffanteilen im Abgas und/oder im Nebenabgas mittels eines Lamellenrekuperators (22; 22a) mit lamellenartigen Leitblechen, die eine äußere Hülle für die helixförmige Strömungsbewegung der Abgase und/oder Nebengase bilden, in der Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a).
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Zuführen von Nebenabgasen in die Weißmineral-Trockentrommel (12; 12a) mittels einer eine Nebenabgasleitung (14).
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