EP4155643A1 - Vorrichtung und verfahren zum trocknen von material sowie asphaltmischanlage mit einer derartigen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum trocknen von material sowie asphaltmischanlage mit einer derartigen vorrichtung Download PDF

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EP4155643A1
EP4155643A1 EP22190889.0A EP22190889A EP4155643A1 EP 4155643 A1 EP4155643 A1 EP 4155643A1 EP 22190889 A EP22190889 A EP 22190889A EP 4155643 A1 EP4155643 A1 EP 4155643A1
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EP
European Patent Office
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burner
rotary kiln
air
hydrogen gas
flame
Prior art date
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Pending
Application number
EP22190889.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marius Kloft
Dietmar Zimmer
Steven Mac Nelly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benninghoven Zweigniederlassung Der Wirtgen Mineral Technologies GmbH
Original Assignee
Benninghoven Zweigniederlassung Der Wirtgen Mineral Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Benninghoven Zweigniederlassung Der Wirtgen Mineral Technologies GmbH filed Critical Benninghoven Zweigniederlassung Der Wirtgen Mineral Technologies GmbH
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    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/08—Controlling two or more different types of fuel simultaneously

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for drying material and an asphalt mixing plant with such a device.
  • the hydrogen gas burner is a burner in which hydrogen gas is burned to generate heat.
  • the device can also include a number of burners which, in particular, are of identical design.
  • the burners can also be designed differently, with at least one burner, in particular several burners and in particular all burners being designed as hydrogen gas burners. So hydrogen gas is used as fuel.
  • the heat is generated at least in part and in particular exclusively by the combustion of hydrogen gas.
  • the combustion of hydrogen gas is carbon dioxide-free, i. H. no carbon dioxide is produced. Combustion of hydrogen gas is climate friendly. Exhaust gases and emissions are reduced. It is particularly advantageous if the hydrogen gas has been generated from renewable energies, i.e. it is so-called green hydrogen.
  • materials that can be used for an asphalt mixture such as used asphalt material, which is also referred to as recycling material or RC material, and/or mineral rock, in particular white mineral, are dried in the rotary kiln.
  • the rotary kiln is designed to be rotatable about an axis of rotation and in particular has a cylindrical shape.
  • the rotary kiln has a Material inlet at which the material to be dried is fed to the rotary kiln, and a material outlet at which the dried material is removed from the rotary kiln.
  • the material inlet and the material outlet are arranged at a distance from one another in relation to the axis of rotation.
  • the material inlet and the material outlet are each arranged in the region of the end faces of the rotary kiln and in particular are embodied on the opposite end face of the rotary kiln.
  • the material inlet can have a material chute, a conveyor belt, a throw-in belt or other conveying techniques.
  • the material outlet can have a material chute and/or a round elevator or other conveying technology.
  • the rotary kiln In order to promote material transport in the rotary kiln, the rotary kiln is arranged with its axis of rotation inclined relative to a horizontal direction, in particular towards the material outlet.
  • the angle of inclination is in particular at most 8°, in particular at most 5°, in particular at most 4°, in particular at most 3° and in particular at least 1°.
  • the dwell time of the material inside the rotary kiln is in particular at least one minute and in particular at most 10 minutes.
  • the burner that burns the hydrogen gas to generate heat is part of a heating unit that is coupled to the rotary kiln for heat transfer.
  • coupled means that the burner and rotary kiln are coupled in terms of process technology.
  • a burner flame generated by the burner can burn directly in the rotary kiln.
  • the burner and rotary kiln are also physically coupled.
  • the burner is located directly on the rotary kiln.
  • the burner flame can also burn in a hot gas generator, which conducts the heat to the rotary kiln via a stream of air.
  • the heat generated by the burner is fed into the rotary kiln by the heating unit.
  • the supply of heat to the rotary kiln includes the generation of heat by the burner flame directly in the rotary kiln.
  • the burner has a burner housing having a longitudinal axis with an air duct.
  • air line describes the supply of combustion air.
  • this can be done by a blower arranged in the burner housing, a blower connected via an air duct, or some other air supply.
  • a flange is arranged on the burner housing, in particular on the front side, with which a muffler can be connected to the burner housing.
  • Air in particular ambient air, is fed into the burner housing by means of the air line.
  • the air line is connected to the burner housing axially with respect to the longitudinal axis. This simplifies the supply of air into the burner housing.
  • a hydrogen gas line is connected to the burner, in particular to the burner housing, in order to supply hydrogen gas to the burner.
  • a hydrogen gas nozzle is connected to the hydrogen gas line to selectively discharge the hydrogen gas in the torch body.
  • a hydrogen gas nozzle can be designed as an annular nozzle, annular gap, gas lance, needle nozzle or as an outlet in any other form. This results in the generation of an air-hydrogen gas mixture and/or promoting the creation of a burner flame.
  • the hydrogen gas nozzle is arranged in particular within the burner housing and is in particular designed as an annular nozzle with radial openings. There can also be several hydrogen gas nozzles that are designed identically or differently from one another.
  • the hydrogen gas nozzles can be arranged at different positions with respect to the longitudinal axis, in particular in the radial, tangential and/or axial direction relative to one another.
  • the burner additionally has a turbulence element which serves to swirl the combustion air, to mix fuel and combustion air, as a flame holder, as a holder for fuel nozzles, for pilot burners or other burner components and/or for similar purposes.
  • a turbulence element is introduced in the variant carried out in order to turbulence the air in the burner housing relative to the longitudinal axis, in particular tangentially, radially and/or axially. This improves the mixing of the air with the hydrogen gas, in particular the homogeneity of the air-hydrogen gas mixture.
  • the hydrogen gas nozzle is arranged adjacent to the swirling element and in particular opens directly upstream of the swirling element.
  • the turbulator serves to define the shape of the burner flame generated by the burner.
  • the flame should not exceed a maximum length along the axis of rotation of the rotary kiln, especially when it is arranged inside the rotary kiln, in order to prevent direct contact of the flame with the material in the rotary kiln.
  • the maximum diameter of the flame should not exceed an upper limit value, ie the flame must not be too wide in order to subject the rotary kiln to excessive heat stress. The drying drum is protected.
  • the burner housing has a burner head that is used to generate the burner flame.
  • the burner head is to be understood as an opening which is arranged on the end face of the burner housing and at which the flame forms.
  • the burner head can be designed to widen conically at least in sections along the longitudinal axis.
  • a hydrogen reservoir can be provided in which hydrogen, in particular hydrogen gas, is stored.
  • the hydrogen reservoir is connected to the burner housing in particular by means of the hydrogen gas line.
  • a gas safety and/or gas control line is provided along the hydrogen gas line in order to ensure a reliable and safe supply of the hydrogen gas from the hydrogen reservoir into the burner housing.
  • the gas safety and/or gas control line includes a shut-off valve, a gas filter, a gas pressure regulator, in particular with impulse lines, a pressure relief valve, in particular at least one pressure switch, in particular at least one safety shut-off valve, in particular further pressure switches, a gas control flap and/or an additional shut-off flap , and in particular at least one manometer.
  • the hydrogen reservoir and/or the hydrogen gas line and in particular the hydrogen gas nozzle are in particular each made of a material that is suitable for storing, conveying and/or delivering hydrogen gas and in particular is approved for this.
  • the components of the gas train are approved for use with hydrogen in particular.
  • a turbulence element according to claim 2 ensures efficient air turbulence.
  • a flow guide element is arranged in the burner housing in particular concentrically to the longitudinal axis.
  • the flow guide element is stationary, ie immovable, arranged in the burner housing.
  • the flow guide element has no moving parts.
  • the flow guide element requires little maintenance and, in particular, is maintenance-free.
  • the flow directing element is robust and reliable.
  • the stationary flow guide element it is possible to feed the air line tangentially and/or radially with respect to the longitudinal axis of the burner housing, ie to connect the air line tangentially and/or radially to the burner housing.
  • the turbulence element is thus formed by a tangential air supply.
  • a baffle plate according to claim 3 enables an advantageous turbulence of the air and an advantageous generation of the air-hydrogen gas mixture.
  • a plurality of blades arranged in a circle and oriented at an angle with respect to the longitudinal axis enable a targeted deflection of the axial air flow radially and/or tangentially outwards in the direction of the inner wall of the burner housing.
  • the baffle plate has a section where the hydrogen gas nozzle opens out and a further area to which the air is supplied.
  • the area for supplying the hydrogen gas is ring-shaped and oriented concentrically to the longitudinal axis.
  • the area for supplying the air to the catchment disk is in particular arranged centrally, that is to say centrally.
  • the two areas of the hydrogen gas and air supply on the baffle plate are designed separately from one another.
  • at least one further area for the feed can be attached to the catchment disk a secondary fuel may be provided.
  • This at least one additional area can be separate from or connected to the other areas. This additional area can be arranged centrically or eccentrically on the catchment disk.
  • the turbulence element in particular in the form of the baffle plate, makes it easier to set the shape of the burner flame, regardless of the fuel used, in particular regardless of whether the secondary fuel is used in addition to the hydrogen gas.
  • the shape of the burner flame is influenced in particular by the number, design and arrangement of the nozzles for supplying the hydrogen gas and the at least one secondary fuel.
  • the shape of the flame also depends in particular on the air curve.
  • the arrangement and/or the size of the different areas of the baffle plate essentially depends on the fuels to be burned. It is additionally or alternatively possible to change the geometry of the blades, to change the arrangement of the blades in the catchment disk and/or to provide additional guide elements, such as cones and/or attachment plates.
  • a cooling cone according to claim 4 enables air staging within the burner housing.
  • air staging air around the burner flame several combustion zones are created around them, which have different oxygen concentrations and in particular increase from the inside to the outside, i.e. in the radial direction. This increases the combustion area and thus also the dwell time of the components in the burner flame.
  • thermal nitrogen oxides (NO x ) can be reduced by means of air staging and, in particular, complete combustion of the fuel, in particular hydrogen gas, can be achieved.
  • the cooling cone has an expanding cone section.
  • the cooling cone is arranged in the burner housing at the transition to the burner head.
  • An annular gap is created between the outside of the cooling cone and the inside of the burner housing, in particular with a gap width that remains constant along the longitudinal axis.
  • the cooling cone ensures air flow through the said annular gap, whereby the axially flowing air is kept away from the burner flame, i.e. guided around the burner flame and fed to the flame in the region of the burner head.
  • This secondary air which has been guided around the burner flame, cools the burner head, particularly in the area of the cooling cone.
  • the flame temperature can also be reduced in this way in order to reduce the formation of nitrogen oxides.
  • air grading can also be ensured by means of an additional air connection, for example a secondary air connection.
  • Secondary air can also be ambient air.
  • a secondary air line can be a recirculation line in order to recirculate air contaminated with emissions from the rotary kiln and to post-combust and co-combust.
  • measures to reduce nitrogen oxides are possible, in particular local combustion with different air ratios ( ⁇ ), which defines the mass ratio of air and fuel in the combustion chamber.
  • ⁇ air ratios
  • burns are possible at ⁇ >> 1 or at ⁇ ⁇ 1.
  • a secondary fuel line according to claim 5 increases the variability of use of the burner.
  • Several secondary fuel lines can also be connected to the burner, in order in particular to supply different types of secondary fuel.
  • natural gas, liquid gas, heating oil, wood dust, coal dust and/or synthetic fuels can serve as a secondary fuel.
  • synthetic fuels are typically produced from biomass by thermochemical conversion and are referred to as Biomass to Liquid (BtL).
  • the secondary fuels can in particular be fed to the burner in addition to the hydrogen gas, in particular if the hydrogen gas supply is restricted and/or interrupted.
  • a secondary fuel nozzle is connected to the secondary fuel line to deliver the secondary fuel.
  • the secondary fuel nozzle is located within the combustor housing. The secondary fuel nozzle opens in particular on the catchment disk, in particular centrally.
  • a fan for generating the air flow in the air line can be designed in particular as an axial fan and integrated into the air line. It is also possible to design the fan as a radial fan.
  • a silencer is connected to the air line. The fan can also be arranged outside of the burner housing, in particular upstream of the air line.
  • An exhaust pipe according to claim 7 allows for the co-combustion of exhaust gases, in particular in the burner.
  • exhaust gases from combustion processes and, in particular, exhaust gases from asphalt production, in particular through suction in the mixing process and further handling of the asphalt, are referred to.
  • These exhaust gases are fed to the burner in particular as air contaminated with emissions.
  • emissions can be additionally reduced, in particular odor emissions, carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and in particular hydrocarbons (C tot ) overall.
  • the exhaust pipe can additionally or alternatively supply exhaust gases to the heating unit as a whole and/or into the rotary kiln.
  • a heating unit with a hot gas generator according to claim 8 enables indirect heating of the rotary kiln and thus indirect drying of the material in the rotary kiln.
  • the hot gas generator is in particular connected to the rotary kiln by means of a hot gas line.
  • the hydrogen burner is used to generate process heat in the hot gas generator.
  • the burner according to claim 9 can be connected directly to the rotary kiln and in particular can be integrated directly into the rotary kiln.
  • the burner is attached to the face of the rotary kiln, particularly in the area of the material outlet.
  • the burner head is arranged in particular inside the rotary kiln.
  • Such a rotary kiln is operated in countercurrent. This means that the material conveying direction and the direction of heat supply are opposite to each other.
  • the hydrogen burner burns directly in the rotary kiln.
  • the hydrogen burner works in a dusty environment.
  • a rotary kiln which has, in particular closed, fire protection installations which are arranged on an inner wall of the rotary kiln and in particular attached thereto, ensures that the material in the rotary kiln is protected in the area of the burner flame. Direct material contact with the burner flame is avoided.
  • Fire protection installations which are in particular designed to be closed, so that the material is arranged circumferentially in these closed fire protection installations, are arranged on an inside of the rotary kiln and attached thereto. This ensures that the material remains in these closed installations. Undesirable contact between the internals and the burner flame is avoided. The heat emitted by the burner flame is released into the interior of the material via the fire protection fittings.
  • the fire protection installations consist in particular of heat-resistant and/or wear-resistant ones Material.
  • steel is used for this purpose, which is alloyed in particular in such a way that it has high temperature resistance, in particular heat-resistant steel, in particular heat-resistant pressure vessel steel, in particular pressure vessel steel with the material number 1.5415, which is also known by the abbreviation 16Mo3.
  • heat-resistant steel in particular heat-resistant pressure vessel steel, in particular pressure vessel steel with the material number 1.5415, which is also known by the abbreviation 16Mo3.
  • Such a material can be used in continuous operation up to a wall temperature of about 530°C.
  • the fire protection installations are arranged in particular in the area of a burnout zone of the rotary kiln.
  • the fire protection installations form closed pockets on the inner surface of the rotary kiln.
  • the material is conveyed and dried in the closed pockets until it is discharged along the material conveying direction in the rotary kiln at the material outlet.
  • a rotary kiln which in particular has open throwing plates which are arranged on an inner wall of the rotary kiln and in particular attached thereto in order to produce a, in particular closed, material veil in the rotary kiln, ensures the production of a material veil in the rotary kiln. Due to the fact that the rotary kiln is arranged at an incline in relation to the horizontal direction in particular, the throwing plates ensure that material is conveyed along the direction of material conveyance.
  • the veil of material is formed in particular in a heat transfer area which is arranged upstream of the burnout zone in the rotary kiln in relation to the material conveying direction. In the heat transfer area, the rotary kiln has throwing plates, which are arranged on the inner wall of the rotary kiln and, in particular, fastened to it. The throwing plates are open, so they are open installations.
  • the throwing plates are edged several times. Material that is picked up in the lower area when the rotary kiln rotates rains down over the circulating system in the rotary kiln. A veil and thereby in particular a closed veil is formed over the cross-sectional area of the rotary kiln.
  • the throwing plates are made of a heat-resistant and/or wear-resistant material. In particular, the same material is used for the throwing plates as for the fire protection installations.
  • the internals in the rotary kiln, in particular the throwing plates in the heat transfer zone, are constructed in such a way that the material veil ensures heat transfer in such a way that the volume flow of the exhaust gas from the rotary kiln corresponds to the conditions for the subsequent filter dedusting, i.e. in particular that the exhaust gas has a temperature above its Has dew point and below the flash point of the filter bags.
  • the temperature of the exhaust gas when leaving the rotary kiln is up to 160°C, in particular between 90°C and 110°C.
  • a rotary kiln according to claim 10 enables reliable material transport in the rotary kiln, in particular starting at the material inlet.
  • at least one and in particular a plurality of conveying elements are provided in the rotary kiln, which are arranged on an inner wall of the rotary kiln and in particular fastened thereto.
  • the conveying elements are designed in particular as inlet screw segments which extend along a helix in the rotary kiln. In particular, eleven inlet screw segments are arranged.
  • An asphalt mixing plant according to claim 11 and a method according to claim 12 essentially have the advantages of the device according to claim 1, to which reference is hereby made.
  • the asphalt mixing plant can have filter dedusting and/or a condensate separator. In the filter dedusting, dust particles are filtered out of the exhaust gas from the rotary kiln.
  • the exhaust gas flow can condense in the condenser separator. This releases additional energy in the form of heat. This utilization of the calorific value in the condensate separation makes it possible in particular for unwanted components, in particular acids, to be separated from the exhaust gas.
  • the exhaust gas is additionally cleaned by the condensate separator.
  • the condensate separator is arranged in particular downstream of the filter dedusting.
  • the asphalt mixing plant also has a blower and/or a chimney, which are arranged downstream of the filter dedusting and/or the condensate separator.
  • the asphalt mixing plant can additionally have at least one mixing unit in which various materials required for an asphalt mixture are mixed with one another. These materials can come from the rotary kiln, for example. It is also conceivable that materials are fed directly into a mixing unit, in particular by means of a metering device.
  • a method according to claim 13 enables a particularly efficient co-combustion of exhaust gases, so that the overall emissions are reduced.
  • a method according to claim 14 enables the heat to be supplied directly to the rotary kiln.
  • the burner flame is located, at least partially and in particular completely, within the rotary kiln, ie in a dusty environment.
  • a method according to claim 15 ensures that the burner flame is reliably arranged within the burnout zone of the rotary kiln and, in particular, that fire protection installations of the rotary kiln are arranged at a distance, in particular radially, from the burner flame. Direct contact of the burner flame with the fire protection fittings is prevented.
  • the asphalt mixing plant shown as a whole with 1 is used for the production of asphalt.
  • the asphalt mixing plant 1 comprises a first device 2 and a second device 3 which are each connected to a filter dedusting system 5 with an emission line 4 .
  • the asphalt mixing plant 1 can also have only one device 2, 3 or more than two devices 2, 3. It is conceivable that the one or more devices 2 , 3 are connected to the filter dedusting system 5 via a common emission line 4 .
  • the filter dedusting 5 is a central filter dedusting in the asphalt mixing plant, to which several and in particular all devices 2, 3 of the asphalt mixing plant 1 are connected. It is also conceivable that each device 2, 3 is assigned to a separate filter dedusting system 5 and is connected to it.
  • a condensate separator 6 is optionally connected to the filter dedusting system 5 and is connected to a chimney 8 via a blower 7 .
  • the condensate separator 6 can, as in 1 shown, behind the filter dedusting 5 and additionally or alternatively in front of the filter dedusting 5 are arranged.
  • the asphalt mixing plant 1 has no filter dedusting 5 .
  • the devices 2, 3 are connected directly to the condensate separator 6. It is also conceivable that several condensate separators 6, in particular one condensate separator 6 per device 2, 3, are provided.
  • the first device 2 comprises a rotary kiln 9 in which material is dried.
  • the rotary kiln 9 has a material inlet 10 and a material outlet 11 .
  • the material inlet 10 and the material outlet 11 are each arranged on the face side, ie opposite one another, on the rotary kiln 9 .
  • a heating unit which has a burner 12 , is coupled to the rotary kiln 9 .
  • the burner 12 is designed to burn hydrogen gas and to generate a burner flame 13 which is arranged at least in certain areas in the rotary kiln 9 .
  • the burner 12 is on hydrogen burner.
  • a hydrogen gas line 14 is connected to the burner 12 and is connected in particular to a hydrogen reservoir 15 .
  • the hydrogen reservoir 15 is in particular a storage container, in particular a storage tank, in which hydrogen, in particular in gaseous form, is stored.
  • the hydrogen reservoir 15 can also be implemented by being connected to a hydrogen supply network.
  • the connection to the gas control section in the hydrogen gas line 14 takes place at a hydrogen gas distribution chamber 30 by means of a compensator 62.
  • the compensator 62 is a flexible compensating element.
  • the compensator 62 is used to compensate for movements in the hydrogen line 14, in particular as a result of thermal changes in length, vibrations, wall ducts and/or settlement phenomena.
  • the compensator 62 is arranged at a flange connection 63 between the hydrogen distribution chamber 30 and the hydrogen gas line 14 .
  • An air line 16 is connected to the burner 12 in order to supply air, in particular ambient air.
  • a material conveying direction 22 through the rotary kiln 9 is directed from the material inlet 10 to the material outlet 11 and according to 1 oriented from right to left.
  • a gas conveying direction 23 through the rotary kiln 9 is directed from the burner 12 to the emission line 4, ie according to FIG 1 left to right.
  • the material conveying direction 22 and the gas conveying direction 23 are oriented opposite to one another.
  • the rotary kiln 9 is operated in the countercurrent process.
  • the rotary kiln 9 can also be operated in the cocurrent process.
  • a first secondary fuel line 17 is connected to the burner in order to supply a first secondary fuel.
  • fossil fuels such as natural gas, liquid gas, heating oil, coal, in particular coal dust, synthetic fuels (BtL) and/or wood dust are used as secondary fuel.
  • natural gas is used as the first secondary fuel.
  • the first secondary fuel line 17 is fed from a secondary fuel reservoir, not shown. Similar to the hydrogen reservoir 15, the secondary fuel reservoir can be designed as a storage container and/or as a supply network.
  • the connection to the first secondary fuel line 17 and the gas control line there is made at a secondary fuel distribution chamber 32 by means of a compensator 66.
  • the compensator 66 is essentially identical to the compensator 62 and is arranged at a corresponding point between the first secondary fuel line 17 and the secondary fuel distribution chamber 32.
  • the burner can have a different geometry, in particular for the burner head, the baffle plate, the combustion chamber, the arrangement, number and Attachment of the nozzles used and the periphery such as an oil control line and/or a liquid gas control line applies.
  • a liquid secondary fuel such as liquid gas and/or oil
  • the first device 2 also has an exhaust pipe 18 which is connected to the heating unit, in particular the burner 12, and/or to the rotary kiln 9.
  • the exhaust pipe 18 By means of the exhaust pipe 18 exhaust gases and / or Emissions of the heating unit and / or the rotary kiln 9 are fed.
  • the exhaust line 18 basically serves as a supply line for secondary air, which can in particular be exhaust air from other emission sources, such as in particular suction from a bucket conveyor and/or a loading station.
  • the secondary air is, in particular, air laden with emissions.
  • the exhaust line 18 can be connected, for example, to the emission line 4 of the first device 2 and/or to the emission line 4 of the second device 3 in order to recirculate exhaust gases.
  • exhaust gas sources of the asphalt mixing plant 1 can be connected to the exhaust pipe 18 .
  • a separate fan 48 is arranged, which can supply additional combustion air.
  • One or more flaps 49 can be arranged along the exhaust pipe 18 in order to control the air flow in a targeted manner and in particular to adjust the amounts of air added in a targeted manner.
  • an air flow rate can also be regulated with the fan 48 and in particular by means of a frequency converter connected to it.
  • the exhaust pipe 18 has a branched design, with a first branch opening directly into the rotary kiln 9 , in particular adjacent to the burner head 41 . Another part of the exhaust pipe 18 leads directly into the burner housing 27, in particular in the area of an annular gap 50 and/or in the area of the burner head 41.
  • the rotary kiln 9 is designed such that it can be driven in rotation about an axis of rotation 19 .
  • the drives required for this, in particular rotary drives, are known per se and are not shown in the figures for reasons of clarity shown.
  • the rotary kiln 9 has a burnout zone 20 along the axis of rotation 19 , which extends along the axis of rotation 19 in the region of the burner flame 13 .
  • the rotary kiln 9 also has a heat transfer area 21 in which heat is transferred to the material by convection.
  • the second device 3 is constructed essentially identically to the first device 2, to which reference is hereby made.
  • the heating unit of the second device 3 includes a hot gas generator 24 in addition to the burner 12 .
  • the hot gas generator 24 is connected to the rotary kiln 9 by means of a hot gas line 25 .
  • the hot gas generator 24 is arranged between the burner 12 and the rotary kiln 9 .
  • the burner 12 is designed separately from the rotary kiln 9.
  • the burner 12 is arranged entirely outside of the rotary kiln 9 .
  • the burner flame 13 is arranged in the hot gas generator 24 .
  • No burner flame is arranged in the rotary kiln 9 of the second device 3 .
  • circulating air fans and/or exhaust air fans can be used for air guidance, in particular in the rotary kiln 9 and/or in the hot gas generator 24 .
  • the fans are arranged in particular outside of the rotary kiln 9 and/or outside of the hot gas generator 24, in particular along connecting lines. Accordingly, a burnout zone 20 in this rotary kiln 9 is not necessary.
  • the rotary kiln 9 of the second device 3 essentially exclusively comprises a heat transfer area 21.
  • each device 2 , 3 has its own separate hydrogen reservoir 15 . It is also conceivable for a common, centrally arranged hydrogen reservoir 15 to be available in an asphalt mixing plant 1, which is in fluid connection with several and at least with all burners 12 of the asphalt mixing plant 1.
  • the burner 12 has a burner housing 27 having a longitudinal axis 26 .
  • the burner housing 27 has an intake chamber 28 at an end remote from the rotary kiln 9 , via which air, in particular ambient air, is sucked into the burner housing 27 .
  • the air line 16 and/or a silencer can be connected to the intake chamber 28 .
  • An air fan 29 is arranged along the burner housing 27 and is designed as an axial fan according to the exemplary embodiment shown. It goes without saying that the air fan 29 can also be designed in the manner of another type of fan, in particular as a radial fan.
  • the burner 12 has in particular a flame sensor 64 which is used to monitor the burner flame 13 .
  • a plurality of flame sensors 64 can be embodied on the burner 12 and, in particular, can be arranged spaced apart from one another in the burner housing 27, in particular along the longitudinal axis 26.
  • a pilot burner 65 which is used to ignite the burner flame 13 .
  • the hydrogen line 14 is connected to the burner housing 27 via a hydrogen gas distribution chamber 30 arranged in a ring around the burner housing 27 . At least one hydrogen gas nozzle 31 is connected to the hydrogen gas distribution chamber 30 to selectively supply the hydrogen gas into the burner body 27 . It is conceivable that no hydrogen gas distribution chamber 30 is provided. In this case, the hydrogen line 14 is connected directly to the hydrogen nozzle 31 .
  • the hydrogen gas nozzle 31 is designed in particular as an annular nozzle. It is also conceivable that the hydrogen gas nozzle 31 has a different geometry and is designed in particular as a gas lance. It is also conceivable that several, in particular differently designed, hydrogen gas nozzles 31 are provided, which are arranged at different positions, in particular along the longitudinal axis 26 and/or at different positions in the circumferential direction and/or at different radial distances with respect to the longitudinal axis 26 in the burner housing 27 are.
  • a secondary fuel distribution chamber 32 is connected to the first secondary fuel line 17, the function of which corresponds to that of the hydrogen gas distribution chamber 30, to which reference is hereby made.
  • a plurality of secondary fuel nozzles 33 are arranged in the burner housing 27 and connected to the secondary fuel distribution chamber 32 .
  • the secondary fuel nozzles 33 are each designed as gas lances and are arranged adjacent to the hydrogen nozzle 31 in the burner housing 27 .
  • the first secondary fuel nozzles 33 are spaced apart in the radial direction relative to the longitudinal axis 26 in the burner housing.
  • a second secondary fuel nozzle 34 is arranged in the burner housing 27 and is used for supplying liquid fuels.
  • the second secondary fuel nozzle 34 is arranged in particular centrally, that is to say centrally in relation to the longitudinal axis 26 , in the burner housing 27 .
  • a second secondary fuel line is connected to the second secondary fuel nozzle 34 and is shown in FIG 2 is not shown.
  • the second secondary fuel nozzle 34 serves in particular for the supply of oil, in particular light oil and/or heavy oil.
  • the second secondary fuel nozzle 34 is designed, for example, as a compressed air or return nozzle.
  • the second secondary fuel nozzle 34 can also be designed as a ring nozzle with several liquid gas nozzles.
  • the burner 12 is a combination burner, in particular a three-fuel burner, which can burn hydrogen gas, a first, in particular gaseous, secondary fuel, in particular natural gas, and a second, in particular liquid, secondary fuel, in particular light oil.
  • the various fuels can be supplied to the burner 12 independently by means of its suitable control, in particular in such a way that either only one of the three fuels, in particular hydrogen, two of the three fuels or all three fuels are supplied to the burner 12 and burned there .
  • a turbulence element 35 is arranged in the burner housing 27 in the area of the nozzles 31 , 33 and 34 .
  • the swirling element 35 serves to swirl the air tangentially.
  • the turbulence element 35 is designed in particular as a baffle plate, which in particular has a guide wheel. Depending on the fuel combination used, the baffle plate 35 can have different diameters, shapes and design details.
  • the nozzles 31 , 33 , 34 are each arranged upstream of the swirling element 35 . It is possible that individual nozzles 31 , 33 , 34 , several of the nozzles or all of the nozzles are arranged downstream of the turbulence element 35 in the burner housing 27 .
  • the geometry of the burner flame 13 also depends on the number and/or the position of the nozzles 31, 33 and 34.
  • the different nozzles 31, 33 and 34 By using the different nozzles 31, 33 and 34, it is possible to add the different fuels separately. In particular, a time-controlled addition of the different fuels and in particular a locally separate addition of the fuels is possible.
  • the quantity added and/or the time of addition is regulated by a burner control system, which is not shown in detail.
  • the burner control can be carried out in a regulated manner by means of temperature monitoring using temperature sensors (not shown in detail) and/or as a function of a signal generated by the flame sensor 64 .
  • a stepped addition for the hydrogen gas for example by designing the hydrogen gas nozzles as gas lances of different lengths and/or with a radially arranged gas outlet.
  • the turbulence element 35 is arranged in a cooling cone 36 .
  • the cooling cone 36 has a cylindrical section whose outside diameter is at least 80% of the inside diameter of the burner housing 27 at this point.
  • the outer diameter of the cooling cone 36 is at least 85 %, in particular at least 90%, in particular at least 95% and in particular at most 99% of the inner diameter of the burner housing 27 at this point.
  • the cooling cone 36 is arranged in particular in a region of the burner housing 27 in which the burner housing widens conically.
  • the burner housing 27 has an expanding section 39 which merges into a closing section 40 .
  • the closing section 40 and the widening section 39 form a burner head 41.
  • a circumferential annular gap 50 is formed between an outer wall of the cooling cone 36 and an inner wall of the burner head 41.
  • the air flowing through this annular gap is called secondary air.
  • the secondary air thus flows past the cooling cone 36 .
  • the air flowing through the cooling cone 36 is referred to as primary air. Because at least part of the air is routed past the cooling cone 36 as secondary air, air staging is possible.
  • the burner head 41 improves the mixing of the fuels, in particular hydrogen with air.
  • the burner flame 13 forms after the burner head 41 , the shape of the burner flame 13 being influenced by the geometry of the burner head 41 . This means that the shape of the burner flame 13 can be specifically adjusted by a suitable choice of the burner head geometry. In particular, the diameter D F of the burner flame 13 is larger, the larger the diameter at the outlet of the burner head 41 is.
  • the burner 12 is attached to an end wall 42 of the rotary kiln 9 .
  • the end wall 42 is referred to as the outlet end wall, since the material outlet 11 is arranged in this area.
  • the burner 12, in particular the burner housing 27, is fastened to the end wall 42 by means of fastening elements which are not shown in detail.
  • the end wall 42 is arranged on the rotary kiln 9 so that it overlaps, in particular in the axial direction and/or in the radial direction in relation to the axis of rotation 19 .
  • the rotary kiln 9 is not hermetically sealed by the end wall 22 .
  • a peripheral gap 46 remains between the end wall 42 and the rotary kiln 9. The peripheral gap 46 allows an additional supply of air, in particular ambient air.
  • the burner 12 is arranged on the rotary kiln 9 in particular in such a way that the longitudinal axis 26 of the burner housing 27 and the axis of rotation 19 of the rotary kiln 9 coincide, ie are identical.
  • the burner 12 is arranged concentrically to the rotary kiln 9 .
  • the burner 12 is attached directly to the rotary kiln 9 and is at least partially integrated therein.
  • the burner head 41 and the burner flame 13 generated by the burner 12 are arranged, in particular completely, inside the rotary kiln 9 .
  • the burner 12 has a burner stand 47 with which the burner 12 is placed on a base.
  • the burner frame 47 is static, that is to say immovable, in particular fixed. It is also conceivable that the burner frame has rollers on its underside, which can be rolled in particular on rails suitable for this purpose. In particular, it is conceivable that an axial displacement of the burner 12 along the rails takes place by means of an axial drive, in particular by means of a pneumatic drive.
  • the burner flame 13 has a length L F and a diameter D F oriented perpendicular thereto along the longitudinal axis 26 or the axis of rotation 19 .
  • the rotary kiln 9 has an inside diameter D i .
  • Fire protection installations 43 are provided in the burnout zone 20 and are fastened to the inner wall of the rotary kiln 9 .
  • a reduced internal diameter D red results in the burnout zone 20 as a result of the fire protection installations 43 .
  • the fire protection installations 43 extend in the axial direction along a length L A which corresponds to the length of the burnout zone 20 . It is essential that the length L A of the burn-out zone 20 is greater than the length L F of the burner flame 13, and that the burner 12 is arranged on the rotary kiln 9 in such a way that the burner flame 13 is completely within the burn-out zone 20, in particular in the axial direction on the axis of rotation 19, is arranged. Furthermore, it is essential that the diameter D F of the burner flame 13 is smaller than the reduced diameter D red . A direct flame contact of the fire protection installations 43 is avoided.
  • Throwing plates 44 are arranged in the heat transfer area 21 and are fastened in particular to the inside of the rotary kiln 9 .
  • the throwing plates 44 are designed to be open and are used to produce a veil of material 45. It is particularly advantageous if the veil of material is as dense as possible. It is possible to indirectly quantify the density of the material veil 45, in particular by measuring the exhaust gas temperature. The lower the exhaust gas temperature, the greater the heat transfer to the material that previously took place. This means that the material veil 45 is all the denser, the lower the exhaust gas temperature will be and vice versa.
  • the flue gas temperature results from the burner output, the pre-metering output, So the mass flow of the supplied material in the rotary kiln 9, and the material temperature.
  • the material temperature is used in particular as an input variable for controlling the burner output. It was found that it is advantageous if the exhaust gas temperature is at least 100° C. in the exemplary embodiment shown. It goes without saying that depending on the material used, the burner 12 used or the fuel used, the exhaust gas temperature for monitoring the material curtain 45 can assume other values.
  • the following is based on 3 the geometry of the throwing plates 44 is explained in more detail. It is possible that different geometries of throwing plates are used. According to the illustration shown, two different throwing plate geometries are arranged alternately and at a distance from one another along the circumferential direction.
  • the individual throwing plates 44 are fastened to the inside of the rotary kiln 9 by means of a holding element, in particular a holding bracket.
  • the throwing plates 44 are so-called open installations and are designed in particular like shovels.
  • the throwing plates 44 have multiple edges, ie they have at least two edges 51 . When the rotary kiln 9 is in operation, the throwing plates 44 pick up the material to be dried and release it again in an upper area when the rotary kiln 9 rotates.
  • the throwing plates 44 are designed in such a way that a veil of material 45 that is as dense, continuous and homogeneous as possible is formed.
  • the material veil 45 has a particularly large surface area, as a result of which the heat transfer through convection is improved.
  • the specific geometry of the throwing plates 44 and in particular their arrangement on the inside of the rotary kiln 9 can at different Materials, different material moisture levels and/or drying performance vary in order to produce a material veil 45 that is as dense as possible. For example, when drying recycled asphalt, rake-like installations, radially aligned half-shells or other geometries can be advantageous for creating the material veil.
  • the background is that depending on the material used, its moisture content and/or the drying capacity of the rotary kiln 9, the discharge characteristics from the throwing plates 44 can vary.
  • the fire protection installations 43 are closed installations, i.e. form as in 4 shown, a substantially C-shaped frame, which is arranged with its open side on the rotary kiln 9 and thereby closed.
  • Each fire protection installation 43 and the corresponding section of the rotary kiln 9 form a closed chamber 67, which is only in the axial direction, ie perpendicular to the plane of the 4 is open.
  • the fire protection installations 43 are each held by means of a holding clip 52 .
  • the material placed in chamber 67 is protected. This avoids direct contact with the burner flame 13 in the burnout zone.
  • the material is indirectly transferred from the surface of the fire protection fittings 43 into the material by thermal radiation.
  • the fire protection installations 43, the throwing plates 44 and the rotary kiln 9 as a whole are made of heat-resistant and wear-resistant material.
  • the turbulence element 35 is designed as a baffle plate.
  • the main function of the baffle plate 35 is to swirl the air arriving along the longitudinal axis 26, ie the primary air, tangentially.
  • the baffle plate 35 is arranged concentrically to the longitudinal axis 26 in the burner housing 27 .
  • the catchment disk 35 has a plurality of blades 53,54.
  • the inner blades 53 are arranged overlapping one another in a circular manner in the circumferential direction about the longitudinal axis 26 . According to the embodiment shown, sixteen blades 53 are arranged.
  • a central passage opening 55 remains in a central region surrounded by the inner blades 53 .
  • the inner blades 53 have a transverse web 56 which is oriented perpendicularly to the longitudinal axis 26 .
  • the transverse web 56 is connected in one piece to a diagonal web 58 via the edge 57 .
  • the transverse web 56 and the diagonal web 58 enclose an opening angle that is greater than 90° and smaller than 180°, in particular between 120° and 150°.
  • the inner blades 53 are held in an inner ring 59 .
  • the inner ring 59 is surrounded by outer blades 54 which are held on an outer ring 60 on their outside.
  • the outer ring 60 projects in the axial direction relative to the longitudinal axis 26 on the inner ring 59 in both directions.
  • the outer blades 54 are in particular designed without edging, ie they have a planar, planar geometry.
  • a middle ring 61 is placed axially between the inner ring 59 and the outer ring 60 with respect to the radical direction.
  • the catchment disk 35 has an inflow surface that is divided into three.
  • the face surface includes the inner central region formed by passage 55 and inner vanes 53 and closed by inner ring 59 .
  • the second secondary fuel nozzle 34 for oil is arranged in this area.
  • a second section results in the radial direction between the inner ring 59 and the middle ring 61.
  • the first secondary fuel nozzles 33 for gas, in particular natural gas, are arranged in this area.
  • the outer blades 54 are oriented inclined relative to the longitudinal axis 26 and in particular are arranged in a plane which essentially corresponds to the plane of the corresponding diagonal webs 58 of the inner blades 53 .
  • An outer, in particular ring-shaped section between the middle ring 61 and the outer ring 60 can be flown by the hydrogen nozzle 31 designed as a ring nozzle.
  • material can be fed to the rotary kiln 9 via the material inlet 10 .
  • the material is conveyed along the material conveying direction 22 at the material inlet 10 by means of the conveying elements (not shown in detail), which are designed in particular as inlet screw segments and are fastened to the inner wall of the rotary kiln.
  • a dense, continuous and homogeneous veil of material 45 is produced in the heat transfer area 21 due to the special design of the throwing plates 44 , so that the material is arranged with a very large surface inside the rotary kiln 9 .
  • the material can be heated by convection by means of the burner flame 13 , which is arranged directly in the rotary kiln 9 .
  • the burner flame 13 is generated by the burner 12, which is designed as a combination burner and burns hydrogen gas as the primary fuel. Natural gas and light oil in particular are used as secondary fuels. It goes without saying that secondary fuels that differ from this can also be used, in particular only one secondary fuel or more than two secondary fuels.
  • the burner 12 can also be operated without secondary fuels and/or exclusively using secondary fuels. Because hydrogen gas is used as the primary fuel, exhaust gases and/or emissions are reduced and, in particular, avoided. Due to the fact that exhaust gases and/or emission-laden air are supplied via the exhaust gas line 18 and also burned, the exhaust gases are reduced overall.
  • closed fire protection installations 43 are arranged in the burnout zone 20 in the rotary kiln 9 in which the burner flame 13 is arranged, direct material contact with the burner flame 13 is avoided. It is essential that the burner flame 13 can be specifically adjusted due to the geometry of the burner head 41 and/or the baffle plate 35, the number, arrangement and design of the fuel nozzles 31, 33 and/or 34 so that it is arranged completely within the burnout zone 20 in the rotary kiln 9 is.
  • the cooling cone 36 and the annular gap 50 formed between the cooling cone 36 and the burner housing 27 create the prerequisite for air staging. Secondary air is guided past the baffle plate 35 and around the burner flame 13 .
  • the flame temperature is kept as low as possible, in particular at less than 1400° C., so that the formation of nitrogen oxides (NO x ) is minimized and in particular avoided.
  • the inner diameter D I of the rotary kiln 9 is selected in particular in such a way that the flow rate of the resulting exhaust gas volume flows of the various fuels is so low that only filler, i.e. rock dust with a particle size of at most 200 ⁇ m, is discharged from the rotary kiln 9.
  • the flow rate is less than 20m/s and in particular between 15m/s and 20m/s. It is advantageous if the flow rate and/or the volume flow of the exhaust gas is kept low. As a result, wear and tear in the raw gas ducts and/or in an exhaust line can be reduced and, in particular, minimized.

Abstract

Eine Vorrichtung (2, 3) zum Trocknen von Material für eine Asphaltmischanlage umfasst einen um eine Drehachse (19) drehantreibbaren Drehrohr ofen (9), in dem das Material getrocknet wird, wobei der Drehrohrofen (9) einen Materialeinlauf (10) und einen Materialauslauf (11) aufweist, eine mit dem Drehrohrofen (9) gekoppelte Heizeinheit zum Zuführen von Wärme in den Drehrohrofen (9), wobei die Heizeinheit mit einem Brenner (12) ausgeführt ist, der aufweist ein eine Längsachse (26) aufweisendes Brennergehäuse (27), eine an dem Brennergehäuse (27) angeordnete Luftleitung (16) zum Zuführen von Luft, ein Verwirbelungselement (35) zum Verwirbeln der Luft in dem Brennergehäuse (27) relativ zur Längsachse (26), eine an den Brenner (12) angeschlossene Wasserstoffgasleitung (14) zum Zuführen von Wasserstoffgas zum Brenner (12), wobei an die Wasserstoffgasleitung (14) eine Wasserstoffgasdüse (31) zum Abgeben des Wasserstoffgases angeschlossen ist, ein an dem Brennergehäuse (27) angeordneter Brennerkopf (41) zum Erzeugen einer Brennerflamme (13).

Description

  • Der Inhalt der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 210 662.5 wird durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von Material sowie eine Asphaltmischanlage mit einer derartigen Vorrichtung.
  • In einer Asphaltmischanlage werden verschiedene Materialien verarbeitet, insbesondere getrocknet und miteinander vermischt. Beim Trocknen des Materials für Asphaltmischanlagen erfolgt ein großer Teil des Energieeintrags, der für den folgenden Mischprozess des Asphalts notwendig ist. Das Material wird beim Trocknen also auch erhitzt. Das Temperaturniveau beträgt abhängig von der zu mischenden Asphaltsorte und der jeweiligen RC-Zugabe-Rate üblicherweise bis zu 450°C. Das Trocknen erfolgt in einem Drehrohrofen, der auch als Trockentrommel bezeichnet wird. Dem Drehrohrofen wird Wärme zugeführt, die zuvor mittels einer separaten Heizeinheit erzeugt worden ist. Die Wärmeerzeugung basiert üblicherweise auf der Verbrennung fossiler Energieträger, wie beispielsweise Erdgas, Flüssiggas, Heizöl und/oder Kohlenstaub. Bei der Verbrennung fossiler Energieträger entsteht Kohlenstoffdioxid, das klimatechnisch problematisch ist.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Trocknen von Material für eine Asphaltmischanlage ökologisch vorteilhaft und insbesondere klimafreundlich zu gestalten.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, durch eine Asphaltmischanlage mit den im Anspruch 11 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 12 angegebenen Merkmalen.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass Material ökologisch vorteilhaft getrocknet werden kann, wenn Wärme, die in einem Drehrohrofen zum Trocknen des Materials genutzt wird, mittels eines Wasserstoffgas-Brenners erzeugt wird. Der Wasserstoffgasbrenner ist ein Brenner, in dem Wasserstoffgas zur Wärmeerzeugung verbrannt wird. Die Vorrichtung kann auch mehrere Brenner umfassen, die insbesondere identisch ausgeführt sind. Die Brenner können auch unterschiedlich ausgeführt sein, wobei mindestens ein Brenner, insbesondere mehrere Brenner und insbesondere sämtliche Brenner als Wasserstoffgasbrenner ausgeführt sind. Wasserstoffgas dient also als Brennstoff. Erfindungsgemäß wird die Wärme zumindest anteilig und insbesondere ausschließlich durch die Verbrennung von Wasserstoffgas erzeugt. Die Verbrennung von Wasserstoffgas ist kohlenstoffdioxidfrei, d. h. es wird kein Kohlenstoffdioxid erzeugt. Die Verbrennung von Wasserstoffgas ist klimafreundlich. Abgase und Emissionen sind reduziert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Wasserstoffgas aus regenerativen Energien erzeugt worden ist, es sich also um sogenannten grünen Wasserstoff handelt.
  • In dem Drehrohrofen werden insbesondere Materialien getrocknet, die für eine Asphaltmischung verwendet werden können, wie beispielsweise Altasphaltmaterial, das auch als Recyclingmaterial oder als RC-Material bezeichnet wird, und/oder Mineralgestein, insbesondere Weißmineral. Der Drehrohrofen ist um eine Drehachse drehantreibbar ausgeführt und weist insbesondere eine zylindrische Form auf. Der Drehrohrofen weist einen Materialeinlauf auf, an dem das zu trocknende Material dem Drehrohrofen zugeführt wird, und einen Materialauslauf, an dem das getrocknete Material aus dem Drehrohrofen abgeführt wird. Der Materialeinlauf und der Materialauslauf sind bezogen auf die Drehachse beabstandet zueinander angeordnet. Insbesondere sind der Materialeinlauf und der Materialauslauf jeweils im Bereich der Stirnseiten des Drehrohrofens angeordnet und insbesondere gegenüberliegend stirnseitig an dem Drehrohrofen ausgeführt.
  • Der Materialeinlauf kann eine Materialrutsche, ein Förderband, ein Einwurfband oder andere Fördertechniken aufweisen.
  • Der Materialauslauf kann eine Materialrutsche und/oder einen Rundelevator oder andere Fördertechniken aufweisen.
  • Um den Materialtransport in dem Drehrohrofen zu begünstigen, ist der Drehrohrofen mit seiner Drehachse gegenüber einer Horizontalrichtung insbesondere zum Materialauslauf hin geneigt angeordnet. Der Neigungswinkel beträgt insbesondere höchstens 8°, insbesondere höchstens 5°, insbesondere höchstens 4°, insbesondere höchstens 3° und insbesondere mindestens 1°. Die Verweilzeit des Materials innerhalb des Drehrohrofens beträgt insbesondere mindestens eine Minute und insbesondere höchstens 10 Minuten.
  • Der Brenner, mit dem das Wasserstoffgas zur Wärmeerzeugung verbrannt wird, ist Teil einer Heizeinheit, die zur Wärmeübertragung mit dem Drehrohrofen gekoppelt ist. Gekoppelt bedeutet im Sinne der Erfindung, dass Brenner und Drehrohrofen verfahrenstechnisch gekoppelt sind. Eine vom Brenner erzeugte Brennerflamme kann direkt im Drehrohrofen brennen. In diesem Anwendungsbeispiel sind Brenner und Drehrohrofen auch physisch gekoppelt. Der Brenner ist unmittelbar am Drehrohrofen angeordnet.
  • Die Brennerflamme kann aber auch in einem Heißgaserzeuger brennen, der die Wärme über einen Luftstrom zum Drehrohrofen leitet. Die mit dem Brenner erzeugte Wärme wird von der Heizeinheit in den Drehrohrofen zugeführt. Die Zuführung von Wärme zum Drehrohofen schließt die Erzeugung der Wärme durch die Brennerflamme direkt im Drehrohrofen mit ein.
  • Der Brenner weist ein eine Längsachse aufweisendes Brennergehäuse mit einer Luftleitung auf. Luftleitung beschreibt im Sinne dieser Erfindung die Zuführung von Verbrennungsluft. Insbesondere kann diese durch ein im Brennergehäuse angeordnetes Gebläse, ein über einen Luftkanal angeschlossenes Gebläse oder eine andere Zuführung von Luft erfolgen. Insbesondere ist an dem Brennergehäuse, insbesondere stirnseitig, ein Flansch angeordnet, mit dem an das Brennergehäuse ein Schalldämpfer anschließbar ist. Mittels der Luftleitung wird Luft, insbesondere Umgebungsluft, in das Brennergehäuse zugeführt. Insbesondere ist die Luftleitung axial bezogen auf die Längsachse an das Brennergehäuse angeschlossen. Die Zufuhr von Luft in das Brennergehäuse ist dadurch vereinfacht.
  • An den Brenner, insbesondere an das Brennergehäuse, ist eine Wasserstoffgasleitung angeschlossen, um dem Brenner Wasserstoffgas zuzuführen. An die Wasserstoffgasleitung ist eine Wasserstoffgasdüse angeschlossen, um das Wasserstoffgas in dem Brennergehäuse gezielt abzugeben. Im Sinne dieser Erfindung kann eine Wasserstoffgasdüse als Ringdüse, Ringspalt, Gaslanze, Nadeldüse oder als Auslass in jeder anderen Form ausgeführt sein. Dadurch sind die Erzeugung eines Luft-Wasserstoffgas-Gemisches und/oder das Erzeugen einer Brennerflamme begünstigt. Die Wasserstoffgasdüse ist insbesondere innerhalb des Brennergehäuses angeordnet und insbesondere als Ringdüse mit radialen Öffnungen ausgeführt. Es können auch mehrere Wasserstoffgasdüsen vorhanden sein, die identisch oder unterschiedlich zueinander ausgeführt sind. Die Wasserstoffgasdüsen können an verschiedenen Positionen bezüglich der Längsachse, insbesondere in radialer, tangentialer und/oder axialer Richtung zueinander angeordnet sein.
  • Der Brenner weist zusätzlich ein Verwirbelungselement auf, das zur Verwirbelung der Verbrennungsluft, zur Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft, als Flammhalter, als Halterung für Brennstoffdüsen, für Zündbrenner oder andere Brennerkomponenten und/oder zu ähnlichen Zwecken dient. Insbesondere wird in der ausgeführten Variante ein Verwirbelungselement eingebracht, um die Luft in dem Brennergehäuse relativ zur Längsachse zu verwirbeln, insbesondere tangential, radial und/oder axial. Die Vermischung der Luft mit dem Wasserstoffgas ist dadurch verbessert, insbesondere die Homogenität des Luft-Wasserstoffgas-Gemisches. Insbesondere ist die Wasserstoffgasdüse benachbart zu dem Verwirbelungselement angeordnet und mündet insbesondere unmittelbar stromaufwärts des Verwirbelungselements. Das Verwirbelungselement dient dazu, die Form der mit dem Brenner erzeugten Brennerflamme zu definieren. Insbesondere soll die Flamme, insbesondere wenn sie innerhalb des Drehrohrofens angeordnet ist, eine Maximallänge entlang der Drehachse des Drehrohrofens nicht überschreiten, um einen unmittelbaren Kontakt der Flamme mit dem Material im Drehrohrofen zu verhindern. Zusätzlich soll der maximale Durchmesser der Flamme einen oberen Grenzwert nicht überschreiten, also die Flamme darf nicht zu breit werden, um den Drehrohrofen einer zu großen Hitzebeanspruchung auszusetzen. Die Trockentrommel ist geschont.
  • Das Brennergehäuse weist einen Brennerkopf auf, der zum Erzeugen der Brennerflamme dient. Der Brennerkopf ist im Sinne dieser Erfindung als stirnseitig am Brennergehäuse angeordnete Öffnung zu verstehen, an der sich die Flamme ausbildet. Der Brennerkopf kann insbesondere zumindest abschnittsweise entlang der Längsachse konisch aufweitend ausgeführt sein.
  • Insbesondere kann ein Wasserstoffreservoir vorgesehen sein, in dem Wasserstoff, insbesondere Wasserstoffgas, bevorratet wird. Das Wasserstoffreservoir ist insbesondere mittels der Wasserstoffgasleitung mit dem Brennergehäuse verbunden. Entlang der Wasserstoffgasleitung ist insbesondere eine Gassicherheits- und/oder Gasregelstrecke vorgesehen, um eine zuverlässige und gefahrlose Zufuhr des Wasserstoffgases aus dem Wasserstoffreservoir in das Brennergehäuse sicherzustellen. Die Gassicherheits- und/oder Gasregelstrecke umfasst insbesondere entlang der Gasströmungsrichtung einen Absperrhahn, einen Gasfilter, einen Gasdruckregler, insbesondere mit Impulsleitungen, ein Überdruckventil, insbesondere mindestens einen Druckschalter, insbesondere mindestens ein Sicherheitsabsperrventil, insbesondere weitere Druckschalter, eine Gasregelklappe und/oder eine zusätzliche Absperrklappe, sowie insbesondere mindestens ein Manometer. Das Wasserstoffreservoir und/oder die Wasserstoffgasleitung und insbesondere die Wasserstoffgasdüse sind insbesondere jeweils aus einem Werkstoff hergestellt, der für die Bevorratung, Förderung und/oder Abgabe von Wasserstoffgas geeignet und insbesondere dafür zugelassen ist. Die Komponenten der Gasregelstrecke sind insbesondere für die Verwendung mit Wasserstoff zugelassen.
  • Ein Verwirbelungselement gemäß Anspruch 2 gewährleistet eine effiziente Luftverwirbelung. Ein Strömungsleitelement ist in dem Brennergehäuse insbesondere konzentrisch zur Längsachse angeordnet. Das Strömungsleitelement ist stationär, also unbeweglich, in dem Brennergehäuse angeordnet. Insbesondere weist das Strömungsleitelement keine beweglichen Teile auf. Das Strömungsleitelement ist wartungsarm und insbesondere wartungsfrei. Das Strömungsleitelement ist robust und zuverlässig.
  • Zusätzlich oder alternativ zu dem stationären Strömungsleitelement ist es möglich, die Luftleitung tangential und/oder radial bezogen auf die Längsachse des Brennergehäuses zuzuführen, also die Luftleitung tangential und/oder radial an das Brennergehäuse anzuschließen. In diesem Fall ist das Verwirbelungselement also durch eine tangentiale Luftzuführung ausgebildet.
  • Eine Stauscheibe gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine vorteilhafte Verwirbelung der Luft und eine vorteilhafte Erzeugung des Luft-Wasserstoffgas-Gemisches. Mehrere bezüglich der Längsachse kreisförmig angeordnete und geneigt orientierte Schaufeln ermöglichen eine gezielte Umlenkung des axialen Luftstroms radial und/oder tangential nach außen in Richtung der Innenwand des Brennergehäuses. Insbesondere weist die Stauscheibe einen Abschnitt auf, an dem die Wasserstoffgasdüse mündet, und einen weiteren Bereich, dem die Luft zugeführt wird. Insbesondere ist der Bereich zur Zuführung des Wasserstoffgases ringförmig ausgeführt und konzentrisch zur Längsachse orientiert. Der Bereich für die Zuführung der Luft an der Stauscheibe ist insbesondere zentral, also zentrisch angeordnet. Insbesondere sind die beiden Bereiche der Wasserstoffgas- und Luft-Zuführung an der Stauscheibe voneinander getrennt ausgeführt. An der Stauscheibe kann zusätzlich mindestens ein weiterer Bereich für die Zuführung eines Sekundärbrennstoffs vorgesehen sein. Dieser mindestens eine zusätzliche Bereich kann von den anderen Bereichen getrennt oder damit verbunden ausgeführt sein. Dieser zusätzliche Bereich kann zentrisch oder exzentrisch an der Stauscheibe angeordnet sein.
  • Das Verwirbelungselement, insbesondere in Form der Stauscheibe, erleichtert es unabhängig von dem verwendeten Brennstoff, insbesondere unabhängig davon, ob zusätzlich zum Wasserstoffgas der Sekundärbrennstoff verwendet wird, die Form der Brennerflamme einzustellen. Es ist insbesondere möglich, die Form der Brennerflamme in Abhängigkeit des verwendeten Brennstoffs, insbesondere der verwendeten Brennstoffe, so einzustellen, dass die Brennerflamme zur Trocknung des Materials in dem Drehrohrofen geeignet ist, also ausreichende Wärme zur Verfügung stellt, und darüber hinaus eine Beschädigung des Drehrohrofens und/oder des zu erwärmenden Materials ausgeschlossen ist. Die Form der Brennerflamme wird insbesondere durch Anzahl, Ausführung und Anordnung der Düsen für die Zuführung des Wasserstoffgases und des mindestens einen Sekundärbrennstoffs beeinflusst. Die Flammenform hängt insbesondere auch von der Luftkurve ab.
  • Die Anordnung und/oder die Größe der verschiedenen Bereiche der Stauscheibe hängt im Wesentlichen von den zu verbrennenden Brennstoffen ab. Es ist zusätzlich oder alternativ möglich, die Geometrie der Schaufeln zu verändern, die Anordnung der Schaufeln in der Stauscheibe zu verändern und/oder zusätzliche Leitelemente vorzusehen, wie beispielsweise Konen und/oder Vorsatzbleche.
  • Ein Kühlkonus gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine Luftstufung innerhalb des Brennergehäuses. Bei der Luftstufung werden um die Brennerflamme herum mehrere Verbrennungszonen geschaffen, die unterschiedliche Sauerstoffkonzentrationen aufweisen und insbesondere von innen nach au-βen, also in radialer Richtung zunehmen. Dadurch vergrößerst sich der Bereich der Verbrennung und damit auch die Verweilzeit der Komponenten in der Brennerflamme. Mittels der Luftstufung kann die Bildung von thermischen Stickoxiden (NOx) reduziert und insbesondere eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs, insbesondere von Wasserstoffgas, erreicht werden. Der Kühlkonus weist einen sich aufweitenden Konusabschnitt auf. Der Kühlkonus ist in dem Brennergehäuse an dem Übergang zum Brennerkopf angeordnet. Zwischen der Außenseite des Kühlkonus und der Innenseite des Brennergehäuses entsteht ein Ringspalt, insbesondere mit entlang der Längsachse gleichbleibender Spaltbreite. Zusätzlich gewährleistet der Kühlkonus eine Luftströmung durch den genannten Ringspalt, wodurch die axial strömende Luft von der Brennerflamme ferngehalten, also um die Brennerflamme herumgeführt und der Flamme im Bereich des Brennerkopfes zugeführt wird. Diese Sekundärluft, die um die Brennerflamme herumgeführt worden ist, kühlt den Brennerkopf, insbesondere im Bereich des Kühlkonus ab. Insbesondere kann dadurch auch die Flammtemperatur reduziert werden, um die Stickoxidbildung zu reduzieren.
  • Zusätzlich oder alternativ kann eine Luftstufung auch mittels eines zusätzlichen Luftanschlusses, beispielsweise eines Sekundärluftanschlusses, gewährleistet werden. Sekundärluft kann auch Umgebungsluft sein. Insbesondere kann eine Sekundärluftleitung eine Rückführleitung sein, um emissionsbelastete Luft aus dem Drehrohrofen rückzuführen und nachzuverbrennen und mitzuverbrennen.
  • Zusätzlich oder alternativ sind Maßnahmen zur Stickoxidreduktion möglich, insbesondere die lokale Verbrennung bei unterschiedlichen Luftzahlen (λ), die das Massenverhältnis von Luft und Kraftstoff im Brennraum definiert. Insbesondere sind Verbrennungen bei λ >> 1 oder bei λ << 1 möglich. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, Harnstoff gezielt zuzuführen, um die Stickoxidbildung zu reduzieren. Vorteilhaft ist es, wenn die Flammtemperatur kleiner ist als 1400°C, insbesondere kleiner als 1350°C, insbesondere kleiner als 1300°C, insbesondere kleiner als 1250°C und insbesondere kleiner als 1200°C. Es wurde gefunden, dass die Bildung von thermischem NOx reduziert ist, wenn die Flammtemperatur einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet.
  • Eine Sekundärbrennstoffleitung gemäß Anspruch 5 erhöht die Einsatzvariabilität des Brenners. Es können auch mehrere Sekundärbrennstoffleitungen an den Brenner angeschlossen sein, um insbesondere verschiedenartige Sekundärbrennstoffe zuzuführen. Als Senkundärbrennstoff können beispielsweise Erdgas, Flüssiggas, Heizöl, Holzstaub, Kohlenstaub und/oder synthetische Kraftstoffe dienen. Derartige synthetische Kraftstoffe werden typsicherweise durch thermochemische Umwandlung aus Biomasse hergestellt und als Biomass to Liquid (BtL) bezeichnet. Die Sekundärbrennstoffe können insbesondere zusätzlich zu dem Wasserstoffgas dem Brenner aufgegeben werden, insbesondere wenn die Wasserstoffgasversorgung eingeschränkt und/oder unterbrochen ist. Es ist auch grundsätzlich denkbar, die Sekundärbrennstoffzufuhr derart zu steuern, dass der Brenner ausschließlich mit Sekundärbrennstoff, also ohne Wasserstoff, betrieben wird. Wesentlich ist aber, dass zumindest die Wasserstoffgasleitung und die Wasserstoffgasdüse vorgesehen sind.
  • An die Sekundärbrennstoffleitung ist eine Sekundärbrennstoffdüse angeschlossen, um den Sekundärbrennstoff abzugeben. Es können auch mehrere Sekundärbrennstoffdüsen an die Sekundärbrennstoffleitung angeschlossen sein. Die Sekundärbrennstoffdüse ist innerhalb des Brennergehäuses angeordnet. Die Sekundärbrennstoffdüse mündet insbesondere an der Stauscheibe, insbesondere zentrisch.
  • Die axiale Anordnung der Luft gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine unkomplizierte und robuste Konstruktion. Ein Gebläse zur Erzeugung der Luftströmung in der Luftleitung kann insbesondere als Axialgebläse ausgeführt und in der Luftleitung integriert angeordnet sein. Es ist auch möglich, das Gebläse als Radialgebläse auszuführen. An die Luftleitung ist insbesondere ein Schalldämpfer angeschlossen. Das Gebläse kann auch außerhalb des Brennergehäuses, insbesondere stromaufwärts der Luftleitung, angeordnet sein.
  • Eine Abgasleitung gemäß Anspruch 7 ermöglicht das Mitverbrennen von Abgasen, insbesondere im Brenner. Im Sinne dieser Erfindung werden sowohl Abgase aus Verbrennungsprozessen, als auch insbesondere Abgase aus der Asphaltherstellung, insbesondere durch Absaugung im Mischprozess und der weiteren Handhabung des Asphalts bezeichnet. Diese Abgase werden dem Brenner insbesondere als emissionsbelastete Luft zugeführt. Dadurch können Emissionen zusätzlich reduziert werden, insbesondere Geruchsemissionen, Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO2) und insbesondere Kohlenwasserstoffe (Cges) insgesamt. Die Abgasleitung kann zusätzlich oder alternativ Abgase zu der Heizeinheit insgesamt und/oder in den Drehrohrofen zuführen.
  • Eine Heizeinheit mit einem Heißgaserzeuger gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine indirekte Erwärmung des Drehrohrofens und damit eine indirekte Trocknung des Materials in dem Drehrohrofen. Der Heißgaserzeuger ist insbesondere mittels einer Heißgasleitung an den Drehrohrofen angeschlossen. Der Wasserstoffbrenner dient zur Prozesswärmeerzeugung in dem Heißgaserzeuger.
  • Alternativ kann der Brenner gemäß Anspruch 9 unmittelbar an den Drehrohrofen angeschlossen und insbesondere unmittelbar in den Drehrohrofen integriert sein. Insbesondere ist der Brenner stirnseitig an dem Drehrohr ofen angebracht, insbesondere im Bereich des Materialauslaufs. Der Brennerkopf ist insbesondere innerhalb des Drehrohrofens angeordnet. Ein derartiger Drehrohrofen wird im Gegenstrom betrieben. Das bedeutet, dass die Materialförderrichtung und die Richtung der Wärmezufuhr aneinander entgegengesetzt sind. Der Wasserstoffbrenner brennt in diesem Fall direkt in dem Drehrohrofen. Der Wasserstoffbrenner arbeitet in einer staubbelasteten Umgebung.
  • Ein Drehrohrofen, der, insbesondere geschlossene, Feuerschutzeinbauten aufweist, die an einer Innenwand des Drehrohrofens angeordnet und insbesondere daran befestigt sind, gewährleistet, dass das Material im Drehrohrofen im Bereich der Brennerflamme geschützt ist. Ein direkter Materialkontakt mit der Brennerflamme ist vermieden. Feuerschutzeinbauten, die insbesondere geschlossen ausgeführt sind, so dass das Material in diesen geschlossenen Feuerschutzeinbauten umlaufend angeordnet ist, sind an einer Innenseite des Drehrohrofens angeordnet und daran befestigt. Dadurch ist gewährleistet, dass das Material in diesen geschlossenen Einbauten verbleibt. Ein unerwünschter Kontakt der Einbauten mit der Brennerflamme ist vermieden. Die von der Brennerflamme abgegebene Wärme wird über die Feuerschutzeinbauten in das Materialinnere abgegeben. Die Feuerschutzeinbauten bestehen insbesondere aus hitzeständigen und/oder verschleißbeständigen Material. Insbesondere dient hierfür Stahl, der insbesondere derart legiert ist, dass er eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist, insbesondere warmfester Stahl, insbesondere warmfester Druckbehälterstahl, insbesondere ein Druckbehälterstahl mit der Werkstoffnummer 1.5415, der auch unter dem Kurznamen 16Mo3 bekannt ist. Ein derartiges Material kann im Dauerbetrieb bis etwa 530°C Wandtemperatur eingesetzt werden.
  • Die Feuerschutzeinbauten sind insbesondere im Bereich einer Ausbrandzone des Drehrohrofens angeordnet.
  • Die Feuerschutzeinbauten bilden geschlossenen Taschen an der Innenfläche des Drehrohrofens. In den geschlossenen Taschen wird das Material gefördert und getrocknet, bis es entlang der Materialförderrichtung in dem Drehrohrofen an dem Materialauslauf abgegeben wird.
  • Ein Drehrohrofen, der insbesondere offene, Wurfbleche aufweist, die an einer Innenwand des Drehrohrofens angeordnet und insbesondere daran befestigt sind, um einen, insbesondere geschlossenen, Materialschleier im Drehrohrofen zu erzeugen, gewährleistet die Erzeugung eines Materialschleiers in dem Drehrohrofen. Dadurch, dass der Drehrohrofen insbesondere gegenüber der Horizontalrichtung geneigt angeordnet ist, gewährleisten die Wurfbleche eine Materialförderung entlang der Materialförderrichtung. Der Materialschleier wird insbesondere in einem Wärmeübergangsbereich gebildet, der bezogen auf die Materialförderrichtung stromaufwärts der Ausbrandzone in dem Drehrohrofen angeordnet ist. In dem Wärmeübergangsbereich weist der Drehrohrofen Wurfbleche auf, die an der Innenwand des Drehrohrofens angeordnet und insbesondere daran befestigt sind. Die Wurfbleche sind offen ausgeführt, sind also offene Einbauten.
  • Die Wurfbleche sind insbesondere mehrfach gekantet. Material, das im unteren Bereich bei einer Drehung des Drehrohrofens aufgenommen wird, regnet über den Rundlauf in dem Drehrohrofen ab. Über die Querschnittsfläche des Drehrohrofens wird ein Schleier und dadurch insbesondere ein geschlossener Schleier gebildet. Die Wurfbleche sind aus einem hitzebeständigen und/oder verschleißbeständigen Material hergestellt. Für die Wurfbleche wird insbesondere dasselbe Material verwendet wie für die Feuerschutzeinbauten.
  • Die Einbauten in dem Drehrohrofen, insbesondere die Wurfbleche in der Wärmeübergangszone, sind derart konstruiert, dass der Materialschleier einen Wärmeübergang derart gewährleistet, dass der Volumenstrom des Abgases aus dem Drehrohrofen den Bedingungen für die spätere Filterentstaubung entspricht, also insbesondere dass das Abgas eine Temperatur oberhalb seines Taupunktes und unterhalb des Flammpunktes der Filtertaschen aufweist. Insbesondere beträgt die Temperatur des Abgases beim Verlassen aus dem Drehrohrofen bis zu 160°C, insbesondere zwischen 90°C und 110°C.
  • Ein Drehrohrofen gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine zuverlässige Materialförderung in dem Drehrohrofen, insbesondere beginnend am Materialeinlauf. Dazu sind in dem Drehrohrofen mindestens ein und insbesondere mehrere Förderelemente vorgesehen, die an einer Innenwand des Drehrohrofens angeordnet und insbesondere daran befestigt sind. Die Förderelemente sind insbesondere als Einlaufschneckensegmente ausgeführt, die sich entlang einer Schraubenlinie in dem Drehrohrofen erstrecken. Insbesondere sind elf Einlaufschneckensegmente angeordnet.
  • Eine Asphaltmischanlage gemäß Anspruch 11 und ein Verfahren gemäß Anspruch 12 weisen im Wesentlichen die Vorteile der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 auf, worauf hiermit verwiesen wird. Die Asphaltmischanlage kann eine Filterentstaubung und/oder einen Kondensatabscheider aufweisen. In der Filterentstaubung werden Staubpartikel aus dem Abgas aus dem Drehrohrofen herausgefiltert.
  • In dem Kondensatorabscheider kann in dem Abgasstrom enthaltenes Wasser kondensieren. Dadurch wird zusätzliche Energie in Form von Wärme freigesetzt. Durch diese Brennwertnutzung in der Kondensatabscheidung wird es insbesondere ermöglicht, dass unerwünschte Bestandteile, insbesondere Säuren, aus dem Abgas abgeschieden werden. Das Abgas ist zusätzlich durch den Kondensatabscheider gereinigt. Der Kondensatabscheider ist insbesondere stromabwärts der Filterentstaubung angeordnet.
  • Die Asphaltmischanlage weist insbesondere noch ein Gebläse und/oder einen Kamin auf, die der Filterentstaubung und/oder dem Kondensatabscheider nachfolgend angeordnet sind.
  • Die Asphaltmischanlage kann zusätzlich mindestens eine Mischeinheit aufweisen, in der verschiedene Materialien, die für eine Asphaltmischung erforderlich sind, miteinander vermischt werden. Diese Materialien können beispielsweise aus dem Drehrohrofen stammen. Es ist auch denkbar, dass Materialien unmittelbar, insbesondere mittels einer Dosiervorrichtung, in eine Mischeinheit aufgegeben werden.
  • Ein Verfahren gemäß Anspruch 13 ermöglicht eine besonders effiziente Mitverbrennung von Abgasen, so dass die Gesamtemissionen reduziert sind.
  • Ein Verfahren gemäß Anspruch 14 ermöglicht die Wärmezuführung in den Drehrohrofen unmittelbar. Die Brennerflamme befindet sich, zumindest teilweise und insbesondere vollständig, innerhalb des Drehrohrofens, also in einer staubbelasteten Umgebung.
  • Ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gewährleistet, dass die Brennerflamme zuverlässig innerhalb der Ausbrandzone des Drehrohrofens angeordnet ist und insbesondere Feuerschutzeinbauten des Drehrohrofens, insbesondere radial, beabstandet zu der Brennerflamme angeordnet sind. Ein unmittelbarer Kontakt der Brennerflamme mit den Feuerschutzeinbauten ist verhindert.
  • Sowohl in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch in der nachfolgenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alle 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.
  • Zusätzliche Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Skizze einer Asphaltmischanlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    Fig. 2
    eine schematische Schnittansicht eines Drehrohrofens mit Brenner gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    eine vergrößerte Schnittansicht gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 2,
    Fig. 4
    eine vergrößerte Schnittansicht gemäß Schnittlinie IV-IV in Fig. 2,
    Fig. 5
    eine vergrößerte Detailansicht des Details V in Fig. 2,
    Fig. 6
    eine perspektivische Ansicht der Stauscheibe in Fig. 5, und
    Fig. 7
    eine Rückansicht der Stauscheibe gemäß Fig. 5.
  • Eine in Fig. 1 als Ganzes mit 1 dargestellte Asphaltmischanlage dient zum Herstellen von Asphalt. Die Asphaltmischanlage 1 umfasst eine erste Vorrichtung 2 und eine zweite Vorrichtung 3, die jeweils mit einer Emissionsleitung 4 an eine Filterentstaubung 5 angeschlossen sind.
  • Die Asphaltmischanlage 1 kann auch nur eine Vorrichtung 2, 3 oder mehr als zwei Vorrichtungen 2, 3 aufweisen. Es ist denkbar, dass die eine oder mehrere Vorrichtungen 2, 3 über eine gemeinsame Emissionsleitung 4 mit der Filterentstaubung 5 verbunden sind. Insbesondere ist die Filterentstaubung 5 eine zentrale Filterentstaubung in der Asphaltmischanlage, an die mehrere und insbesondere alle Vorrichtungen 2, 3 der Asphaltmischanlage 1 angeschlossen sind. Es ist auch denkbar, dass jede Vorrichtung 2, 3 jeweils einer separaten Filterentstaubung 5 zugeordnet und damit verbunden ist.
  • An die Filterentstaubung 5 ist optional ein Kondensatabscheider 6 angeschlossen, der über ein Gebläse 7 mit einem Kamin 8 verbunden ist. Der Kondensatabscheider 6 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, hinter der Filterentstaubung 5 und zusätzlich oder alternativ auch vor der Filterentstaubung 5 angeordnet sind. Insbesondere ist zusätzlich zu dem Kondensatabscheider eine Rekuperationseinheit vorhanden, die zur Rückgewinnung von Prozesswärme dient, insbesondere Prozesswärme, die in dem Kondensatabscheider 6 anfällt. Es wurde gefunden, dass der Kondensatabscheider 6 in der Asphaltmischanlage 1 vorteilhaft eingesetzt werden kann, wenn die Abluft der Vorrichtungen 2, 3 vergleichsweise sauber ist, also eine reduzierte Emissionsbelastung aufweist und insbesondere weniger emissionsbelastet ist als die Abluft eines Brenners, der fossile Brennstoffe verbrennt.
  • Es ist auch möglich, dass die Asphaltmischanlage 1 keine Filterentstaubung 5 aufweist. In diesem Fall sind die Vorrichtungen 2, 3 direkt mit dem Kondensatabscheider 6 verbunden. Es ist auch denkbar, dass mehrere Kondensatabscheider 6, insbesondere jeweils ein Kondensatabscheider 6 je Vorrichtung 2, 3, vorgesehen sind.
  • Die erste Vorrichtung 2 umfasst einen Drehrohrofen 9, in dem Material getrocknet wird. Der Drehrohrofen 9 weist einen Materialeinlauf 10 und einen Materialauslauf 11 auf. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Materialeinlauf 10 und der Materialauslauf 11 jeweils stirnseitig, also gegenüberliegend an dem Drehrohrofen 9 angeordnet.
  • Mit dem Drehrohrofen 9 ist eine Heizeinheit, die einen Brenner 12 aufweist, gekoppelt. Der Brenner 12 ist dazu ausgeführt, Wasserstoffgas zu verbrennen und eine Brennerflamme 13 zu erzeugen, die zumindest bereichsweise in dem Drehrohrofen 9 angeordnet ist. Der Brenner 12 ist ein Wasserstoff-Brenner. An den Brenner 12 ist eine Wasserstoffgasleitung 14 angeschlossen, die insbesondere mit einem Wasserstoffreservoir 15 verbunden ist. Das Wasserstoffreservoir 15 ist insbesondere ein Speicherbehälter, insbesondere ein Speichertank, in dem Wasserstoff, insbesondere gasförmig, gespeichert bevorratet wird. Das Wasserstoffreservoir 15 kann auch durch einen Anschluss an ein Wasserstoffversorgungsnetz ausgeführt sein. Der Anschluss an die Gasregelstrecke in der Wasserstoffgasleitung 14 erfolgt an einer Wasserstoffgasverteilkammer 30 mittels eines Kompensators 62. Der Kompensator 62 ist ein flexibles Ausgleichselement. Der Kompensator 62 dient zum Ausgleich von Bewegungen der Wasserstoffleitung 14, insbesondere infolge thermischer Längenänderungen, Vibrationen, Wanddurchführungen und/oder bei Setzungserscheinungen. Der Kompensator 62 ist an einer Flanschverbindung 63 zwischen der Wasserstoffverteilkammer 30 und der Wasserstoffgasleitung 14 angeordnet.
  • An den Brenner 12 ist eine Luftleitung 16 angeschlossen, um Luft, insbesondere Umgebungsluft, zuzuführen.
  • Eine Materialförderrichtung 22 durch den Drehrohrofen 9 ist von dem Materialeinlauf 10 zu dem Materialauslauf 11 gerichtet und gemäß Fig. 1 von rechts nach links orientiert. Eine Gasförderrichtung 23 durch den Drehrohrofen 9 ist von dem Brenner 12 zu der Emissionsleitung 4 gerichtet, also gemäß Fig. 1 von links nach rechts. Die Materialförderrichtung 22 und die Gasförderrichtung 23 sind zueinander entgegengesetzt orientiert. Der Drehrohrofen 9 wird im Gegenstromverfahren betrieben. Der Drehrohrofen 9 kann auch im Gleichstromverfahren betrieben werden.
  • Ferner ist an den Brenner eine erste Sekundärbrennstoffleitung 17 angeschlossen, um einen ersten Sekundärbrennstoff zuzuführen. Als Sekundärbrennstoff dienen insbesondere fossile Energieträger, wie beispielsweise Erdgas, Flüssiggas, Heizöl, Kohle, insbesondere Kohlenstaub, synthetische Kraftstoffe (BtL) und/oder Holzstaub. Als erster Sekundärbrennstoff wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Erdgas genutzt. Die erste Sekundärbrennstoffleitung 17 wird aus einem nicht dargestellten Sekundärbrennstoffreservoir gespeist. Das Sekundärbrennstoffreservoir kann - ähnlich dem Wasserstoffreservoir 15 - als Speicherbehälter und/oder als Versorgungsnetz ausgeführt sein.
  • Der Anschluss an die erste Sekundärbrennstoffleitung 17 und die dortige Gasregelstrecke erfolgt an einer Sekundärbrennstoffverteilkammer 32 mittels eines Kompensators 66. Der Kompensator 66 ist im Wesentlichen identisch zu dem Kompensator 62 ausgeführt und an einer entsprechenden Stelle zwischen der ersten Sekundärbrennstoffleitung 17 und der Sekundärbrennstoffverteilkammer 32 angeordnet.
  • Es versteht sich, dass bei der Verwendung eines anderen ersten Sekundärbrennstoffs, beispielsweise eines flüssigen Sekundärbrennstoffs wie Flüssiggas und/oder Öl, der Brenner eine abweichende Geometrie aufweisen kann, wobei dies insbesondere für den Brennerkopf, die Stauscheibe, die Brennkammer, die Anordnung, Anzahl und Anbringung der verwendeten Düsen und die Peripherie wie beispielsweise eine Ölregelstrecke und/oder eine Flüssiggasregelstrecke, gilt.
  • Die erste Vorrichtung 2 weist ferner eine Abgasleitung 18 auf, die an die Heizeinheit, insbesondere den Brenner 12, und/oder an den Drehrohrofen 9 angeschlossen ist. Mittels der Abgasleitung 18 können Abgase und/oder Emissionen der Heizeinheit und/oder dem Drehrohrofen 9 zugeleitet werden. Die Abgasleitung 18 dient grundsätzlich als Zuleitung für Sekundärluft, wobei es sich insbesondere um Abluft anderer Emissionsquellen handeln kann wie insbesondere eine Absaugung einer Kübelbahn und/oder einer Verladung. Die Sekundärluft ist insbesondere emissionsbeladene Luft. Die Abgasleitung 18 kann beispielsweise mit der Emissionsleitung 4 der ersten Vorrichtung 2 und/oder mit der Emissionsleitung 4 der zweiten Vorrichtung 3 verbunden sein, um Abgase zurückzuführen. Es können zusätzlich oder alternativ andere Abgasquellen der Asphaltmischanlage 1 an die Abgasleitung 18 angeschlossen sein. In der Abgasleitung 18 ist ein separater Ventilator 48 angeordnet, der zusätzliche Verbrennungsluft zuführen kann. Entlang der Abgasleitung 18 können eine oder mehrere Klappen 49 angeordnet sein, um den Luftstrom gezielt zu steuern und insbesondere die zugegebenen Luftmengen gezielt einzustellen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Luftmengenstromregelung auch mit dem Ventilator 48 und insbesondere mittels eines daran geschlossenen Frequenzumrichters erfolgen.
  • Die Abgasleitung 18 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel verzweigt ausgeführt, wobei ein erster Zweig unmittelbar in dem Drehrohrofen 9, insbesondere benachbart zu dem Brennerkopf 41 mündet. Ein anderer Teil der Abgasleitung 18 mündet unmittelbar in das Brennergehäuse 27, insbesondere im Bereich eines Ringspaltes 50 und/oder im Bereich des Brennerkopfes 41.
  • Der Drehrohrofen 9 ist um eine Drehachse 19 drehantreibbar ausgeführt. Die hierfür erforderlichen Antriebe, insbesondere Drehantriebe, sind an sich bekannt und aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nicht dargestellt. Entlang der Drehachse 19 weist der Drehrohrofen 9 eine Ausbrandzone 20 auf, die sich entlang der Drehachse 19 in dem Bereich der Brennerflamme 13 erstreckt.
  • Der Drehrohrofen 9 weist ferner einen Wärmeübergangsbereich 21 auf, in dem eine Wärmeübertragung auf das Material durch Konvektion erfolgt.
  • Die zweite Vorrichtung 3 ist im Wesentlichen identisch zu der ersten Vorrichtung 2 aufgebaut, worauf hiermit verwiesen wird. Ein Unterschied besteht darin, dass die Heizeinheit der zweiten Vorrichtung 3 zusätzlich zu dem Brenner 12 einen Heißgaserzeuger 24 umfasst. Der Heißgaserzeuger 24 ist mittels einer Heißgasleitung 25 an den Drehrohrofen 9 angeschlossen. Der Heißgaserzeuger 24 ist zwischen dem Brenner 12 und dem Drehrohrofen 9 angeordnet. Bei der zweiten Vorrichtung 3 ist der Brenner 12 von dem Drehrohrofen 9 getrennt ausgeführt. Insbesondere ist der Brenner 12 vollständig außerhalb des Drehrohrofens 9 angeordnet. Entsprechend ist die Brennerflamme 13 in dem Heißgaserzeuger 24 angeordnet. In dem Drehrohrofen 9 der zweiten Vorrichtung 3 ist keine Brennerflamme angeordnet. Bei der zweiten Vorrichtung 3 können nicht näher dargestellte Umluftventilatoren und/oder Abluftventilatoren zur Luftführung, insbesondere in dem Drehrohrofen 9 und/oder in dem Heißgaserzeuger 24 genutzt werden. Die Ventilatoren sind insbesondere außerhalb des Drehrohrofens 9 und/oder außerhalb des Heißgaserzeugers 24, insbesondere entlang von Verbindungsleitungen angeordnet. Entsprechend ist eine Ausbrandzone 20 in diesem Drehrohrofen 9 nicht erforderlich. Der Drehrohrofen 9 der zweiten Vorrichtung 3 umfasst im Wesentlichen ausschließlich einen Wärmeübergangsbereich 21.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist jede Vorrichtung 2, 3 ein eigenes, separates Wasserstoffreservoir 15 auf. Es ist auch denkbar, dass in einer Asphaltmischanlage 1 ein gemeinsames, zentral angeordnetes Wasserstoffreservoir 15 zur Verfügung steht, das mit mehreren und mindestens mit sämtlichen Brennern 12 der Asphaltmischanlage 1 in Fluidverbindung steht.
  • Nachfolgend werden anhand von Fig. 2 Aufbau und Funktion der ersten Vorrichtung 2, insbesondere des Brenners 12 näher erläutert.
  • Der Brenner 12 weist ein eine Längsachse 26 aufweisendes Brennergehäuse 27 auf. Das Brennergehäuse 27 weist an einem dem Drehrohrofen 9 abgewandten Ende eine Ansaugkammer 28 auf, über die Luft, insbesondere Umgebungsluft in das Brennergehäuse 27 angesaugt wird. Dazu kann an die Ansaugkammer 28 die Luftleitung 16 und/oder ein Schalldämpfer angeschlossen sein. Entlang des Brennergehäuses 27 ist ein Luftgebläse 29 angeordnet, das gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Axialgebläse ausgeführt ist. Es versteht sich, dass das Luftgebläse 29 auch in Art eines anderen Gebläsetyps, insbesondere als Radialgebläse ausgeführt sein kann.
  • Der Brenner 12 weist insbesondere einen Flammsensor 64 auf, der zur Überwachung der Brennerflamme 13 dient. Insbesondere können mehrere Flammsensoren 64 an dem Brenner 12 ausgeführt und insbesondere in dem Brennergehäuse 27, insbesondere entlang der Längsachse 26, beabstandet zueinander angeordnet sein. In dem Brennergehäuse 27 ist ferner ein Zündbrenner 65 vorgesehen, der zum Zünden der Brennerflamme 13 dient.
  • Die Wasserstoffleitung 14 ist an das Brennergehäuse 27 über eine ringförmig um das Brennergehäuse 27 angeordnete Wasserstoffgasverteilkammer 30 angeschlossen. Mit der Wasserstoffgasverteilkammer 30 ist mindestens eine Wasserstoffgasdüse 31 verbunden, um das Wasserstoffgas gezielt in das Brennergehäuse 27 zuzuführen. Es ist denkbar, dass keine Wasserstoffgasverteilkammer 30 vorgesehen ist. In diesem Fall ist die Wasserstoffleitung 14 unmittelbar mit der Wasserstoffdüse 31 verbunden.
  • Die Wasserstoffgasdüse 31 ist insbesondere als Ringdüse ausgeführt. Es ist auch denkbar, dass die Wasserstoffgasdüse 31 eine davon abweichende Geometrie aufweist und insbesondere als Gaslanze ausgeführt ist. Es ist auch denkbar, dass mehrere, insbesondere unterschiedlich ausgeführte, Wasserstoffgasdüsen 31 vorgesehen sind, die an verschiedenen Positionen, insbesondere entlang der Längsachse 26 und/oder an verschiedenen Positionen in Umfangsrichtung und/oder mit unterschiedlichem Radialabstand bezüglich der Längsachse 26 in dem Brennergehäuse 27 angeordnet sind.
  • An die erste Sekundärbrennstoffleitung 17 ist eine Sekundärbrennstoffverteilkammer 32 angeschlossen, deren Funktion der Wasserstoffgasverteilkammer 30 entspricht, worauf hiermit verwiesen wird. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere Sekundärbrennstoffdüsen 33 in dem Brennergehäuse 27 angeordnet und an die Sekundärbrennstoffverteilkammer 32 angeschlossen. Die Sekundärbrennstoffdüsen 33 sind jeweils als Gaslanzen ausgeführt und benachbart zu der Wasserstoffdüse 31 im Brennergehäuse 27 angeordnet. Die ersten Sekundärbrennstoffdüsen 33 sind in radialer Richtung bezogen auf die Längsachse 26 beabstandet in dem Brennergehäuse angeordnet.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt, ist in dem Brennergehäuse 27 eine zweite Sekundärbrennstoffdüse 34 angeordnet, die zum Zuführen von Flüssigbrennstoffen dient. Die zweite Sekundärbrennstoffdüse 34 ist insbesondere zentral, also zentrisch bezogen auf die Längsachse 26, in dem Brennergehäuse 27 angeordnet. An die zweite Sekundärbrennstoffdüse 34 ist eine zweite Sekundärbrennstoffleitung angeschlossen, die aus Darstellungsgründen in Fig. 2 nicht gezeigt ist. Die zweite Sekundärbrennstoffdüse 34 dient insbesondere für die Zufuhr von Öl, insbesondere Leichtöl und/oder Schweröl. Die zweite Sekundärbrennstoffdüse 34 ist beispielsweise als Druckluft oder Rücklaufdüse ausgeführt. Die zweite Sekundärbrennstoffdüse 34 kann auch als Ringdüse mit mehreren Flüssiggasdüsen ausgeführt sein.
  • Der Brenner 12 ist ein Kombinationsbrenner, insbesondere ein Dreistoffbrenner, der Wasserstoffgas, einen ersten, insbesondere gasförmigen, Sekundärbrennstoff, insbesondere Erdgas, sowie einen zweiten, insbesondere flüssigen, Sekundärbrennstoff, insbesondere Leichtöl, verbrennen kann. Dabei kann die Zufuhr der verschiedenen Brennstoffe zu dem Brenner 12 mittels seiner dafür geeigneten Steuerung unabhängig erfolgen, insbesondere derart, dass entweder nur einer der drei Brennstoffe, insbesondere Wasserstoff, zwei der drei Brennstoffe oder alle drei Brennstoffe gemeinsam dem Brenner 12 zugeführt und dort verbrannt werden.
  • Im Bereich der Düsen 31, 33 und 34 ist in dem Brennergehäuse 27 ein Verwirbelungselement 35 angeordnet. Das Verwirbelungselement 35 dient zum tangentialen Verwirbeln der Luft. Das Verwirbelungselement 35 ist insbesondere als Stauscheibe, die insbesondere ein Leitrad aufweist, ausgeführt. In Abhängigkeit der genutzten Brennstoffkombination kann die Stauscheibe 35 in Durchmesser, Form und konstruktiven Details verschieden ausgeführt sein.
  • Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Düsen 31, 33, 34 jeweils stromaufwärts des Verwirbelungselements 35 angeordnet. Es ist möglich, dass einzelne Düsen 31, 33, 34, mehrere der Düsen oder sämtliche Düsen stromabwärts des Verwirbelungselements 35 in dem Brennergehäuse 27 angeordnet sind. Die Geometrie der Brennerflamme 13 hängt auch von der Anzahl und/oder der Position der Düsen 31, 33 und 34 ab.
  • Durch die Verwendung der verschiedenen Düsen 31, 33 und 34 ist eine getrennte Zugabe der verschiedenen Brennstoffe möglich. Insbesondere ist eine zeitlich gesteuerte Zugabe der verschiedenen Brennstoffe und insbesondere eine örtlich getrennte Zugabe der Brennstoffe möglich. Die Regelung der Zugabemenge und/oder des Zugabezeitpunkts erfolgt durch eine nicht näher dargestellte Brennersteuerung. Die Brennersteuerung kann mittels einer Temperaturüberwachung mittels nicht näher dargestellter Temperatursensoren und/oder in Abhängigkeit eines vom Flammsensor 64 erzeugten Signals, geregelt durchgeführt werden.
  • Es ist insbesondere möglich, für das Wasserstoffgas eine gestufte Zugabe anzuwenden, indem beispielsweise die Wasserstoffgasdüsen als Gaslanzen unterschiedlicher Länge und/oder mit radial angeordnetem Gasaustritt ausgeführt sind.
  • Das Verwirbelungselement 35 ist in einem Kühlkonus 36 angeordnet. Der Kühlkonus 36 weist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen zylindrischen Abschnitt auf, dessen Außendurchmesser mindestens 80 % des Innendurchmessers des Brennergehäuses 27 an dieser Stelle aufweist. Insbesondere beträgt der Außendurchmesser des Kühlkonus 36 mindestens 85 %, insbesondere mindestens 90 %, insbesondere mindestens 95 % und insbesondere höchstens 99 % des Innendurchmessers des Brennergehäuses 27 an dieser Stelle. Der Kühlkonus 36 ist insbesondere in einem Bereich des Brennergehäuses 27 angeordnet, in dem das Brennergehäuse sich konisch aufweitet. Das Brennergehäuse 27 weist einen Aufweitabschnitt 39 auf, der in einen Abschlussabschnitt 40 übergeht. Der Abschlussabschnitt 40 und der Aufweitabschnitt 39 bilden einen Brennerkopf 41. Zwischen einer Au-βenwand des Kühlkonus 36 und einer Innenwand des Brennerkopfs 41 wird ein umlaufender Ringspalt 50 gebildet. Die durch diesen Ringspalt strömende Luft wird als Sekundärluft bezeichnet. Die Sekundärluft strömt also an dem Kühlkonus 36 vorbei. Die durch den Kühlkonus 36 strömende Luft wird als Primärluft bezeichnet. Dadurch, dass zumindest ein Teil der Luft als Sekundärluft an dem Kühlkonus 36 vorbeigeleitet wird, ist eine Luftstufung möglich.
  • Der Brennerkopf 41 verbessert in der dargestellten Ausführung die Durchmischung der Brennstoffe, insbesondere von Wasserstoff mit Luft. Nach dem Brennerkopf 41 bildet sich die Brennerflamme 13 aus, wobei die Form der Brennerflamme 13 von der Geometrie des Brennerkopfes 41 beeinflusst wird. Das bedeutet, dass durch eine geeignete Wahl der Brennerkopfgeometrie die Form der Brennerflamme 13 gezielt eingestellt werden kann. Insbesondere ist der Durchmesser DF der Brennerflamme 13 umso größer, je größer der Durchmesser am Auslass des Brennerkopfes 41 ist.
  • Der Brenner 12 ist an einer Stirnwand 42 des Drehrohrofens 9 befestigt. Die Stirnwand 42 wird als Auslaufstirnwand bezeichnet, da in diesem Bereich der Materialauslauf 11 angeordnet ist. Die Befestigung des Brenners 12, insbesondere des Brennergehäuses 27, an der Stirnwand 42 erfolgt mittels nicht näher dargestellter Befestigungselemente.
  • Wie in Fig. 2 angedeutet, ist die Stirnwand 42, insbesondere in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 19 überlappend an dem Drehrohrofen 9 angeordnet. Insbesondere ist der Drehrohrofen 9 durch die Stirnwand 22 nicht hermetisch abgedichtet. Zwischen der Stirnwand 42 und dem Drehrohrofen 9 verbleibt ein Umfangsspalt 46. Der Umfangsspalt 46 ermöglicht eine zusätzliche Zufuhr von Luft, insbesondere Umgebungsluft.
  • Der Brenner 12 ist an dem Drehrohrofen 9 insbesondere derart angeordnet, dass die Längsachse 26 des Brennergehäuses 27 und die Drehachse 19 des Drehrohrofens 9 zusammenfallen, also identisch sind. Der Brenner 12 ist konzentrisch zum Drehrohrofen 9 angeordnet.
  • Der Brenner 12 ist unmittelbar an dem Drehrohrofen 9 befestigt und zumindest bereichsweise darin integriert. Insbesondere ist der Brennerkopf 41 und die von dem Brenner 12 erzeugte Brennerflamme 13, insbesondere vollständig innerhalb des Drehrohrofens 9 angeordnet.
  • Der Brenner 12 weist ein Brennergestell 47 auf, mit dem der Brenner 12 auf einem Untergrund abgestellt ist. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Brennergestell 47 statisch, also unbeweglich, insbesondere fest, ausgeführt. Es ist auch denkbar, dass das Brennergestell an seiner Unterseite Rollen aufweist, die insbesondere auf dafür geeigneten Schienen abrollbar sind. Insbesondere ist es denkbar, dass eine Axialverlagerung des Brenners 12 entlang der Schienen mittels eines Axialantriebs erfolgt, insbesondere mittels eines Pneumatik-Antriebs.
  • Entlang der Längsachse 26 bzw. der Drehachse 19 weist die Brennerflamme 13 eine Länge LF und einen senkrecht dazu orientierten Durchmesser DF auf.
  • Der Drehrohrofen 9 weist einen Innendurchmesser Di auf. In der Ausbrandzone 20 sind Feuerschutzeinbauten 43 vorgesehen, die an der Innenwand des Drehrohrofens 9 befestigt sind. Infolge der Feuerschutzeinbauten 43 ergibt sich in der Ausbrandzone 20 ein reduzierter Innendurchmesser Dred. In axialer Richtung erstrecken sich die Feuerschutzeinbauten 43 entlang einer Länge LA, die der Länge der Ausbrandzone 20 entspricht. Wesentlich ist, dass die Länge LA der Ausbrandzone 20 größer ist als die Länge LF der Brennerflamme 13, und dass der Brenner 12 derart an dem Drehrohrofen 9 angeordnet ist, dass die Brennerflamme 13 vollständig innerhalb der Ausbrandzone 20, insbesondere in axialer Richtung bezogen auf die Drehachse 19, angeordnet ist. Weiterhin ist wesentlich, dass der Durchmesser DF der Brennerflamme 13 kleiner ist als der reduzierte Durchmesser Dred. Ein unmittelbarer Flammenkontakt der Feuerschutzeinbauten 43 ist vermieden.
  • Im Wärmeübergangsbereich 21 sind Wurfbleche 44 angeordnet und insbesondere an der Innenseite des Drehrohrofens 9 befestigt. Die Wurfbleche 44 sind offen ausgeführt und dienen zur Erzeugung eines Materialschleiers 45. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Materialschleier möglichst dicht ist. Es ist möglich, die Dichte des Materialschleiers 45 indirekt zu quantifizieren, insbesondere mittels einer Messung der Abgastemperatur. Je niedriger die Abgastemperatur ist, desto größer war der zuvor erfolgte Wärmeübergang auf das Material. Das bedeutet, dass der Materialschleier 45 umso dichter ist, je niedriger die Abgastemperatur sein wird und umgekehrt. Die Abgastemperatur ergibt sich aus der Brennerleistung, der Vordosierleistung, also dem Massenstrom des zugeführten Materials in den Drehrohrofen 9, sowie der Materialtemperatur. Die Materialtemperatur dient insbesondere als Eingangsgröße für die Regelung der Brennerleistung. Es wurde gefunden, dass es vorteilhaft ist, wenn die Abgastemperatur in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mindestens 100°C beträgt. Es versteht sich, dass in Abhängigkeit des verwendeten Materials, des verwendeten Brenners 12 bzw. der eingesetzten Brennstoffe, die Abgastemperatur zur Überwachung des Materialschleiers 45 andere Werte annehmen kann.
  • Nachfolgend wird anhand von Fig. 3 die Geometrie der Wurfbleche 44 näher erläutert. Es ist möglich, dass verschiedene Geometrien von Wurfblechen verwendet werden. Gemäß der gezeigten Darstellung werden zwei verschiedene Wurfblechgeometrien entlang der Umfangsrichtung abwechselnd und beabstandet zueinander angeordnet. Die einzelnen Wurfbleche 44 sind mittels eines Halteelements, insbesondere eines Haltewinkels, an der Innenseite des Drehrohrofens 9 befestigt. Die Wurfbleche 44 sind sogenannte offene Einbauten und insbesondere schaufelartig ausgeführt. Die Wurfbleche 44 sind mehrfach gekantet, weisen also mindestens zwei Kanten 51 auf. In Betrieb des Drehrohrofens 9 nehmen die Wurfbleche 44 das zu trocknende Material auf und geben es bei Rotation des Drehrohrofens 9 in einem oberen Bereich wieder ab. Dabei sind die Wurfbleche 44 derart gestaltet, dass ein möglichst dichter, kontinuierlicher und homogener Materialschleier 45 gebildet wird. Der Materialschleier 45 weist eine besonders große Oberfläche auf, wodurch die Wärmeübertragung durch Konvektion verbessert ist.
  • Die konkrete Geometrie der Wurfbleche 44 und insbesondere deren Anordnung an der Innenseite des Drehrohrofens 9 kann bei unterschiedlichen Materialien, unterschiedlichen Materialfeuchten und/oder Trocknungsleistungen variieren, um einen möglichst dichten Materialschleier 45 zu erzeugen. So können zum Beispiel beim Trocknen von recyceltem Asphalt rechenartige Einbauten, radial ausgerichtete Halbschalen oder andere Geometrien zur Erzeugung des Materialschleiers vorteilhaft sein. Der Hintergrund ist, dass in Abhängigkeit des verwendeten Materials, dessen Feuchte und/oder der Trocknungsleistung des Drehrohrofens 9 die Abwurfcharakteristik aus den Wurfblechen 44 variieren kann.
  • Nachfolgend werden anhand von Fig. 4 Geometrie und Funktion der Feuerschutzeinbauten 43 näher erläutert. Die Feuerschutzeinbauten 43 sind geschlossene Einbauten, bilden also wie in Fig. 4 dargestellt, einen im Wesentlichen C-förmigen Rahmen, der mit seiner offenen Seite am Dreh rohrofen 9 angeordnet und dadurch geschlossen ist. Jeder Feuerschutzeinbau 43 und der korrespondierende Abschnitt des Drehrohrofens 9 bilden eine geschlossene Kammer 67, die lediglich in axialer Richtung, also senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 offen ist.
  • Die Feuerschutzeinbauten 43 sind jeweils mittels einer Halteklammer 52 gehalten.
  • Das in der Kammer 67 angeordnete Material ist geschützt. Ein direkter Kontakt mit der Brennerflamme 13 in der Ausbrandzone ist dadurch vermieden. Das Material wird indirekt durch Wärmestrahlung von der Oberfläche der Feuerschutzeinbauten 43 in das Material übertragen. Die Feuerschutzeinbauten 43, die Wurfbleche 44 und der Drehrohrofen 9 insgesamt sind aus warmfestem und verschleißfestem Material hergestellt.
  • Nachfolgend wird von Fig. 5 bis 7 der Aufbau und die Funktion des Verwirbelungselements 35 näher erläutert. Das Verwirbelungselement 35 ist als Stauscheibe ausgeführt. Die wesentliche Funktion der Stauscheibe 35 besteht darin, die entlang der Längsachse 26 ankommende Luft, also die Primärluft, tangential zu verwirbeln. Die Stauscheibe 35 ist konzentrisch zur Längsachse 26 im Brennergehäuse 27 angeordnet. Die Stauscheibe 35 weist mehrere Schaufeln 53, 54 auf. Die inneren Schaufeln 53 sind einander überlappend kreisförmig in Umfangsrichtung um die Längsachse 26 angeordnet. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind sechszehn Schaufeln 53 angeordnet. In einem zentralen Bereich, der von den inneren Schaufeln 53 umgeben wird, verbleibt eine zentrale Durchgangsöffnung 55. Die inneren Schaufeln 53 weisen einen Quersteg 56 auf, der senkrecht zur Längsachse 26 orientiert ist. Der Quersteg 56 ist über die Kante 57 einteilig mit einem Diagonalsteg 58 verbunden. Der Quersteg 56 und der Diagonalsteg 58 schließen einen Öffnungswinkel ein, der größer ist als 90 ° und kleiner ist als 180 °, insbesondere zwischen 120 ° und 150 ° beträgt.
  • Die inneren Schaufeln 53 sind in einem inneren Ring 59 gehalten. Der innere Ring 59 ist von äußeren Schaufeln 54 eingefasst, die an ihrer Außenseite an einem äußeren Ring 60 gehalten sind. Der äußere Ring 60 steht in axialer Richtung bezogen auf die Längsachse 26 an dem inneren Ring 59 in beiden Richtungen vor. Die äußeren Schaufeln 54 sind insbesondere ohne Kantung ausgeführt, weisen also eine ebene, flächenhafte Geometrie auf. An den äußeren Schaufeln 54 ist bezogen auf die radikale Richtung zwischen dem inneren Ring 59 und dem äußeren Ring 60 ein mittlerer Ring 61 axial aufgesetzt. In Richtung der Längsachse 26 weist die Stauscheibe 35 eine Anströmfläche auf, die dreigeteilt ist. Die Anströmfläche umfasst den inneren zentralen Bereich, der durch den Durchgang 55 und die inneren Schaufeln 53 gebildet ist und durch den inneren Ring 59 abgeschlossen ist.
  • In diesem Bereich ist insbesondere die zweite Sekundärbrennstoffdüse 34 für Öl angeordnet. Ein zweiter Abschnitt ergibt sich in radialer Richtung zwischen dem inneren Ring 59 und dem mittleren Ring 61. In diesem Bereich sind die ersten Sekundärbrennstoffdüsen 33 für Gas, insbesondere Erdgas, angeordnet.
  • Die äußeren Schaufeln 54 sind gegenüber der Längsachse 26 geneigt orientiert und insbesondere in einer Ebene angeordnet, die im Wesentlichen der Ebene der korrespondierenden Diagonalstege 58 der inneren Schaufeln 53 entspricht.
  • Ein äußerer, insbesondere ringförmiger Abschnitt zwischen dem mittleren Ring 61 und dem äußeren Ring 60 kann von der als Ringdüse ausgeführten Wasserstoffdüse 31 angeströmt werden.
  • Nachfolgend wird anhand von Fig. 1 bis 7 ein Verfahren zum Trocknen von Material in der Asphaltmischanlage 1 näher erläutert.
  • In der ersten Vorrichtung 2 kann Material über den Materialeinlauf 10 dem Drehrohrofen 9 zugeführt werden. Das Material wird am Materialeinlauf 10 mittels der nicht näher dargestellten Förderelemente, die insbesondere als Einlaufschneckensegmente ausgeführt und an der Innenwand des Drehrohrofens befestigt sind, entlang der Materialförderrichtung 22 gefördert. Dabei wird im Wärmeübergangsbereich 21 aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Wurfbleche 44 ein dichter, kontinuierlicher und homogener Materialschleier 45 erzeugt, so dass das Material mit einer sehr großen Oberfläche innerhalb des Drehrohrofens 9 angeordnet ist. Eine Erwärmung des Materials kann mittels der Brennerflamme 13 durch Konvektion erfolgen, die unmittelbar in dem Drehrohrofen 9 angeordnet ist.
  • Die Brennerflamme 13 wird von dem Brenner 12 erzeugt, der als Kombinationsbrenner ausgeführt ist und der als Primärbrennstoff Wasserstoffgas verbrennt. Als Sekundärbrennstoffe dienen insbesondere Erdgas und Leichtöl. Es versteht sich, dass auch davon abweichende Sekundärbrennstoffe verwendet werden können, insbesondere nur ein Sekundärbrennstoff oder mehr als zwei Sekundärbrennstoffe. Der Brenner 12 kann auch ohne Sekundärbrennstoffe und/oder ausschließlich mittels Sekundärbrennstoffen betrieben werden. Dadurch, dass als Primärbrennstoff Wasserstoffgas genutzt wird, sind Abgase und/oder Emissionen reduziert und insbesondere vermieden. Dadurch, dass Abgase und/oder emissionsbelastete Luft über die Abgasleitung 18 zugeführt und mitverbrannt werden, ergibt sich eine Gesamtreduktion der Abgase.
  • Dadurch, dass in der Ausbrandzone 20 in dem Drehrohrofen 9, in der die Brennerflamme 13 angeordnet ist, geschlossene Feuerschutzeinbauten 43 angeordnet sind, ist ein direkter Materialkontakt mit der Brennerflamme 13 vermieden. Wesentlich ist, dass die Brennerflamme 13 aufgrund der Geometrie des Brennerkopfes 41 und/oder der Stauscheibe 35 der Anzahl, Anordnung und Ausführung der Brennstoffdüsen 31,33 und/oder 34 so gezielt eingestellt werden kann, dass sie vollständig innerhalb Ausbrandzone 20 im Drehrohrofen 9 angeordnet ist. Insbesondere bewirken der Kühlkonus 36 und der zwischen dem Kühlkonus 36 und dem Brennergehäuse 27 gebildete Ringspalt 50 die Voraussetzung für eine Luftstufung. Sekundärluft wird an der Stauscheibe 35 vorbei und um die Brennerflamme 13 herumgeführt.
  • Insbesondere gelingt es, die Flammtemperatur möglichst gering zu halten, insbesondere bei weniger als 1400°C, so dass die Bildung von Stickoxiden (NOx) minimiert und insbesondere vermieden ist.
  • Um in Abhängigkeit der verwendeten Brennstoffe die gewünschte Form der Brennerflamme 13 einstellen zu können, kann es vorteilhaft sein, die Brennstoffdüsen 31, 33 und/oder 34 in ihrer Anzahl, Ausgestaltung und/oder Position relativ zur Stauscheibe 35 zu verändern. Insbesondere ist es möglich, einzelne und/oder alle Düsen 31, 33 und 34 bezüglich der Gasförderrichtung 23 hinter der Stauscheibe 35 anzuordnen. Der Innendurchmesser DI des Drehrohrofens 9 ist insbesondere derart gewählt, dass bei den entstehenden Abgasvolumenströmen der verschiedenen Brennstoffe deren Strömungsgeschwindigkeit derart gering ist, dass nur Füller, also Gesteinsstaub mit einer Partikelgröße von höchstens 200 µm, aus dem Drehrohrofen 9 ausgetragen wird. Insbesondere beträgt die Strömungsgeschwindigkeit weniger als 20m/s und insbesondere zwischen 15m/s und 20m/s. Vorteilhaft ist es, wenn die Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Volumenstrom des Abgases niedrig gehalten wird. Dadurch kann Verschleiß in Rohgaskanälen und/oder in einer Exhaustorleitung reduziert und insbesondere minimiert werden.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Trocknen von Material für eine Asphaltmischanlage, wobei die Vorrichtung (2, 3) umfasst
    a. einen um eine Drehachse (19) drehantreibbaren Drehrohrofen (9), in dem das Material getrocknet wird, wobei der Drehrohrofen (9) einen Materialeinlauf (10) und einen Materialauslauf (11) aufweist,
    b. eine mit dem Drehrohrofen (9) gekoppelte Heizeinheit zum Zuführen von Wärme in den Drehrohrofen (9), wobei die Heizeinheit mit einem Brenner (12) ausgeführt ist, der aufweist
    i. ein eine Längsachse (26) aufweisendes Brennergehäuse (27),
    ii. eine an dem Brennergehäuse (27) angeordnete Luftleitung (16) zum Zuführen von Luft,
    iii. ein Verwirbelungselement (35) zum Verwirbeln der Luft in dem Brenner (12) relativ zur Längsachse (26),
    iv. eine an den Brenner (12) angeschlossene Wasserstoffgasleitung (14) zum Zuführen von Wasserstoffgas in den Brenner (12), wobei an die Wasserstoffgasleitung (14) eine Wasserstoffgasdüse (31) zum Abgeben des Wasserstoffgases angeschlossen ist,
    v. ein an dem Brennergehäuse (27) angeordneter Brennerkopf (41) zum Erzeugen einer Brennerflamme (13).
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement (35) ein Strömungsleitelement in dem Brennergehäuse (27) umfasst, wobei das Strömungselement insbesondere stationär und insbesondere konzentrisch zur Längsachse (26), angeordnet ist.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsleitelement als Stauscheibe ausgeführt ist, die mehrere bezüglich der Längsachse (26) kreisförmig angeordnete und geneigt orientierte Schaufeln (53, 54) aufweist.
  4. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen im Brennergehäuse (27) angeordneten Kühlkonus (36), der entlang der Längsachse (26) insbesondere zwischen dem Verwirbelungselement (35) und dem Brennerkopf (41) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an den Brenner (12) angeschlossene Sekundärbrennstoffleitung (17) zum Zuführen von Sekundärbrennstoff, wobei an die Sekundärbrennstoffleitung (17) insbesondere eine Sekundärbrennstoffdüse (33, 34) zum Abgeben des Sekundärbrennstoffs angeschlossen ist.
  6. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung (16) axial zur Längsachse (26) an dem Brennergehäuse (27) angeordnet ist, wobei insbesondere ein Luftgebläse (29) in der Luftleitung (16, 28) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abgasleitung (18) zum Zuführen von Abgasen zu der Heizeinheit, insbesondere zu dem Brenner (12), und/oder zu dem Drehrohrofen (9).
  8. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheit einen an den Brenner (12) angeschlossenen Heißgaserzeuger (24) umfasst, wobei der Heißgaserzeuger (24) insbesondere mittels einer Heißgasleitung (25) an den Drehrohr ofen (9) angeschlossen ist.
  9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (12) stirnseitig an dem Drehrohrofen (9), insbesondere im Bereich des Materialauslaufs (11), angebracht ist, insbesondere unmittelbar in den Drehrohrofen (9) integriert ist, insbesondere derart, dass der Brennerkopf (41) innerhalb des Drehrohrofens (9) angeordnet ist, wobei insbesondere der Drehrohrofen (9), insbesondere geschlossene, Feuerschutzeinbauten (43) aufweist, die an einer Innenwand des Drehrohrofens (9) angeordnet und insbesondere daran befestigt sind, und/oder wobei insbesondere der Drehrohrofen (9), insbesondere offene Wurfbleche (44) aufweist, die an einer Innenwand des Drehrohrofens (9) angeordnet und insbesondere daran befestigt sind, um einen, insbesondere geschlossenen, Materialschleier (45) im Drehrohrofen (9) zu erzeugen.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (9), insbesondere im Bereich des Materialeinlaufs (10), mindestens ein Förderelement aufweist, das an einer Innenwand des Drehrohrofens (9) angeordnet und insbesondere daran befestigt ist, um einen Materialtransport entlang der Drehachse (26) zu bewirken.
  11. Asphaltmischanlage mit einer Vorrichtung (2, 3) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche und insbesondere mit einer Filterentstaubung (5) und/oder insbesondere mit einem Kondensatabscheider (6), die mit dem Drehrohrofen (9) fluidtechnisch verbunden sind.
  12. Verfahren zum Trocknen von Material für eine Asphaltmischanlage umfassend die Verfahrensschritte
    - Zuführen des Materials in einen um eine Drehachse (19) drehantreibbaren Drehrohrofen (9),
    - Erzeugen von Wärme mit einem Brenner (12) einer Heizeinheit durch Verbrennen von Wasserstoffgas,
    - Zuführen der Wärme in den Drehrohrofen (9) und Trocknen des Materials.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet durch Zuführen von Abgasen zu der Heizeinheit, insbesondere zu dem Brenner (12), und/oder zu dem Drehrohrofen (9) mittels einer Abgasleitung (18).
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen der Wärme durch eine Brennerflamme (13) innerhalb des Drehrohrofens (9) erfolgt, so dass die Brennerflamme (13) insbesondere in einer staubbelasteten Umgebung (9) angeordnet ist, wobei insbesondere die Brennerflamme (13) im Drehrohrofen (9) eine entlang der Drehachse (19) orientierte Länge (LF) aufweist, die kleiner oder gleich einer entlang der Drehachse (19) orientierten Länge (LA) einer Ausbrandzone (20) des Drehrohrofens (9) ist.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerflamme (13) einen senkrecht zur Drehachse (19) orientierten Durchmesser (DF) aufweist, der kleiner ist als ein durch Feuerschutzeinbauten (43) reduzierter Innendurchmesser (Dred) der Ausbrandzone (20) des Drehrohrofens (9).
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0580127A1 (de) * 1992-07-21 1994-01-26 Mitsubishi Chemical Corporation Trocknungsverfahren und -vorrichtung für Pulver und körniges Gut
US20040219466A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-04 Marino John A. Aggregate dryer burner with compressed air oil atomizer
WO2006058843A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-08 Alstom Technology Ltd Verfahren und vorrichtung zur verbrennung von wasserstoff in einem vormischbrenner
US20090123882A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Alstom Technology Ltd Method for operating a burner
WO2009109454A1 (de) * 2008-03-07 2009-09-11 Alstom Technology Ltd Verfahren und brenneranordnung zum erzeugen von heissgas sowie anwendung des verfahrens
JP2009293859A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Nippo Corp 無機質粉粒体の加熱乾燥方法
DE202010002774U1 (de) * 2010-02-25 2010-07-15 Ammann Schweiz Ag Brenner
CN210512434U (zh) * 2019-09-27 2020-05-12 成都市路桥工程股份有限公司 一种节能环保型道路桥梁用沥青骨料干燥系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19530164A1 (de) 1995-08-03 1997-02-06 Teltomat Maschinen Gmbh Trockentrommel zur Aufbereitung von Asphaltgranulat
EP1785202A1 (de) 2005-11-11 2007-05-16 Roman Daub Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung kontaminierter Materialien
DE102010001055A1 (de) 2010-01-20 2011-07-21 Benninghoven GmbH & Co.KG Mülheim, 54486 System zur Wärmerückgewinnung an einem Drehrohrofen
DE102013224910A1 (de) 2013-12-04 2015-06-11 Benninghoven GmbH & Co. KG Mülheim Vorrichtung und Verfahren zum Erwärmen von Altasphalt-Granulat zur Herstellung von Asphalt
EP3196177A1 (de) 2016-01-21 2017-07-26 HeidelbergCement AG Wasserstoff als brennstoff in der zementherstellung
DE102018108802B3 (de) 2018-04-13 2019-09-12 Khd Humboldt Wedag Gmbh Anlage zur wahlweisen Herstellung von Zementklinker für grauen oder weißen Zement

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0580127A1 (de) * 1992-07-21 1994-01-26 Mitsubishi Chemical Corporation Trocknungsverfahren und -vorrichtung für Pulver und körniges Gut
US20040219466A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-04 Marino John A. Aggregate dryer burner with compressed air oil atomizer
WO2006058843A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-08 Alstom Technology Ltd Verfahren und vorrichtung zur verbrennung von wasserstoff in einem vormischbrenner
US20090123882A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Alstom Technology Ltd Method for operating a burner
WO2009109454A1 (de) * 2008-03-07 2009-09-11 Alstom Technology Ltd Verfahren und brenneranordnung zum erzeugen von heissgas sowie anwendung des verfahrens
JP2009293859A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Nippo Corp 無機質粉粒体の加熱乾燥方法
DE202010002774U1 (de) * 2010-02-25 2010-07-15 Ammann Schweiz Ag Brenner
CN210512434U (zh) * 2019-09-27 2020-05-12 成都市路桥工程股份有限公司 一种节能环保型道路桥梁用沥青骨料干燥系统

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