WO1984000604A1 - Uninterruptedly heated rotary drum furnace - Google Patents
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- F26B11/02—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles
- F26B11/04—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis
- F26B11/0445—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having conductive heating arrangements, e.g. heated drum wall
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- F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
- F26B3/22—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source and the materials or objects to be dried being in relative motion, e.g. of vibration
- F26B3/24—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source and the materials or objects to be dried being in relative motion, e.g. of vibration the movement being rotation
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- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/08—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined externally heated
Definitions
- the invention relates to a rotary kiln with an indirectly heated rotary tube, a heating jacket, at least one drive ring and at least two races, and the use thereof for carrying out thermal processes, in particular using a vacuum or protective gas.
- Such, e.g. rotary kilns known from CH-PS 533 823 and AT-PS 312 562 have at least one drive ring and at least two races which are connected to the rotary tube.
- indirect heating of the rotary tube from the outside e.g. over heating jackets, however, there are considerable procedural disadvantages, since the relatively wide zones of the races and drive rings cannot be heated.
- the total length of the rotary kiln is lengthened at least to the extent of the unheated zones, which not only increases the cost of the system, but also represents a considerable risk of such conventional ovens being susceptible to vibration.
- the object of the invention is to ensure a heat exchange that is continuous over the entire length of the rotary tube in indirectly heated rotary kilns, to reduce the length of the rotary tube and to reduce constraining stresses in the bearing zones.
- this object is achieved in that the heating jacket is designed to be continuous in the force-transmitting drive and bearing zones.
- a co-rotating heating jacket is preferably used.
- these zones have annular baffles, for example in the form of staggered bores, a uniform heating of these zones being achieved by appropriate thermodynamic coordination of the material cross section and inadmissible thermal stresses being avoided.
- the advantages which can be achieved with the invention are, in particular, that a process-technically optimized division into several heating zones of any length is made possible and that the heating jacket is formed continuously over the bearing and drive zones, with additionally increased heat transfer in the bearing and drive zone , a shortening of the rotary tube is possible.
- OM7I medium are transported directly through bypass lines between the individual heating zones.
- the ring packs in the area of the bearing and drive rings for connecting the heating jacket to the rotary tube additionally stiffen the furnace in the support area and ensure a perfect transmission of the forces from the outer race to the rotary tube.
- FIG. 1 is a schematic view of the rotary kiln according to the invention
- FIG. 2 shows a section along the line A - A in Fig. 1 with the supply of the heat exchange medium
- FIG. 3 shows a lateral section through FIG. 2,
- FIG. 5 shows a side section through FIG. 4,
- Fig. 6 is a section along the line C - C in Fig. 1 with the drive pinion
- FIG. 7 shows a side section through FIG. 6.
- 1 schematically shows a rotary kiln according to the invention with a rotary tube 1 of, for example, 50 m in length with an inner diameter of 4.25 m and four races 4, which are mounted on rollers in a known manner.
- a drive ring 5 is attached.
- the rotary tube 1 is surrounded by a heating jacket 2 with insulation 3, which can also be rotated, is firmly connected to the rotary tube and is only interrupted in the area of the approximately 700 mm wide race rings 4 and the approximately 350 mm wide drive ring 5 is.
- the heat exchange medium preferably in the form of hot gases, e.g. Flue gas is fed to and derived from the heating jacket 2 through the supply and discharge lines 6.
- the supply and discharge line 6 is connected to the heating jacket 2 by spring-mounted slip ring seals 14, which can thus follow the movements of the rotary tube.
- 4 and 5 show the arrangement of the races 4 with rollers 18 mounted on the heating jacket 2. These are attached with a ring connection 15 on the one hand to the interrupted parts of the heating jacket 2 and on the other hand are firmly connected to the rotary tube 1 via support ring packs 16 .
- the support ring packs 16 have staggered bores 17, thereby forcing a vortex flow of the heat exchange medium flowing through. This vortex flow results in a significantly higher heat transfer compared to the flow in the ring channels 12 and thus results in a compensating heating despite the interruptions by the support ring packs 16.
- FIGS. 6 and 7 show the drive ring 5, which is fixedly connected to the heating jacket 2 via connecting springs 19. This is moved by the drive pinion 20.
- the heating jacket 2 is in turn firmly connected to the rotary tube 1 by the support ring packs 16, which are provided with offset bores 17, so that a turbulent flow of the heat exchange medium is enforced, with all the advantages of the improved heat transfer.
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Description
Durchgehend beheizter Drehofen
Die Erfindung betrifft einen Drehrohrofen mit einem indirekt beheizten Drehrohr, einem Heizmantel, mindestens einem An¬ triebsring und mindestens«2 Laufringen,, sowie dessen Verwen¬ dung zur Durchführung von thermischen Prozessen, insbesondere unter Anwendung von Vakuum oder Schutzgas.
Derartige, z.B. aus der CH-PS 533 823 und der AT-PS 312 562 her bekannten Drehrohröfen weisen mindestens einen Antriebs¬ ring und mindestens 2 Laufringe auf, welche mit dem Drehrohr verbunden sind. Bei einer indirekten, von der Aussenseite her erfolgenden, Beheizung des Drehrohres, z.B. über Heiz¬ mäntel, ergeben sich aber erhebliche verfahrenstechnische Nachteile, da die relativ breiten Zonen der Lauf- und An¬ triebsringe nicht beheizt werden können.
Die vorbekannten Lösungen gemäss CH-PS 533 823 und AT-PS 312 562 weisen denn auch, insbesondere bei langen Drehrohren, eine ungenügende Temperaturführung auf, welche zu einer zwischenzeitlichen Abkühlung des Behandlungsgutes
in den exponierten und nicht isolierten Antriebs- und Lauf¬ radzonen führt, wodurch unerwünschte Ausfälle oder auch Korrosionen an den unbeteiligten Stellen auftreten.
Insbesondere bei der Verwendung solcher Drehrohröfen für die Flusssäureherstellung, beispielsweise wie in der PCT/CH81/00146 beschrieben, treten in den exponierten Zonen beachtliche Tem¬ peraturabfälle bis unter den Taupunkt der Schwefelsäure auf mit entsprechenden Korrosionserscheinungen, hervorgerufen durch die Kondensation der Schwefelsäuredämpfe.
Zudem wird die Drehrohrofengesamtlänge mindestens im Masse der unbeheizten Zonen verlängert, was nicht nur eine Ver¬ teuerung der Anlage, sondern auch eine erhebliche Gefahr für die Schwingungsanfälligkeit solcher konventioneller Oefen darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei indirekt be¬ heizten Drehrohröfen einen über die gesamte Drehrohrlänge kontinuierlichen Wärmeaustausch sicherzustellen, die Dreh¬ rohrlänge zu reduzieren und Zwängungsspannungen in den Lager¬ zonen herabzusetzen.
Diese Aufgabe wird er indungsgemäss dadurch gelöst, dass der Heizmantel in den kraftübertragenden Antriebs- und Lager¬ zonen durchgehend ausgebildet ist.
Vorzugsweise wird dabei ein mitrotierender Heizmantel ver¬ wendet.
Damit das Wärmeaustausch medium einwandfrei die Antriebs- und Lagerzonen durchströmen und aufheizen kann, können nach
• einer weiteren Ausbildung der Erfindung diese Zonen ring¬ förmige Schikanen aufweisen, beispielsweise in Form von versetzt angeordneten Bohrungen, wobei durch eine ent¬ sprechende thermodynamische Abstimmung der Materialquer¬ schnitt eine gleichmässige Aufheizung dieser Zonen erzielt und unzulässige WärmeSpannungen vermieden werden.
Da die äussere Isolierung des Heizmantels im Bereich der Lau ringe zwangsläufig wegfällt, ist auch aus diesem Grunde die durch die Schikanen erzwungene Turbulenz zur Erzielung eines höheren Wärmeüberganges in den Lagerzonen besonders angestrebt.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Zu- und Abfuhr des Wärmeaustauschmediums in und aus dem .Heiz¬ mantel in Form mehrerer vollständig voneinander getrennter, mit Hilfe von Schleifringen abgedichteter Ringkanäle reali¬ siert, womit der Heizmantel in Längsrichtung fre"ir~verform- bar wird und Temperaturunterschiede beim Auf- und Abfahren des Ofens keine ZwängungsSpannungen am Heizmantel und an den Zuführungen erzeugen können.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe¬ sondere darin, dass eine verfahrenstechnisch optimierte Aufteilung in mehrere beliebig lange Heizzonen ermöglicht wird und dass durch den über die Lager- und Antriebszonen durchgehend ausgebildeten Heizmantel, mit zusätzlich ver¬ stärkter Wärmeübertragung in der Lager- und Antriebszone, eine Verkürzung des Drehrohres möglich ist.
Falls bei einzelnen Reaktionen die Wärmeübertragung im Be¬ reich der Laufräder zu gross wird, kann das Wärmeaustausch-
OM7I
medium durch Bypassleitungen zwischen den einzelnen Heiz¬ zonen direkt befördert werden.
Die im Bereich der Lager- und Antriebsringe zur Verbindung des Heizmantels mit dem Drehrohr dienenden Ringpakete steifen den Ofen im Auflagerbereich zusätzlich aus und sorgen für eine einwandfreie Uebertragung der Kräfte vom ausseren Lauf¬ ring auf das Drehrohr.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem mitrotierenden Heizmantel wird in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen :
Fig. 1 „ eine schematische Ansicht des erfin- dungsgemässen Drehrohrofens,
Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie A - A in Fig. 1 mit der Zuleitung des Wärmeaustauschmediums,
Fig. 3 einen seitlichen Schnitt durch Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie B - B in Fig. 1 mit den Laufringen,
Fig. 5 einen seitlichen Schnitt durch Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt gemäss der Linie C - C in Fig. 1 mit dem Antriebsritzel, und
Fig. 7 einen seitlichen Schnitt durch Fig. 6.
Fig. 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemässen Drehrohr¬ ofen mit einem Drehrohr 1 von beispielsweise 50 m Länge bei einem Innendurchmesser von 4,25 m und vier Laufringen 4, die in bekannter Weise auf Laufrollen gelagert sind. Ausserdem ist ein Antriebsring 5 angebracht.
Das Drehrohr 1 ist mit einem Heizmantel 2 mit Isolierung 3 umgeben, welcher mitrotierbar, fest mit dem Drehrohr ver¬ bunden ist und nur im Bereich der ca. 700 mm breiten Lauf¬ ringe 4 und des ca. 350 mm breiten Antriebsrings 5 unter¬ brochen ist. Das Wärmeaustauschmedium, vorzugsweise in Form heisser Gase, z.B. Rauchgas-, wird durch die Zu- und Ableitungen 6 dem Heizmantel 2 zugeführt und abgeleitet.
Fig. 2 und 3 zeigen die Zuleitung und Verteilung des Wärme¬ austauschmediums. Dieses tritt durch die Zu- und Ableitungen 6 aus einem Verteilkanal 9 direkt in den Raum zwischen dem Drehrohr 1 und dem Heizmantel 2. Dieser Raum ist durch dis¬ kontinuierliche Trennbleche 10 unterteilt, die verhindern, dass das Wärmeaus auschmedium mit seinem grossten Wärmegehalt direkt auf die Wandung des Drehrohres 1 auftrifft. Die Trenn¬ bleche 10 sind mit Stegen 11 versehen, so dass sich für das Wärmeaustauschmedium in den Ringkanälen 12 eine Strömung aus¬ bildet. Im Bereich der Zu- und Ableitung 6 ist der Heiz¬ mantel 2 unterbrochen und kann sich daher der unterschied¬ lichen Ausdehnung und Zusammenziehung beim Aufheizen und Ab¬ kühlen des Drehrohres 1 beziehungsweise seines Heizmantels 2 anpassen. Er ist somit in Längsrichtung frei verformbar. Die Zu- und Ableitung 6 ist mit dem Heizmantel 2 durch federnd gelagerte Schleifring-Dichtungen 14 verbunden, die somit den Bewegungen des Drehrohres folgen können.
Fig. 4 und 5 zeigen die Anordnung der auf dem Heizmantel 2 angebrachten Laufringe 4 mit Laufrollen 18. Diese sind mit einer Ring-Verbindung 15 einerseits auf den unterbrochenen Teilen des Heizmantels 2 angebracht und andererseits über Stützring-Pakete 16 mit dem Drehrohr 1 fest verbunden. Die Stützring-Pakete 16 weisen versetzt angebrachte Bohrungen 17 auf, womit eine Wirbelströmung des durchfliessenden Wärmeaustauschmediums erzwungen wird. Diese Wirbelströmung ergibt eine wesentlich höhere Wärmeübertragung im Vergleich zur Strömung in den Ringkanälen 12 und ergibt so eine aus¬ gleichende Beheizung trotz der Unterbrechungen durch die Stützring-Pakete 16.
Fig. 6 und 7 zeigen den über Verbindungsfedern 19 fest mit dem Heizmantel 2 verbundenen Antriebsring 5. Dieser wird vom Antriebsritzel 20 bewegt. Der Heizmantel 2 ist seiner¬ seits mit dem Drehrohr 1 fest durch die Stützring-Pakete 16 verbunden, die mit versetzten Bohrungen 17 versehen sind, damit eine turbulente Strömung des W rmeaustauschmediums er¬ zwungen wird, mit allen Vorteilen der verbesserten Wärme¬ übertragung.
OMPI
Claims
1. Drehrohrofen mit einem indirekt beheizten Drehrohr, einem Heizmantel, mindestens einem Antriebsrrng und mindestens
2 Laufringen, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel in den kraftübertragenden Antriebs- und
Lagerzonen durchgehend ausgebildet ist.
2. Drehrohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel in den Antriebs- und Lagerzonen, mitrotier-, bar mit dem Drehrohr verbunden ist.
3. Drehrohrofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgänge des Heizmantels in den Antriebs- und Lagerzonen in Form von ringförmigen Schikanen ausgebildet sind, derart, dass die erzwungene Turbulenz des Wärmeaus¬ tauschmediums einen erhöhten Wärmeübergang in diesen Zonen bewirkt.
4. Drehrohrofen nach Anspruch 1, 2 od.3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und Abfuhr des Wärmeaustauschmediums in und aus dem Heizmantel in Form mehrerer voneinander getrennter, ringförmiger Zu- und Ableitungs-Kanäle ausgebildet ist.
5. Drehrohrofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und Austrittskanäle mit gegen den rotierenden Heiz¬ mantel dichtenden Schleifringen ausgebildet sind.
6. Drehrohrofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Heizmantel in mehrere Heizzonen mit unterschiedlich steuerbarer Wärmeübertragung aufgeteilt ist.
7. Drehrohro en' ach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Heizzonen durch Bypassleitungen miteinander verbunden sind.
8. Verwendung des Drehrohrofens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Durchführung von thermischen Prozessen, insbe¬ sondere unter Anwendung von Vakuum oder Schutzgas, dadurch gekennzeichnet, dass er als Reaktor, Ofen, Kalzinierapparat Trockner oder Kühler eingesetzt wird.
9. Verwendung nach Anspruch 8 zur Durchführung der Fluss¬ säureherstellung ausgehend von Flussspat und Schwefelsäure.
O PI
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH470882 | 1982-08-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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WO1984000604A1 true WO1984000604A1 (en) | 1984-02-16 |
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Family Applications (1)
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PCT/CH1983/000094 WO1984000604A1 (en) | 1982-08-05 | 1983-08-05 | Uninterruptedly heated rotary drum furnace |
Country Status (2)
Country | Link |
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EP (1) | EP0115495A1 (de) |
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