DE102019215771A1

DE102019215771A1 - Kühler zum Kühlen von Schüttgut

Info

Publication number: DE102019215771A1
Application number: DE102019215771.8A
Authority: DE
Inventors: Eike Willms; Stefanie Richter; Michael Streffing; Jochen Altfeld; Ludwig Könning
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, in einem Kühler (10) aufweisend die Schritte:Einlassen von zu kühlendem Schüttgut (11) aus einem Ofen durch einen Materialeinlass (12) in den Kühler (10),Kühlen des Schüttguts einer Schüttguthöhe (H1) in einem Einlaufbereich (14) des Kühlers (10), der einen statischen Rost (36) aufweist,Kühlen des Schüttguts einer Schüttguthöhe (H2) in einem sich an den Einlaufbereich (14) anschließenden Separationsbereich (16) des Kühlers (10),Separieren von Feingut und Grobgut in dem Separationsbereich (16), wobei das Grobgut eine Korngröße aufweist, die größer ist als die des Feinguts,Kühlen des Feinguts in einem Feingutkühler (22) mit einem Kühlmedium undKühlen des Grobguts in einem Grobgutkühler (20) separat zu dem Feingut, wobei das Grobgut in dem Grobgutkühler (20) eine Schüttguthöhe (H3) aufweist, wobei das Verfahren zusätzlich die Schritte aufweist:Ermitteln der Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) undSteuern/ Regeln der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers (10) in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Kühler zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker.
Zur Kühlung von heißem Schüttgut, wie beispielsweise Zementklinker, ist es bekannt, dass das Schüttgut auf einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Belüftungsboden eines Kühlers aufgegeben wird. Das heiße Schüttgut wird anschließend zur Kühlung von einem Ende des Kühlers zum anderen Ende bewegt und dabei von beispielsweise Kühlgas durchströmt.
Für den Transport des Schüttgutes vom Kühleranfang zum Kühlerende sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Bei einem sogenannten Schubrostkühler erfolgt der Transport des Schüttgutes durch bewegbare Förderelemente, die sich in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegen. Die Förderelemente weisen eine Schubkante auf, die das Material in Förderrichtung transportieren.
Aus der DE 100 18 142 B4 ist ein Kühler bekannt, der eine Mehrzahl von sich in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegbaren Förderelementen aufweist. Jedes der Förderelemente ist über ein Trägerelement mit geeigneten Transportmechanismen verbunden, das die Förderelemente bewegbar an einer Maschinenrahmenstruktur lagert. Durch ein geeignetes Bewegungsmuster im Vor- und Rückhub wird das Material in Förderrichtung transportiert. Um eine effizientere Kühlung des Materials zu erreichen, ist es beispielsweise aus der US 3 836 321 A bekannt, eine separate Kühlung des Feinguts und des Grobguts vorzunehmen. In einem solchen Separationskühler besteht allerdings die Problematik, dass das in den Separationskühler aufgegebene Schüttgut eine variierende Menge an Feingut und Grobgut aufweist, sodass es beispielsweise zu einer Überlast oder einer Unterlast in dem Feingutkühler oder dem Grobgutkühler kommt, wobei die Effizienz des Separationskühlers sinkt. Für eine effiziente Kühlung und Separation des Grobguts von dem Feingut ist maßgeblich die Schichthöhe des Schüttguts verantwortlich, die über die Länge des Kühlers variiert.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlers bereitzustellen, das eine gezielte Einstellung unterschiedlicher Schichthöhen des Schüttguts ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 und die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, umfasst nach einem ersten Aspekt die Schritte:

Einlassen von zu kühlendem Schüttgut aus einem Ofen durch einen Materialeinlass in den Kühler,
Kühlen des Schüttguts einer Schüttguthöhe H2 in einem sich an den Materialeinlass anschließenden Separationsbereich des Kühlers,
Separieren von Feingut und Grobgut in dem Separationsbereich, wobei das Grobgut eine Korngröße aufweist, die größer ist als die des Feinguts,
Kühlen des Feinguts in einem Feingutkühler mit einem Kühlmedium und
Kühlen des Grobguts in einem Grobgutkühler separat zu dem Feingut,
Das Verfahren umfasst auch das Ermitteln der Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich und Steuern/ Regeln der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich.

Bei dem Kühler handelt es sich vorzugsweise um einen Klinkerkühler, der beispielsweise im Anschluss an einen Ofen, insbesondere Drehrohrofen zur Herstellung von Zementklinker angeordnet ist. Der Kühler weist einen dynamischen Rost mit einer Fördereinheit zum Transport des Materials in Förderrichtung auf, wobei die Fördereinheit beispielsweise einen von Kühlgas durchstömbaren Belüftungsboden mit einer Mehrzahl von Durchlassöffnungen zum Einlassen von Kühlluft aufweist. Die Kühlluft wird beispielsweise von unterhalb des Belüftungsbodens angeordneten Ventilatoren bereitgestellt, sodass das zu kühlende Schüttgut im Querstrom zur Förderrichtung mit Kühlluft durchströmt wird. Der Belüftungsboden bildet vorzugsweise eine Ebene aus, auf der das Schüttgut aufliegt. Vorzugsweise wird der Belüftungsboden teilweise oder vollständig durch die Förderelemente ausgebildet, die nebeneinander angeordnet, eine Ebene zur Aufnahme des Schüttguts ausbilden.
Optional schließt sich direkt an den Materialeinlass ein Einlaufbereich des Kühlers an, der einen statischen Rost aufweist, Bei dem statischen Rost handelt es sich beispielsweise um ein in einem Winkel zur Horizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 12° bis 33°, insbesondere 13° bis 31° angestellten Rost, der von unten mit Kühlluft durchströmt wird. Vorzugsweise ist der statische Rost unterhalb des Ofenauslaufs angeordnet, sodass das Schüttgut aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost fällt und auf diesem in Förderrichtung entlang gleitet. Der Separationsbereich schließt sich optional direkt an den Materialeinlass des Kühlers oder direkt den statischen Rost des Einlaufbereichs des Kühlers an.
Bei dem Feingut handelt es sich beispielsweise um Schüttgut mit einer Korngröße von etwa 10^-5 mm bis 4mm, vorzugsweise 10^-5 mm bis 2mm, wobei es sich bei dem Grobgut um Schüttgut mit einer Korngröße von 4mm bis 100mm, vorzugsweise 2mm bis 100mm handelt. Der Trennschnitt zwischen dem Grobgut und dem Feingut liegt vorzugsweise bei einer Korngröße von 2mm. Vorzugsweise umfasst das Feingut einen Anteil von 90% bis 95% an Schüttgut der Korngröße von 10^-5 mm bis 4mm, vorzugsweise 10^-5 mm bis 2mm, wobei es sich bei 5% bis 10% des Feinguts um Schüttgut mit einer Korngröße von mehr als 2mm, vorzugsweise mehr als 4mm handeln kann. Vorzugsweise umfasst das Grobgut einen Anteil von 90 bis 95% an Schüttgut der Korngröße von 2mm bis 100mm, vorzugsweise 4mm bis 100mm, wobei es sich bei 5% bis 10% des Grobguts um Schüttgut mit einer Korngröße von weniger als 2mm, vorzugsweise weniger als 4mm handeln kann.
An den Separationsbereich schließen sich der Feingutkühler und der Grobgutkühler an, wobei diese parallel zueinander angeordnet sind. Die parallele Anordnung des Feingutkühlers und des Grobgutkühlers ist nicht ausschließlich im geometrischen Sinne sondern auch in einem prozesstechnischen Sinne zu verstehen. Der Feingutkühler ist vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts parallel zu dem Grobgutkühler angeordnet. Der Feingutkühler und der Grobgutkühler weisen vorzugsweise einen dynamischen Rost auf, die jeweils mit einem Kühlmedium zum Kühlen des auf dem dynamischen Rost aufliegenden Schüttguts durchströmt werden. Bei dem Kühlmedium handelt es sich beispielsweise um Kühlluft, die mittels Ventilatoren durch den Fein- und Grobgutkühler geblasen wird.
Bei der Schüttguthöhe handelt es sich beispielsweise um eine absolute Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Kühler, wobei die Höhe der Fördereinheiten, wie der statische oder dynamische Rost, nicht berücksichtigt werden. Die absolute Schüttguthöhe wird zumindest für einen Punkt der Schüttgutoberfläche ermittelt. Es ist ebenfalls denkbar, eine Mehrzahl von absoluten Schüttguthöhen in einer Messfläche zu bestimmen und daraus einen Mittelwert der absoluten Schüttguthöhe zu berechnen.
Bei der Schüttguthöhe kann es sich auch um die relative Schüttguthöhe handeln, wobei die Höhe des Schüttguts auf der jeweiligen Fördereinheit, wie einem statischen oder dynamischen Rost, ermittelt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei der relativen Schüttguthöhe um die absolute Schüttguthöhe, von welcher die Höhe der jeweiligen Fördereinheit, wie einem statischen oder dynamischen Rost, subtrahiert wurde.
Eine Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich ermöglicht ein gezieltes Einstellen der Schüttguthöhen innerhalb des Kühlers. Eine Änderung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in einem Bereich innerhalb des Kühlers beeinflusst nach einer Erkenntnis der Erfinder, die Schüttguthöhe in dem Bereich des Kühlers und insbesondere in den in Förderrichtung stromaufwärts angeordneten Bereichen des Kühlers.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die Schüttguthöhe des Grobguts in dem Grobgutkühler ermittelt und die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe des Grobguts in dem Grobgutkühler gesteuert/ geregelt. Die Schüttguthöhe des Grobguts in dem sich an den Separationsbereich anschließenden Grobgutkühler beeinflusst die Schüttguthöhe in dem Separationsbereich. Beispielsweise erhöht sich die Schüttguthöhe in dem Separationsbereich, wenn die Schüttguthöhe in dem Grobgutkühler erhöht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich und / oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe in dem Separationsbereich und/ oder dem Grobgutkühler gesteuert / geregelt.
Die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich und / oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler wird gemäß einer weiteren Ausführungsform derart gesteuert/ geregelt werden, dass die Schüttguthöhe in dem Separationsbereich geringer ist als die Schüttguthöhe des Grobguts in dem Grobgutkühler. Bei einer geringeren absoluten Schüttguthöhe in dem Separationsbereich relativ zu dem Grobgutküler, bildet sich in dem Separationsbereich eine Senke aus. Vorzugsweise sammelt sich in einer solchen Senke gemäß einer Erkenntnis der Erfinder, das Feingut an und kann auf einfache Weise von dem Grobgut getrennt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Höhendifferenz zwischen der Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Separationsbereich und der Schüttguthöhe des Grobguts in dem Grobgutkühler berechnet, wobei die berechnete Höhendifferenz mit einem Sollwert verglichen wird und wobei bei einer Abweichung der Höhendifferenz von dem Sollwert, die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich und/ oder in dem Grobgutkühler verringert oder erhöht wird. Bei einem Unterschreiten des Sollwertes wird gemäß einer weiteren Ausführungsform die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler derart eingestellt, dass sie geringer ist als die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich. Vorzugsweise bewirkt eine solche Einstellung der Fördergeschwindigkeit eine größere Schüttguthöhe in dem Grobgutkühler verglichen mit der Schüttguthöhe des Separationsbereichs. Die ermöglicht die Ausbildung der Senke in dem Separationsbereich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Schüttguthöhe mittels eines optischen Messverfahrens, wie beispielsweise ein Lasermessverfahren oder Infrarotmessverfahren oder mittels eines elektromagnetischen Messverfahrens, wie eines Radarmessverfahrens (Mikrowellen im Bereich von 1-300 GHz) ermittelt. Im Folgenden ist unter dem Messverfahren sowohl das optische Messverfahren, das Lasermessverfahren als auch das Radarmessverfahren zu verstehen. Bei der Radarmessung wird die Messeinrichtung beispielsweise in einem vorbekannten Abstand zu dem Belüftungsboden des Separationsbereichs oberhalb der Schüttgutoberfläche angebracht. Vorzugsweise wird die Schüttguthöhe in einem seitlichen Randbereich des Separationsbereichs mittels einer optischen Messmethode oder der Radarmessung ermittelt. Es ist ebenfalls denkbar, dass insbesondere mittels Radarmessung ein Oberflächenbereich erfasst wird, der sich beispielsweise über die gesamte Breite und Länge des Separationsbereichs oder nur über einen Teil des Separationsbereichs, beispielsweise den seitlichen Randbereich, erstreckt. Bei einer solchen Radarmessung wird die Oberfläche des Schüttguts flächig erfasst und beispielsweise der höchste Wert der Schüttguthöhe in dieser Fläche ermittelt. Beispielsweise sind eine Mehrzahl von Messeinrichtungen vorgesehen, die oberhalb der Oberfläche des Schüttguts, beispielsweise gleichmäßig zueinander beabstandet, über die Breite des Separationsbereichs abgebracht sind, um vorzugsweise einen Oberflächenbereich des Schüttguts in dem Separationsbereich zu erfassen und die Schüttguthöhe in diesem Bereich vorzugsweise flächig zu ermitteln. Beispielsweise wird die Höhe des Schüttguts an einer Vielzahl von einzelnen, zueinander beabstandeten, Messpunkten ermittelt, woraus beispielsweise mittels Interpolation ein 2D Bild der Schüttgutoberfläche ermittelt wird. Die Messverfahren zur Ermittlung der Schüttguthöhe sind eine einfache und zuverlässige Möglichkeit, die Schüttguthöhe im Betrieb des Kühlers zu ermitteln.
Der Luftdruck des Kühlgases wird gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Separationsbereich, dem Grobgutkühler und/oder dem Feingutkühler und der Hydraulikdruck in einem Hydraulikantrieb des Kühlers ermittelt und wobei die Schüttguthöhe in dem Kühler mittels des ermittelten Hydraulikdrucks und Luftdrucks berechnet wird. Beispielsweise wird zusätzlich der Luftdruck des Kühlgases in dem Einlaufbereich des Kühlers ermittelt und die Schüttguthöhe in dem Einlaufbereich mittels des ermittelten Hydraulikdrucks und Luftdrucks berechnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Separationsbereich einen dynamischen Rost mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung auf, wobei die Förderelemente in einem Vorhub gleichzeitig in Förderrichtung und in einem Rückhub ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden und wobei die Bewegungsfrequenz der Förderelemente und/ oder die Hublänge des Vorhubs und des Rückhubs in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe des Separationsbereichs und/ oder des Grobgutkühlers gesteuert/ geregelt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Grobgutkühler einen dynamischen Rost mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung auf, wobei die Förderelemente in einem Vorhub gleichzeitig in Förderrichtung und in einem Rückhub ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden und wobei die Bewegungsfrequenz der Förderelemente und/ oder die Hublänge des Vorhubs und des Rückhubs in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe des Separationsbereichs und/ oder des Grobgutkühlers gesteuert/ geregelt wird.
Der Separationsbereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Wand zum Separieren des Feinguts von dem Grobgut auf und wobei das Verfahren das Ermitteln der Differenz zwischen der Schüttguthöhe in dem Separationsbereich und der Höhe der Wand umfasst und wobei die Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit der berechneten Höhendifferenz gesteuert/ geregelt wird. Die berechnete Höhendifferenz ist ein Maß für das in den Feingutkühler eintretende Schüttgut und stellt daher eine Möglichkeit zur Einstellung der Fördergeschwindigkeit in dem Separationsbereich dar. Beispielsweise wird die berechnete Höhendifferenz mit einem Sollwert verglichen und bei einer Abweichung der Höhendifferenz von diesem Sollwert, die Höhe der Wand zum Separieren des Feinguts verändert. Damit gleicht sich die Höhe der Wand zum Separieren des Feinguts zeitlich veränderlichen Schichthöhen im Separationsbereich an, so dass jederzeit ein Abfließen des Feinguts über und/oder durch die Wand gegeben ist.
Die Erfindung umfasst auch einen Kühler zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, aufweisend einen Kühlereinlass zum Einlassen von zu kühlendem Schüttgut in den Kühler, einen in Förderrichtung des Schüttguts hinter dem Kühlereinlass angeordneten Separationsbereich zum Separieren von Grobgut und Feingut, einen sich an den Separationsbereich anschließenden Grobgutkühler zum Kühlen des Grobguts und einen sich an den Separationsbereich anschließenden und parallel zum Grobgutkühler angeordneten Feingutkühler zum Kühlen des Feinguts, Der Kühler weist des Weiteren eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung auf, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers in Abhängigkeit der Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Separationsbereich steuert/ regelt.
Die mit Bezug auf das Verfahren zum Kühlen von Schüttgut beschriebenen Ausführungen und Vorteile treffen in vorrichtungsgemäßer Entsprechung auch auf den Kühler zum Kühlen von Schüttgut zu.
Der Kühler weist gemäß einer Ausführungsform eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Schüttguthöhe in dem Separationsbereich auf, wobei diese mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Übermittlung der ermittelten Schüttguthöhe in Verbindung steht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kühler einen Drucksensor zur Ermittlung des Luftdrucks des Kühlgases in dem Separationsbereich, dem Grobgutkühler und/ oder dem Feingutkühler auf, wobei dieser mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Übermittlung des ermittelten Luftdrucks in Verbindung steht.
Der Separationsbereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen dynamischen Rost mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung und einen Antrieb zum Antreiben der Förderelemente auf, wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts mit dem Antrieb in Verbindung steht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Antrieb ein Hydraulikantrieb ist und einen Hydraulikdrucksensor, der mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Übermittlung des Hydraulikdrucks in Verbindung steht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Separationsbereich und dem Grobgutkühler ein vertikaler Versatz von mindestens 700mm bis 1200mm, vorzugsweise mindestens 800mm bis 1100mm, insbesondere 900mm ausgebildet. Bei dem vertikalen Versatz handelt es sich vorzugsweise um eine Stufe zwischen dem dynamischen Rost des Separationsbereichs und dem dynamischen Rost des Grobgutkühlers.
Figurenliste
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Schnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Schnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt einen Kühler 10 zum Kühlen von heißem Schüttgut, insbesondere Zementklinker. Der Kühler 10 ist vorzugsweise stromabwärts eines Ofens, insbesondere Drehrohrofens, zum Brennen von Zementklinker angeordnet, sodass aus dem Ofen austretendes heißes Schüttgut beispielsweise schwerkraftbedingt in den Kühler 10 fällt.
Der Kühler 10 weist eine Mehrzahl von Bereichen auf, in denen jeweils das Schüttgut unterschiedliche Temperaturen aufweist und beispielsweise auf unterschiedliche Weise gekühlt wird. Der Kühler 10 weist einen Materialeinlass 12 zum Einlassen von heißem Schüttgut in den Kühler 10 auf. Bei dem Materialeinlass 12 handelt es sich beispielsweise um den Bereich zwischen dem Ofenauslass und einem statischen oder dynamischen Rost 36 des Kühlers 10, wobei das Schüttgut 11 vorzugsweise schwerkraftbedingt durch den Materialeinlass 12 fällt. Das zu kühlende Schüttgut weist in dem Materialeinlass 12 beispielsweise eine Temperatur von 1200 bis 1450°C auf. In dem Materialeinlass 12 findet vorzugsweise bereits eine Kühlung des Schüttguts statt. An den Materialeinlass 12 schließt sich optional ein Kühlereinlaufbereich 14 an, der beispielsweise einen statischen Rost 36 umfasst. Bei dem statischen Rost 36 handelt es sich beispielsweise um ein in einem Winkel zur Horizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 12° bis 33°, insbesondere 13° bis 21° angestellten Belüftungsboden, vorzugsweise einen Rost, der von unten mit Kühlluft durchströmt wird. Der Schüttwinkel von grobem Klinker (unbelüftet) liegt beispielsweise in einem Bereich von 33° bis 35°, so dass in einer bevorzugten Variante, der statische Rost 36 einen Winkel von 33° bis 35° zur Horizontalen aufweist. Vorzugsweise ist der statische Rost 36 unterhalb des Ofenauslaufs angeordnet, sodass das Schüttgut 11 aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost fällt und auf diesem in Förderrichtung entlang gleitet. In dem Kühlereinlaufbereich 14 des Kühlers 10 wird das Schüttgut 11 insbesondere auf eine Temperatur von weniger als 1150°C abgekühlt. Der statische Rost 36 weist vorzugsweise Durchlässe 38 auf, durch welche Kühlluft in den Kühler 10 und das Schüttgut eintritt. Die Kühlluft wird beispielsweise durch wenigstens einen unterhalb des statischen Rosts angeordneten Ventilator 18 erzeugt, sodass Kühlluft von unten durch den statischen Rost strömt. Innerhalb des Kühlers 10 wird das zu kühlende Schüttgut in Förderrichtung F bewegt.
Der Kühler 10 weist einen Separationsbereich 16 auf, der sich optional direkt an den Kühlereinlaufbereich 14 anschließt. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Kühler keinen Kühlereinlaufbereich 14 mit dem statischen Rost 36 aufweist. In diesem Fall ist der Separationsbereich 16 des Kühlers 10 derart angeordnet, dass das Schüttgut aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost oder den dynamischen Rost des Separationsbereichs 16 fällt. In dem Separationsbereich 16 wird das Schüttgut in Feingut und Grobgut separiert. Und vorzugweise auf eine Temperatur von weniger als 1150°C, vorzugsweise 1100°C, insbesondere 800°C abgekühlt, wobei die Abkühlung derart erfolgt, dass ein vollständiges Erstarren von in dem Schüttgut vorhandenen flüssigen Klinkerphasen in feste Phasen erfolgt. Beim Verlassen des Separationsbereichs 16 des Kühlers 10 liegt das Schüttgut vorzugsweise vollständig in der festen Phase und einer Temperatur von maximal 1100°C vor. Bei der Separation des Schüttguts in Grobgut und Feingut liegt zumindest das Feingut vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig in der festen Phase vor und weist eine Temperatur von weniger als 1150°C, insbesondere weniger als 1100°C, auf. Bei einer solchen Temperatur kommt es nicht zum Verkleben oder Verklumpen des Schüttguts. Die Feingutpartikel und die Grobgutpartikel liegen im Wesentlichen getrennt voneinander, vorzugsweise geschichtet, vor, sodass eine Trennung des Feinguts und des Grobguts optimal durchgeführt werden kann ohne dass es zu Anbackungen oder Verklumpungen des Schüttguts kommt. Der Separationsbereich 16 des Kühlers 10 weist beispielhaft einen oder eine Mehrzahl von Ventilatoren 24 auf, mittels welcher Kühlluft durch das zu kühlende Schüttgut strömt. Vorzugsweise weist das Schüttgut in dem Separationsbereich 16 einen oberen Bereich, in dem größtenteils oder ausschließlich Feingut vorhanden ist, und einen unteren Bereich auf, in dem größtenteils Grobgut vorhanden ist. Unter Feingut ist Schüttgut mit einer Korngröße von etwa 10^-5 mm bis 4mm, vorzugsweise 10^-5 mm bis 2mm zu verstehen, wobei es sich bei dem Grobgut um Schüttgut mit einer Korngröße von 4mm bis 100mm, vorzugsweise 2mm bis 100mm handelt. Der Trennschnitt zwischen dem Grobgut und dem Feingut liegt vorzugsweise bei einer Korngröße von 2mm.
An den Separationsbereich 16 schließen sich ein Grobgutkühler 20 zum Kühlen des in dem Separationsbereich 16 von dem Feingut separierten Grobguts und ein Feingutkühler 22 zum Kühlen des in dem Separationsbereich 16 von dem Grobgut separierten Feinguts an, wobei der Feingutkühler 22 und der Grobgutkühler 20 parallel zueinander angeordnet sind. Unter der parallelen Anordnung des Feingutkühlers zu dem Grobgutkühler ist keine geometrische Anordnung, sondern eine prozesstechnische Anordnung zu verstehen, wobei der Feingutkühler und der Grobgutkühler als parallel zueinander geschaltet bezeichnet werden können. Der Feingutkühler ist vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts parallel zu dem Grobgutkühler angeordnet. Vorzugsweise wird von dem Separationsbereich größtenteils oder ausschließlich Feingut in den Feingutkühler 22 geleitet, wobei größtenteils oder ausschließlich Grobgut in den Grobgutkühler 20 geleitet wird.
Der Grobgutkühler 20 umfasst beispielsweise einen dynamischen Rost 42, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist. Bei der Fördereinheit handelt es sich beispielsweise um einen Schubbodenförderer, der eine Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Grobguts aufweist. Bei den Förderelementen handelt es sich bei einem Schubbodenförderer um eine Mehrzahl von Planken, vorzugsweise Rostplanken, die einen Belüftungsboden ausbilden. Die Förderelemente sind nebeneinander angeordnet und in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar. Die als Förderplanken oder Rostplanken ausgebildeten Förderelemente sind vorzugsweise von Kühlluft durchströmbar, über die gesamte Länge des Grobkühlers 20 angeordnet und bilden die Oberfläche aus, auf der das Schüttgut aufliegt. Die Fördereinheit kann auch ein Schubförderer sein, wobei die Fördereinheit einen stationären von Kühlluft durchströmbaren Belüftungsboden und eine Mehrzahl von relativ zu dem Belüftungsboden bewegbaren Förderelementen aufweist. Die Förderelemente des Schubförderers sind vorzugsweise oberhalb des Belüftungsbodens angeordnet und weisen quer zur Förderrichtung verlaufende Mitnehmer auf. Zum Transport des Schüttguts entlang des Belüftungsbodens sind die Förderelemente in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar. Die Förderelemente des Schubförderers und des Schubbodenförderers sind nach dem „walking-floor-Prinzip“ bewegbar, wobei die Förderelemente alle gleichzeitig in Förderrichtung und ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden.
Alternativ dazu sind auch andere Förderprinzipien aus der Schüttguttechnik denkbar. Im Anschluss an den Grobgutkühler 20 wird das gekühlte Grobgut aus dem Kühler 10 ausgelassen und weist dabei vorzugsweise eine Temperatur von 50°C bis 200°C, vorzugsweise weniger als 100°C auf. Der Grobgutkühler 20 weist beispielhaft unterhalb des Belüftungsbodens eine Mehrzahl on Ventilatoren - 44 auf, mittels welcher Kühlluft von unten durch den dynamischen Rost 42 strömt.
Der Feingutkühler 22 umfasst beispielsweise einen dynamischen Rost, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist. Bei der Fördereinheit kann es sich beispielsweise um einen Schubförderer oder Schubbodenförderer, wie voran beschrieben handeln. Auch andere Förderprinzipien aus der Schüttguttechnik sind denkbar.
Auch der Separationsbereich 16 umfasst beispielweise einen dynamischen Rost 40, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist, wobei es sich beispielsweise um einen voran beschriebenen Schubförderer oder Schubbodenförderer handeln kann.
Der Feingutkühler 22 weist einen Materialeinlass 30 zum Einlassen von Feingut aus dem Separationsbereich 16 des Kühlers 10 in den Feingutkühler 22. Der Feingutkühler 22 weist auch einen Materialauslass 32 in einem dem Materialeinlass 30 abgewandten Ende des Feingutkühlers 22 auf zum Auslassen von Feingut aus dem Feingutkühler 22.
Der Separationsbereich 16 weist einen Feingutauslass 34 auf zum Auslassen des Feinguts aus dem Separationsbereich 16 in den Feingutkühler 22. Der Feingutauslass 34 und der Materialeinlass 30 fallen beispielsweise zusammen. Zum Separieren des Feinguts und des Grobguts weist der Separationsbereich 16 vorzugsweise Separationsmittel auf, die in 1-3 nicht dargestellt sind. Bei dem Separationsmittel kann es sich beispielsweise um eine Wand handeln, die zwischen dem Separationsbereich 16 und dem Feingutkühler 22 angeordnet ist und sich vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts erstreckt. Die Oberkante der Wand bildet vorzugsweise den Feingutauslass 34 zum Auslassen des Feinguts aus dem Separationsbereich 16. Der Separationsbereich 16 und der Feingutkühler 22 sind beispielsweise über Materialrutschen miteinander verbunden.
2 zeigt eine Schnittdarstellung eines in 1 beschriebenen Kühlers 10. Der Separationsbereich 16 weist einen dynamischen, insbesondere bewegbaren, Rost 40 auf, der sich in Förderrichtung F an den statischen Rost 36 anschließt. Der Grobgutkühler 20 weist einen dynamischen, insbesondere bewegbaren, Rost 42 auf, der sich in Förderrichtung F an den dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 anschließt.
Zwischen dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 und dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 ist eine Stufe 47, ausgebildet. Bei der Stufe 47 handelt es sich beispielweise um einen vertikalen Höhenversatz zwischen dem statischen Rost 40 und dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20. Vorzugsweise beträgt die Höhe der Stufe 47 mindestens 700 - 1200mm, vorzugsweise 800 - 1100mm, insbesondere 900 - 1000mm. Die Stufe 47 ist vorzugsweise maximal 3000mm hoch. Die Stufe 47 der 2 weist vorzugsweise eine in Förderrichtung F konstante Höhe auf, da der dynamische Rost 40 des Separationsbereichs 16 beispielhaft horizontal verläuft. Innerhalb der Stufe ist beispielhaft der dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 angeordnet. Innerhalb des Stufe 47 ist beispielhaft ein Wandelement 46 angeordnet, das sich direkt an den dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 in Förderrichtung F anschließt, sodass das Schüttgut 11 von dem dynamischen Rost 40 auf das Wandelement 46 fließt. Das Wandelement 46 ist beispielsweise statisch oder dynamisch ausgebildet, wobei ein dynamisches Wandelement 46 in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar angebracht ist. Vorzugsweise weist der Kühler 10 einen nicht dargestellten Antrieb auf, der mit dem dynamischen Wandelement 46 in Verbindung steht und dieses in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F antreibt. Das Wandelement 46 erstreckt sich beispielsweise in vertikaler Richtung oder in einem Winkel von etwa 20 - 90°, vorzugsweise 40 - 60°, insbesondere 45° zur Horizontalen, vorzugsweise zu dem dynamischen Rost 40 und/ oder 42, sodass das Schüttgut 11 in Förderrichtung F entlang des Wandelements 46 gleitet. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Wandelement 46 als Schieber, Plattenelemente, Stangenelemente oder beispielsweise Förderschnecke ausgebildet ist.
Der Kühler 10 weist vorzugsweise zumindest einen Drucksensor 54, 56, zur Ermittlung des Luftdrucks unterhalb des statischen Rosts 38 des Kühlereinlaufbereichs 14 oder des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 auf. Vorzugsweise weist der Kühler 10 zumindest zwei oder drei Drucksensoren 54, 56, 58 auf, wobei ein Drucksensor 54 unterhalb des statischen Rosts 36 des Einlaufbereichs 14, ein weiterer Drucksensor 56 unterhalb des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 und optional ein weiterer Drucksensor 58 unterhalb des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers 20 angeordnet ist.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit dem Drucksensor 54, 56, 58 und dem Hydraulikdrucksensor des Antriebs verbunden, sodass die ermittelten Druckwerte an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 übermittelt werden. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ermittelt aus den gemessenen Luftdruck- und Hydraulikdruckwerten vorzugsweise die Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20. Die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem statischen Rost 36 des Kühlereinlaufbereichs 14 ist mit H1 bezeichnet. Die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 ist mit H2 bezeichnet und die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem dynamischen Rost 40 des Grobgutkühlers 20 ist mit H3 bezeichnet.
Insbesondere der Hydraulikdruck im Rückhub verhält sich in etwa linear zu der jeweiligen Schüttguthöhe. Zur Ermittlung der Schüttguthöhe wird beispielsweise der Hydraulikdruck im Rückhub ermittelt, der einen Anhaltspunkt für die Schüttguthöhe in dem jeweiligen Bereich des Kühlers 10, vorzugsweise dem Separationsbereich 16, darstellt. Der Hydraulikdruck und die jeweils zugehörigen Werte der Schüttguthöhe wurden vorab in Versuchen ermittelt und vorzugsweise in der Steuerungs-Regelungseinrichtung 50 hinterlegt. Ebenso verhält sich die Schüttguthöhe H2 beispielsweise linear zu dem ermittelten Luftdruck unterhalb des dynamischen Rosts 40. Der Luftdruck und die jeweils zugehörige Werte der Schüttguthöhe H2 wurden vorab in Versuchen ermittelt und vorzugsweise in der Steuerungs-Regelungseinrichtung 50 hinterlegt. Gleiches findet Anwendung für die Schüttguthöhe H3 und H1, die sich jeweils linear zu dem ermittelten Luftdruck unterhalb des dynamischen Rosts 42 oder des statischen Rosts 36 verhalten. Mittels der hinterlegten Werte wird beispielsweise über eine lineare Korrelation der Schichthöhe aus den ermittelten Werten des Hydraulikdrucks und des Luftdrucks eine Schüttguthöhe berechnet.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit dem Antrieb der Fördereinheit des Kühlers 10, insbesondere des Separationsbereichs 16, verbunden, sodass die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts vorzugsweise in dem Separationsbereich 16 steuert/ regelt. Die Fördergeschwindigkeit wird beispielsweise in Abhängigkeit der vorab mittels der Luftdruck- und Hydraulikdruckdaten bestimmten Schüttguthöhe gesteuert/geregelt. Unter der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts ist vorzugsweise die mittlere Geschwindigkeit des Schüttguts über die Breite des Kühlers 10, vorzugsweise des Separationsbereichs 16 zu verstehen.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Bewegung der Förderelemente zu steuern/ regeln. Zur Förderung des Schüttguts werden die Förderelemente gleichzeitig in Förderrichtung und ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt. Dabei führt jedes einzelne Förderelement eine Vorhubbewegung in Förderrichtung F und eine Rückhubbewegung entgegen der Förderrichtung F aus. Das Schüttgutbett wird durch den gleichzeitigen Vorhub der Förderelemente in Förderrichtung F bewegt. Während der einzelnen Rückhubbewegungen der Förderelemente wird das Schüttgutbett nicht oder nur unwesentlich entgegen der Förderrichtung F bewegt. Zur Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts wird beispielsweise mittels der Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 die Bewegungsfrequenz der Vor- und Rückhubbewegung der Förderplanken eingestellt. Wird die Bewegungsfrequenz erhöht, steigt die Fördergeschwindigkeit und umgekehrt. Es ist ebenfalls denkbar, die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts durch eine Einstellung der Hublänge im Vorhub und/ oder im Rückhub zu steuern/ regeln. Wird die Hublänge erhöht, steigt die Fördergeschwindigkeit und umgekehrt, wobei die Bewegungsfrequenz der Vor- und Rückhubbewegung der Förderelemente vorzugsweise gleichbleibt. Beispielsweise wird die Hublänge oder die Bewegungsfrequenz ausschließlich für die äußeren, vorzugsweise zwei oder vier, Förderelemente gesteuert/ geregelt. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Hublänge oder die Bewegungsfrequenz der Förderelemente derart gesteuert/ geregelt wird, dass die Hublänge der äußeren Förderelemente größer oder die Bewegungsfrequenz der äußeren Förderelemente größer als die der inneren Förderelemente ist, oder umgekehrt. Mit den äußeren Förderelementen sind vorzugsweise die an den Längsseiten des Separationsbereichs 16 Förderelemente gemeint.
Beispielhaft weist der Kühler 10 der 2 eine Messeinrichtung 52 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H1, H2 und/ oder H3 auf. Bei der Messeinrichtung 52 handelt es sich beispielsweise um einen Radarsensor. Der Radarsensor ist beispielsweise derart ausgebildet, dass er elektromagnetische Wellen in einem Messkegel mit einem Öffnungswinkel von etwa 5° bis 15° emittiert, sodass eine Oberfläche des Schüttguts von beispielsweise 0,2m² bis 1m² von der Messeinrichtung 52 erfasst werden. Die an der Oberfläche des Schüttguts reflektierten elektromagnetischen Wellen werden von der Messeinrichtung 52 erfasst, wobei diese derart ausgebildet ist, dass sie den Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52, vorzugsweise einen Mittelwert über die von der Messeinrichtung 52 erfasste Oberfläche des Schüttguts, ermittelt. Die Messeinrichtung 52 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie aus dem Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52 die jeweilige absolute Schüttguthöhe berechnet, wobei diese die Höhe des Schüttguts in dem Kühler 10 entspricht. Die Messeinrichtung 52 kann auch derart ausgebildet sein, dass sie aus dem Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52 die jeweilige relative Schüttguthöhe H1, H2 und/ oder H3 ermittelt, wobei diese die Höhe des Schüttguts relativ zu dem jeweiligen statischen oder dynamischen Rost 36, 40, 42 entspricht, auf dem das Schüttgut aufliegt. Vorzugsweise ist die Höhe des statischen Rosts 36 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H1, die Höhe des dynamischen Rosts 40 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und die Höhe des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers 20 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H3 in dem Grobgutkühler 20 in der Messeinrichtung 52 hinterlegt. Die Messeinrichtung 52 ist vorzugsweise oberhalb des dynamischen Rosts 40, insbesondere oberhalb der Schüttgutoberfläche, angeordnet. Beispielsweise ist die Messeinrichtung 52 etwa 2m bis 3m oberhalb des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 angeordnet. Insbesondere ist die Messeinrichtung 52 an einer Decke des Kühlers 10 befestigt. Es ist ebenfalls denkbar, dass eine Mehrzahl von Messeinrichtungen 52 oberhalb der Oberfläche des Schüttguts in dem Kühler 10 angeordnet ist. Beispielweise weist der Grobgutkühler 20 eine oder mehrere Messeinrichtungen 52 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H3 des Grobguts auf dem dynamischen Rost 42 auf.
Die Messeinrichtung 52 steht mit der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 in Verbindung, sodass die mittels der Messeinrichtung 52 ermittelte Schüttguthöhe H1, H2 und/oder H3, vorzugsweise den ermittelten Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52 an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 übermittelt werden. Die Ermittlung der absoluten Schüttguthöhen oder der relativen Schüttguthöhen H1, H2 und/ oder H3 kann auch in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 erfolgen. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist dazu beispielsweise derart ausgebildet, dass sie aus dem von der Messeinrichtung 52 ermittelten Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52 die Schüttguthöhen H1, H2 und/ oder H3 berechnet. Vorzugsweise ist die Höhe des statischen Rosts 36 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H1, die Höhe des dynamischen Rosts 40 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und die Höhe des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers 20 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H3 in dem Grobgutkühler 20 in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegt. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist beispielsweise derart ausgebildet, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20 in Abhängigkeit der mittels der Messeinrichtung 52 ermittelten Schüttguthöhe H2 oder H3 steuert/ regelt. Die Schüttguthöhe H2 oder H3 kann optional zusätzlich zu der Messeinrichtung 52 aus den gemessenen Luftdruck- und Hydraulikdruckwerten berechnet werden. Vorzugsweise wird die mittels der Messeinrichtung 52 gemessene oder mit der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ermittelte Schüttguthöhe H2 oder H3 mit der aus den gemessenen Luftdruck- und Hydraulikdruckwerten berechneten Schüttguthöhe verglichen, insbesondere eine Abweichung des gemessenen Wertes mit dem berechneten Wert ermittelt. Übersteigt die Abweichung einen Wert von beispielsweise +/- 5% bis +/- 15%, wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts ausschließlich in Abhängigkeit der aus den gemessenen Luftdruck- und Hydraulikdruckwerten berechneten Schüttguthöhe gesteuert/ geregelt. Bei einer Abweichung von beispielsweise +/- 5% bis +/- 15% wird von einem Fehler der Messeinrichtung 52 ausgegangen und diese somit in der Steuerung/ Regelung nicht mehr berücksichtigt.
3 zeigt einen Kühler 10, der im Wesentlichen dem in 1 und 2 dargestellten Kühler 10 entspricht. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied zur 2 weist der dynamische Rost 40 des Separationsbereichs 16 einen Winkel von 20 - 90°, vorzugsweise 40 - 60°, insbesondere 45° zur Horizontalen und insbesondere zu dem dynamischen Rost 40 des Grobgutkühlers 20 auf. Die Stufe 47 des Ausführungsbeispiels der 3 weist eine in Förderrichtung F variierende Höhe auf. Beispielsweise weist die Stufe 47 zwischen dem Aufgabebereich des dynamischen Rosts 40 und dem dynamischen Rost 42 die mit Bezug auf 2 beschriebene Höhe auf.
Im Betrieb des Kühlers 10 der 1 bis 3 fällt Schüttgut 11 von einem Ofenauslass optional in den Einlaufbereich 14 des Kühlers 10. In dem Einlaufbereich 14 wird das Schüttgut 11 auf eine Temperatur von weniger als 1100°C abgekühlt, wobei eine vorzugsweise vollständige Erstarrung der flüssigen Phase des zu kühlenden Schüttguts 11 stattfindet. Die Verweilzeit des Schüttguts auf dem statischen Rost 36 des Einlaufbereichs 14 beträgt vorzugsweise etwa 100 bis 300 Sekunden. Auf dem statischen Rost 36 sind sowohl Grobgut als auch Feingut vorhanden und beispielsweise über die Höhe und Länge des Schüttgutbetts 11 verteilt. Es ist auch denkbar, dass in der oberen Schüttgutschicht ein höherer Feingutanteil als in der unteren Schüttgutschicht ist. Um eine vollständige Erstarrung der flüssigen Phase des Schüttguts 11 in dem Einlaufbereich 14 zu erreichen, beträgt die Höhe H1 des Schüttgutbetts 11 beispielsweise 300 - 1000m, vorzugsweise 600mm.
An den dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 schließt sich in 2 und 3 beispielhaft eine Zerkleinerungseinrichtung 48 an. Bei der Zerkleinerungseinrichtung 48 handelt es sich beispielsweise um eine Mühle oder einen Brecher mit zumindest zwei gegenläufig rotierbaren Brechwalzen und einem zwischen diesen ausgebildeten Brechspalt, in dem die Zerkleinerung des Materials stattfindet. An die Zerkleinerungseinrichtung 48 kann sich beispielsweise ein nicht dargestellter dritter Bereich des Kühlers 10 zum weiteren Kühlen des Schüttguts 11 anschließen. Vorzugsweise weist bei einer solchen Ausgestaltung das Schüttgut bei Eintritt in den dritten Bereich des Kühlers 10 eine Temperatur von mehr als 100°C auf. Vorzugsweise weist das Schüttgut beim Verlassen des Kühlers 10 eine Temperatur von 100°C oder weniger auf.
Im Betrieb des in 1, 2 und 3 dargestellten Kühlers 10 bildet sich in dem ersten Bereich 14 des Kühlers 10 auf dem statischen Rost 36eine relative Schüttgutbetthöhe H1 aus, die optimaler Weise zwischen 300mm bis 1000mm beträgt. Auf dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 weist das Schüttgutbett 11 optimaler Weise eine relative Schüttguthöhe H2 von 300mm bis 1000mm auf. Die Höhe H3 des Schüttgutbetts 11 auf dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 ist optimaler Weise 300mm bis201500mm, vorzugsweise 600mm bis 1500mm. Bei den angegebenen Höhenwerten handelt es sich um die Schüttguthöhe, bei der eine optimale Kühlung des Schüttguts in dem Separationsbereich 16, dem Grobgutkühler 20 und dem Kühlereinlaufbereich 14 erfolgen kann. Bei der genannten relativen Schüttguthöhe H2 ist des Weiteren eine optimale Separation des Feinguts von dem Grobgut möglich. Die relativen Schüttguthöhen H1, H2 und H3 sind mittels der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts einstellbar.
Nach einer Erkenntnis der Erfinder ist ein optimaler Betrieb des Kühlers 10 beispielsweise dann möglich, wenn die Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 in einer Ebene mit der Oberfläche des Schüttguts des Grobgutkühlers 20 ist. In diesem Fall ist die absolute Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 gleich der absoluten Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Grobgutkühler 20. Vorzugsweise entspricht die Schüttguthöhe H3 der Schüttguthöhe H2 plus die Höhe der Stufe 47. In einer Alternative, stellt sich ein optimaler Betrieb des Kühlers 10 dann ein, wenn die Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 unterhalb der Oberfläche des Schüttguts des Grobgutkühlers 20 liegt, sodass sich vorzugsweise eine in 2 und 3 schraffiert dargestellte Senke in dem Schüttgut ausbildet. Um einen optimalen Betrieb des Kühlers 10 zu ermöglichen, werden die Schüttguthöhen H1, H2 und/ oder H3 vorzugsweise wie nachfolgend beschrieben eingestellt. Zunächst wird die Möglichkeit beschrieben, die Fördergeschwindigkeiten des Schüttguts auf den dynamischen Rosten 40, 42 derart einzustellen, dass die Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 in einer Ebene mit der Oberfläche des Schüttguts des Grobgutkühlers 20 ist.
Dazu wird vorzugsweise mittels der Messeinrichtung 52 die absolute Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20 ermittelt und an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 übermittelt Die Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 ist vorzugweise derart ausgebildet, dass sie die absoluten Schüttguthöhen miteinander vergleicht und bei einer Abweichung der ermittelten absoluten Schüttguthöhen voneinander wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert oder erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20 verringert, wenn die absolute Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 geringer ist als die absolute Schüttguthöhe in dem Grobgutkühler 20. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 erhöht, wenn die absolute Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 höher ist als die absolute Schüttguthöhe in dem Grobgutkühler 20.
Beispielsweise wird die Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich 16 mittels der Messeinrichtung 52 oder der Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 ermittelt und mit einem vorab bestimmten Sollwert verglichen, der beispielsweise in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegt ist. Bei einer Abweichung der ermittelten Schüttguthöhe H2 von dem Sollwert wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert oder erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert, wenn die ermittelte Schüttguthöhe H2 den Sollwert unterschreitet. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 erhöht, wenn die ermittelte Schüttguthöhe H2 den Sollwert überschreitet. Eine Verringerung der Fördergeschwindigkeit des Grobgutkühlers 20 bewirkt eine Erhöhung der Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich 16, wobei vorzugsweise die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 im Wesentlichen gleichbleibt.
Beispielsweise wird die Schüttguthöhe H3 in dem Grobgutkühler ermittelt und mit einem vorab bestimmten Sollwert verglichen, der beispielsweise in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegt ist. Bei einer Abweichung der ermittelten Schüttguthöhe H3 von dem Sollwert wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert oder erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert, wenn die ermittelte Schüttguthöhe H2 den Sollwert unterschreitet. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 erhöht, wenn die ermittelte Schüttguthöhe H2 den Sollwert überschreitet.
Die Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 wird beispielsweise zusätzlich zu der Schüttguthöhe H3 des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 mittels der Messeinrichtung 52 oder der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ermittelt, wobei die ermittelten Schüttguthöhen H2 und H3 miteinander verglichen werden. Wenn die Schüttguthöhe H3 des Grobguts geringer oder gleich der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16, wird die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 verringert, wobei die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 beispielsweise gleichbleibt oder erhöht wird.
Wenn die Schüttguthöhe H3 des Grobguts höher ist als die Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16, wird die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 und des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 beispielsweise nicht verändert. Vorzugsweise wird die Differenz zwischen der Schüttguthöhe H3 des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 und der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 ermittelt und mit einem in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegten Sollwert verglichen. Der Sollwert entspricht beispielsweise der Höhe der Stufe 47 zwischen dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 und dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 und beträgt beispielsweise 700mm bis 1200mm, vorzugsweise mindestens 800mm bis 1100mm, insbesondere 900mm. Unterschreitet die Differenz den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 beispielsweise verringert und optional die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit derart eingestellt, dass der Grobgutkühler 20 eine geringere Fördergeschwindigkeit aufweist als der Separationsbereich 16. Überschreitet die Differenz den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit vorzugsweise nicht verändert oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 wird erhöht und optional die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 verringert.
Es ist ebenfalls denkbar, die Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeiten des Schüttguts auf den dynamischen Rosten 40, 42 derart einzustellen, dass sich an der Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 eine Senke ausbildet.
Dazu wird beispielsweise mittels der Messeinrichtung 52 die absolute Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20 ermittelt und an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 übermittelst. Die Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie eine Abweichung zwischen den ermittelten absoluten Schüttguthöhen ermittelt und diese mit einem vorab bestimmten und in der Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 hinterlegten Sollwert vergleicht. Vorzugsweise wird zur Ermittlung der Abweichung die absolute Schüttguthöhe des Separationsbereichs 16 von der absoluten Schüttguthöhe des Grobgutkühlers 20 subtrahiert. Unterschreitet der ermittelte Wert den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20 verringert. Überschreitet der ermittelte Differenzwert der absoluten Schüttguthöhen den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20 erhöht. Bei dem Sollwert handelt es sich beispielsweise um 200mm bis 1000mm, vorzugsweise 300mm bis 700mm, insbesondere 500mm bis 600mm.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die relativen Schüttguthöhen H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 und die relative Schüttguthöhe H3 des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 mittels der Messeinrichtung 52 oder der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ermittelt und an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 übermittelt werden. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise derart ausgebildet, die ermittelten Schüttguthöhen H2 und H3 miteinander zu vergleichen. Vorzugsweise wird die Differenz zwischen der Schüttguthöhe H3 des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 und der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 ermittelt und mit einem in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegten Sollwert verglichen. Der Sollwert entspricht beispielsweise der Höhe der Stufe 47 plus einem gewünschten Tiefe der Senke zwischen der Schüttgutoberfläche des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 und des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers 20 und beträgt beispielsweise 1300mm bis 2400mm, vorzugsweise mindestens 1300mm bis 2000mm, insbesondere 1500mm bis 1800mm. Unterschreitet die Differenz den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 beispielsweise verringert und optional die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit derart eingestellt, dass der Grobgutkühler 20 eine geringere Fördergeschwindigkeit aufweist als der Separationsbereich 16. Überschreitet die Differenz den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit vorzugsweise nicht verändert oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 wird erhöht und optional die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 verringert.
Die Ausbildung einer Senke in der Schüttgutoberfläche des Separationsbereichs 16 verglichen mit der Schüttgutoberfläche des Grobgutkühlers 20 vereinfacht eine Trennung des Feinguts von dem Grobgut in dem Separationsbereich 16
Bezugszeichenliste

10: Kühler
11: Schüttgut
12: Materialeinlass
14: Kühlereinlaufbereich
16: Separationsbereich
18: Ventilator
20: Grobgutkühler
22: Feingutkühler
24: Ventilator
26: Ventilator Feingutkühler
30: Materialeinlass Feingutkühler
32: Materialauslass Feingutkühler
34: Feingutauslass Separationsbereich
36: statischer Rost
38: Durchlässe
40: dynamischer Rost des Separationsbereichs
42: dynamischer Rots des Grobgutkühlers
44: Ventilatoren
46: Wandelement statisch/dynamisch
47: Stufe
48: Zerkleinerungseinrichtung
50: Steuerungs-/Regelungseinrichtung
52: Messeinrichtung
54: Drucksensor
56: Drucksensor
58: Drucksensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10018142 B4 [0004]
US 3836321 A [0004]

Claims

Verfahren zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, in einem Kühler (10) aufweisend die Schritte: Einlassen von zu kühlendem Schüttgut (11) aus einem Ofen durch einen Materialeinlass (12) in den Kühler (10), Kühlen des Schüttguts einer Schüttguthöhe (H2) in einem sich an den Materialeinlass (12) anschließenden Separationsbereich (16) des Kühlers (10), Separieren von Feingut und Grobgut in dem Separationsbereich (16), wobei das Grobgut eine Korngröße aufweist, die größer ist als die des Feinguts, Kühlen des Feinguts in einem Feingutkühler (22) mit einem Kühlmedium und Kühlen des Grobguts in einem Grobgutkühler (20) separat zu dem Feingut, gekennzeichnet durch Ermitteln der Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) und Steuern/ Regeln der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers (10) in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schüttguthöhe (H3) des Grobguts in dem Grobgutkühler (20) ermittelt wird und die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts (11) innerhalb des Kühlers (10) in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H3) gesteuert/ geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich (16) und / oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler (20) in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2; H3) gesteuert / geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich (16) und / oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler (20) derart gesteuert/ geregelt werden, dass die Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) geringer ist als die Schüttguthöhe (H3) des Grobguts in dem Grobgutkühler (20).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Höhendifferenz zwischen der Schüttguthöhe (H2) des Schüttguts (11) in dem Separationsbereich (16) und der Schüttguthöhe (H3) des Grobguts in dem Grobgutkühler (20) berechnet wird und wobei die berechnete Höhendifferenz mit einem Sollwert verglichen wird und wobei bei einer Abweichung der Höhendifferenz von dem Sollwert, die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts (11) in dem Separationsbereich (16) und/ oder in dem Grobgutkühler (20) verringert oder erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei bei einem Unterschreiten des Sollwertes die Fördergeschwindigkeit des in dem Grobgutkühler (20) derart eingestellt wird, dass sie geringer ist als die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts (11) in dem Separationsbereich (16).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schüttguthöhe (H2; H3) mittels eines optischen Messverfahrens oder mittels eines elektromagnetischen Messverfahrens ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Luftdruck in dem Separationsbereich (16), dem Grobgutkühler (20) und/oder dem Feingutkühler (22) und der Hydraulikdruck in einem Hydraulikantrieb des Kühlers (10) ermittelt wird und wobei die Schüttguthöhe (H2, H3) mittels des ermittelten Hydraulikdrucks und Luftdrucks berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Separationsbereich (16) einen dynamischen Rost (40) mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung (F) aufweist und wobei die Förderelemente in einem Vorhub gleichzeitig in Förderrichtung (F) und in einem Rückhub ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung (F) bewegt werden und wobei die Bewegungsfrequenz der Förderelemente und/ oder die Hublänge des Vorhubs und des Rückhubs in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2, H3) des Separationsbereichs (16) und/ oder des Grobgutkühlers (20) gesteuert/ geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Grobgutkühler (20) einen dynamischen Rost (42) mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung (F) aufweist und wobei die Förderelemente in einem Vorhub gleichzeitig in Förderrichtung (F) und in einem Rückhub ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung (F) bewegt werden und wobei die Bewegungsfrequenz der Förderelemente und/ oder die Hublänge des Vorhubs und des Rückhubs in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2, H3) des Separationsbereichs (16) und/ oder des Grobgutkühlers (20) gesteuert/ geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Separationsbereich (16) eine Wand (46) zum Separieren des Feinguts von dem Grobgut aufweist und wobei das Verfahren das Ermitteln der Differenz zwischen der Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) und der Höhe der Wand umfasst und wobei die Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit der berechneten Höhendifferenz gesteuert/ geregelt wird.
Kühler (10) zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, aufweisend einen Kühlereinlass (12) zum Einlassen von zu kühlendem Schüttgut in den Kühler (10), einen in Förderrichtung (F) des Schüttguts hinter dem Kühlereinlass (12) angeordneten Separationsbereich (16) zum Separieren von Grobgut und Feingut, einen sich an den Separationsbereich (16) anschließenden Grobgutkühler (20) zum Kühlen des Grobguts und einen sich an den Separationsbereich (16) anschließenden und parallel zum Grobgutkühler (20) angeordneten Feingutkühler (22) zum Kühlen des Feinguts, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) vorgesehen ist, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers (10) in Abhängigkeit der Schüttguthöhe (H2) des Schüttguts (11) in dem Separationsbereich (16) steuert/ regelt.
Kühler (10) nach Anspruch 12, wobei der Kühler (10) eine Messeinrichtung (52) zur Ermittlung der Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) aufweist und wobei diese mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) zur Übermittlung der ermittelten Schüttguthöhe in Verbindung steht.
Kühler (10) nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Kühler (10) einen Drucksensor (54, 56, 58) zur Ermittlung des Luftdrucks in dem Separationsbereich (16), dem Grobgutkühler (20) und/ oder dem Feingutkühler (22) aufweist, wobei dieser mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) zur Übermittlung des ermittelten Luftdrucks in Verbindung steht.
Kühler (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Separationsbereich (16) einen dynamischen Rost (40) mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung (F) und einen Antrieb zum Antreiben der Förderelemente aufweist und wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) zur Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts mit dem Antrieb in Verbindung steht.
Kühler (10) nach Anspruch 15, wobei der Antrieb ein Hydraulikantrieb ist und einen Hydraulikdrucksensor umfasst, der mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) zur Übermittlung des Hydraulikdrucks in Verbindung steht.
Kühler (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei zwischen dem Einlaufbereich (14) und dem Grobgutkühler (20) ein vertikaler Versatz von mindestens 700mm bis 1200mm, vorzugsweise mindestens 800mm bis 1100mm, insbesondere 900mm ausgebildet ist.