DE2008774B2

DE2008774B2 - Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut

Info

Publication number: DE2008774B2
Application number: DE2008774A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Krueger; Horst Dipl.-Chem. Dr. Ritzmann
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1970-02-25
Filing date: 1970-02-25
Publication date: 1976-01-08
Also published as: FR2078962A5; CA923115A; US3716095A; DE2008774A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut, mit einem zur Erhitzung des Gutes auf Endtemperatur dienenden Wärmetauscher sowie einem Kühler für das erhitzte Gut, wobei der Wärmetauscher und der Küh'er im Gegenstrom zu dem nach unten fließenden Gut von einem Behandlungsgasstrom durchsetzt werden und wobei der Küh ler derart mit dem Wärmetauscher verbunden ist, daß die Kühlerabgase nach Erhitzung mittels eines Brenners dem Wärmetauscher zugeführt werden und wobei das auf Endtemperatur erhitzte Gut vor Eintritt in den Kühler eine gewisse Zeit in einer mit einem Regulierorgan für die Gutaustragsmenge versehenen Verweilzone gehalten wird.

Bei der Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut, wie Kalk, Magnesit, Dolomit, Tonerde usw., erweist es sich häufig als schwierig, die verschiedenen Korngrößen des Gutes gleichmäßig zu behandeln. Brennt man beispielsweise Kalk in einem Gegenstrom-Wärmetauscher, so durchfällt das Grobkorn auf Grund seines höheren Gewichtes den Wärmetauscher schneller als das Feinkorn. Das Grobkorn wird infolgedessen schlechter als das Feinkorn entsäuert. Würde man andererseits, um den restlichen CO2-Gehalt aus dem Grobkorn zu entfernen, die Brenntemperatur erhöhen, so brächte dies die Gefahr einer Überhitzung des Feingutes mit sich.

Nun ist es beim Brennen von grobstückigem Gut in Schachtofen bekannt, zwischen der Brennzone und der tiefer im Schacht angeordneten Kühlzone eine sogenannte Garungszone vorzusehen, in der das aus der Brennzone ausgetragene Gut eine gewisse Zeit bei der erreichten Temperatur verweilen soll, so daß zwischen den einzelnen Gutteilchen sowie innerhalb der Gutteilchen ein Wärmeausgleich stattfinden kann.

Man könnte deshalb auf den Gedanken kommen, zur Vermeidung der eingangs geschilderten Schwierigkeiten (unterschiedliche Wärmebehandlung von Grobkorn und Feinkorn in einem Gegensirom-Wärmetauscher) dem Wärmetauscher eine Verweilzone nachzuschalten, in der das Gut eine bestimmte Zeit verbleibt, ehe es in den Kühler gelangt Es zeigt sich jedoch, daß die von Schachtofen her für grobstückiges Gut bekannte Art der Verweilzone, in der sich das Gut in einem dichten ίο Haufwerk befindet, sehr schlecht für feinkörniges Gut eignet, das zuvor in einem Gegenstrom-Wärmetauscher vorgewärmt und erhitzt wurde und anschließend in der Regel gleichfalls in aufgelöster Verteilung gekühlt werden soll. Die Anordnung eines einfachen Garungsbehälters, in dem das feinkörnige, heiße Gut in einem dichten Haufwerk lagen, würde nämlich zu unerträglichen Anbackungen und Verklebungen und damit zu beträchtlichen Betriebsstörungen führen. Bei einer bekannten Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut (DT-OS 15 01 373) enthält der Wärmetauscher eine Wirbelschicht sowie einen darüber angeordneten Vorwärmschacht. Der Wirbelschicht wird von unten her durch einen Brenner erhitzte Kühler-dbluft sowie gegebenenfalls zusätzlicher Brennstoff zugeführt. Das vorgewärmte Gut wird infolgedessen in der Wirbelschicht auf die gewünschte Endtemperatur gebracht, verweilt eine gewisse Zeit in dieser Wirbelschicht und wird dann in üblicher Weise durch einen Überlauf ausgetragen und der Kühlzone zugeführt.

Da sich die Aufenthaltszeit der einzelnen Gutteilchen in einer solchen Wirbelschicht schwer genau regulieren läßt, besteht bei dieser bekannten Anlage die Gefahr, daß größere Gutteilchen die Wirbelschicht verlassen, ohne daß auch der Kern dieser Gutteilchen die gewünschte Behandlungs-Endtemperatur erreicht hat. Da ferner bei der bekannten Anlage die Wirbelschicht sowohl den das Gut auf Endtemperatur bringenden Teil des Wärmetauschers als auch die Verweilzone bildet, lassen sich die Verfahrensbedingungen, insbesondere die Temperatur, in der Verwdlzone nicht unabhängig vom Wärmetauscher einstellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile eine Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut so auszubilden, daß eine gleichmäßige Wärmebehandlung von Gutteilchen unterschiedlicher Größe gewährleistet wird und eine optimale Anpassung der Verweilzeit (d. h. auch unabhängig von den Brennbedingungen) für das jeweils vorliegende Gut gewählt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verweilzone dem Wärmetauscher nachgeschaltet ist und einen schachtförmigen Verweilbehälter sowie einen Abscheider enthält, daß ein die Kühlerabgase vor Eintritt in den Verweilbehälter erhitzender, zusätzlicher Brenner vorgesehen ist und daß die Abgasleitung des Abscheiders an den Wärmetauscher angeschlossen und die Gutaustragsleitung des Abscheiders über das als Verteiler ausgebildete Regulierorgan einerseits mit dem Verweilbehälter und andererseits mit dem Kühler verbunden ist.

Indem die Verweilzone dem Wärmetauscher als gesonderte Zone nachgeschaltet ist, lassen sich die Verfahrensbedingungen in dieser Verweilzone unabhängig vom Wärmetauscher wählen. Der die Kühlerabgase vor Eintritt in den Verweilbehälter erhitzende, zusätzliche Brenner stellt die Temperatur in der Verweilzone auf den für die jeweiligen Verhältnisse optimalen Wert

ein. Durch das als Verteiler ausgebildete Regulierorgan wird ein einstellbarer Teil des in der Verweilzone zirkulierenden Gutes ausgetragen und damit die mittlere Aufenthaltszeit des Gutes in der Verweilzone auf den günstigsten Wert eingestellt. Da sich das Gut in der Verweilzone in einem Gasstrom bewegt und damit im aufgelösten Zustand befindet, werden Betriebsschwierigkeiten durch Anbackungen und Verklebungen, wie sie bei Ablagerung in einem Haufwerk auftreten, vermieden. Die Bewegung im Gasstrom mit der dadurch gegebenen ständigen Lageveränderung der einzelnen Gutteilchen begünstigt ferner den erwünschten Wärmeausgleich zwischen den einzelnen Gutteilchen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht.

Die Anlage enthält einen Gegenstrom-Wärmetauscher 1, der beispielsweise aus einer Anzahl von Zyklonen, Wirbelschächten usw. aufgebaut sein kann und in dem das feinkörnige Gut vorgewärmt und erhitzt wird. Weiterhin enthält die Anlage einen Kühler 2, in dem das wärmebehandelie Gut auf die gewünschte Endtemperatur gekühlt wird.

Zwischen dem zur Vorwärmung und Erhitzung dienenden Wärmetauscher 1 und dem Kühler 2 ist eine Verweilzone 3 angeordnet, die im wesentlichen aus einem schachtförmigen Verweilbehälter 4 und einem nachgeschalteten Abscheider 5 besteht. Die Anlage enthält ferner zwei Brenner 6 und 7.

Die dem Kühler 2 zugeführte Kühlluft (Pfeil 8) strömt nach Durchsetzen des Kühlers 2 dem Verweilbehälter 4 zu (Pfeil 9) und wird zunächst durch den Brenner 6 aufgeheizt. Nach Durchströmen des Verweilbehälters 4 und des Abscheiders 5 wird die Kühlerabluft durch den Brenner 7 weiter erhitzt und tritt in den zur Vorwärmung und Erhitzung dienenden Wärmetauscher 1 ein (Pfeil 10) und verläßt diesen am oberen Ende (Pfeil 11).

Das dem Wärmetauscher 1 am oberen Ende (Pfeil 12) zugeführte Gut durchsetzt den Wärmetauscher im Gegenstrom zum Gas und wird hierbei vorgewärmt und erhitzt. Das erhitzte Gut w«rd dann (Pfeil 13) in den Verweilbehälter 4 eingeführt, von dem darin aufsteigenden Gasstrom mit in den Abscheider 5 gerissen und dort abgeschieden. Ein Teil des Gutes (Pfeil 14) wird zurück in den Verweilbehälter 4 gerührt, während der Rest des Gutes (Pfeil 15) zum Kühler 2 gelangt und ihn nach Abkühlung verläßt (Pfeil 16). Zur Aufteilung des im Abscheider 5 abgeschiedenen Gutstromes auf die beiden Teilströme (Pfeile 14, 15) dient ein in der Zeichnung nicht veranschaulichtes, einstellbares Verteilerorgan.

Nimmt man beispielsweise an, daß das Gut mit einer Temperatur von etwa 1000⁰C aus dem zur Vorwärmung und Erhitzung dienenden Wärmetauscher 1 austritt (Pfeil 13), so wird die beispielsweise mit einer Temperatur von etwa 700⁰C aus dem Kühler 2 austretende Kühlerabluft (Pfeil 9) durch den Brenner 6 etwa gleichfalls auf eine Temperatur von 1000⁰C aufgeheizt, so daß das Gut in dem schachtförmigen Verweilbehälter 4 noch eine gewisse Zeit bei der erreichten Temperatur gehalten wird und sich ein guter Wärmeausgleich zwischen Grobkorn und Feinkorn einstellt. Durch den Brenner 7 wird dann die aus dem Abscheider 5 austretende Kühlerabluft auf die in der heißesten Zone des Wärmetauschers 1 benötigte Temperatur, beispielsweise 1500° C, aufgeheizt.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Temperaturangaben nur Beispiele sind. Die im Einzelfall bei den verschiedensten Materialien zu wählenden Temperaturen können hiervon wesentlich abweichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut, mit einem zur Erhitzung des Gutes auf Endtemperatur dienenden Wärmetauscher sowie einem Kühler für das erhitzte Gut, wobei der Wärmetauscher und der Kühler im Gegenstrom zu dem nach unten fließenden Gut von einem Behandlungsgasstrom durchsetzt werden und wobei der Kühler derart mit dem Wärmetauscher verbunden ist, daß die Kühlerabgase nach Erhitzung mittels eines Brenners dem Wärmetauscher zugeführt werden und wobei das auf Endtemperatur erhitzte Gut vor Eintritt in den Kühler eine gewisse Zeit in einer mit einem Regulierorgan für die Gutaustragsmenge versehenen Verweilzone gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzone (3) dem Wärmetauscher (1) nachgeschaltet ist und einen schachtförmigen Verweilbehälter (4) sowie einen Abscheider (5) enthält, daß ein die Kühlerabgase vor Eintritt in den Verweilbehälter (4) erhitzender, zusätzlicher Brenner (6) vorgesehen ist und daß die Abgasleitung des Abscheiders (5) an den Wärmetauscher (1) angeschlossen und die Gutaustragsleitung des Abscheiders (5) über das als Verteiler ausgebildete Regulierorgan einerseits mit dem Verweilbehälter (4) und andererseits mit dem Kühler (2) verbunden ist.