DE2048404C3 - Vorrichtung zum Vorwärmen von körnigem und granuliertem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf e-ne Vorrichtung zum Vorwärmen von körnigem und granuliertem Material mit den Gattungsmerkmalen des Hauptanspruches.

Bei einem bekannten derartigen Wärmetauscher (DT-OS 15 01370) sind in einer oberen und einer unteren Reihe im senkrechten Wärmetauscherschacht schräg übereinander angeordnete und rostartig ausgebildete Leitelemente für das körnige Material angeordnet. Aufgrund der getroffenen Anordnung und der rostartigen Ausbildung dieser Einbauten fließt das körnige Material mit einer relativ geringen Schichthöhe in verschiedenen Teilströmen durch den Wärmetauscher, wobei es im Bereich der verschiedenen Roste annähernd quer zu seiner Förderrichtung von den Kühloder Heizgasen durchströmt wird. Somit tritt nur eine vergleichsweise kurzzeitige Berührung des gasförmigen Mediums mit den jeweiligen Materialpartikeln ein, so daß insbesondere bei grobkörnigem Material der wärmetechnische Wirkungsgrad dieser Vorrichtung ungenügend ist. Bei dieser Vorrichtung ist ferner nachteilig, daß die Gaszufuhr über drei an den Stirnseiten des Schachtes mündende Teilleitungen erfolgt, so daß ein unmittelbarer Anschluß des Wärmetauschers an z. B. einen Drehofen ohne zusätzliche Maßnahmen und Verteileinrichtungen nicht möglich ist. Das Material rieselt auf den Schrägrosten in Materialschichten von relativ geringer Dicke, so daß der Durchlauf von den Materialeigenschaften, insbesondere dem Schüttwinkel, in starkem Maße mitbestimmt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Schüttwinkel der verschiedenen Aufgabematerialien kann ein derartiger

Wärmetauscher nur durch Umbau an ein anderes Material oder an sich ändernde Materialeigenschaften, z.B. eine Änderung der Feuchte, angepaßt werden. Hierzu muß beispielsweise der Steigungswinkel der als Hohlkörper ausgebildeten Schrägroste geändert werden. Aufgrund der intensiven Materialbewegung in den verschiedenen Förderschichten wird das Material ebenso wie die Roststäbe einer erheblichen Beanspruchung ausgesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorwärmer für körnige oder granulierte Materialien zu schaffen, der bei geringerem herstellungs- und betriebstechnischem Aufwand eine schonende Behandlung und Beanspruchung auch unterschiedlicher Materialien sowie einen intensiveren Wärmeaustausch gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

In dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher erfährt das Material eine äußerst schonende Behandlung durch μ langsames Absinken, so daß der Wärmetauscherbetrieb nicht von beispielsweise dem Schüttwinke) oder anderen Materialeigenschaften abhängt. Durch die Anordnung der Einströmöffnungen im oberen Bereich der senkrechten Wände ergibt sich eine längere und intensivere Berührung des Gases mit den aufzuwärmenden Materialkörnern. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmetauschers üpgt in der Möglichkeit, Aggregate unterschiedlicher Leistungsfähigkeit und Größen mit den gleichen Einbauten ausrüsten zu können. Durch das Vorsehen von drehbaren Austragsstangen ergibt sich ferner der Vorteil, daß starke Schwankungen der Aufgabemenge auf einfache Weise ausgeglichen werden können.

Der besonders gute Gesamtwirkungsgrad dieses erfindungsgemäßen Vorwärmers ergibt sich durch die Zerlegung des Materialflusses in der effektiven Zone des Wärmetauschers in mehrere Teilströme, die danach durch Stauelemente, z. B. die öffnungen in den vertikalen Seitenwänden und die Kanten der Tragstützen, ausgetragen werden, wobei das bereits vorgewärmte Material anschließend eine Nachzone durchrieselt, in der die einzelnen Körner nochmals mit den im Gegenstrom geführten Heißgasen in innige Berührung gelangen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schachtvorwärmer in Seitenansicht,
Fig.2 und 3 verschiedene Ausführungen von Austragsstangen im Querschnitt.

Der in Fi g. 1 dargestellte Vorwärmschacht 1 weist in seinem Oberteil eine Beschickungsvorrichtung mit Eintragsrohren 15 und in seinem unteren Bereich eine sich nach unten verjüngende Austragskammer 11 auf. Im Schacht 1 sind eine Reihe von horizontalen Absaugkanälen 4, 5 angeordnet, die satteldachartige und schräge Dachflächen aufweisen und nach unten offen sind. In der Austragskammer ist eine Einströmöffnung 16 für das Heißgas aus z. B. einem Drehofen vorgesehen, die gleichzeitig als Austrag für das vorgewärmte Material dient.

Der Innenraum des Vorwärmschachtes 1 wird durch gewölbeartige Hohlkörper 2 von hufeisenförmigem Querschnitt unterteilt. Jeder Hohlkörper 2 besitzt zwei parallele vertikale Längsseitenwände, die oben durch eine gewölbte Decke 3 zum Ausrichten des Materialflusses in die Räume zwischen den Hohlkörpern miteinander verbunden sind. Im oberen Bereich der

Seitenwände sind Einströmöffnungen 6 für das Heißgas aus den Hohlkörpern 2 in die Materialschicht vorgesehen. Im unteren Teil der Seitenwände befinden sich Austragsöffnungen 7, durch die das vorgewärmte Material in den Austragskammern 11 des Schachtes gelangt Die Hohlkörper sind an ihren Stirnseiten miteinander verbunden. Die vertikalen Seitenwände stützen sich am Boden 9 des Schachtes 1 auf Stützträgern 10 ab, deren Enden mit den Stirnseiten der Austragkammer 11 verbunden sind. Teile des Schachtbodens 9 und die oberen Flächen der Stützträger 10 ragen in das Innere der Hohlkörper 2 derart vor, daß das aus den öffnungen 7 unter dem Schüttwinkel fallende vorgewärmte Material durch diese Teile des Bodens und der Stützträger 10 aufgehalten wird und sich der Vorwärmer 1 dadurch nicht selbsttätig entleeren kann. Zum Austragen des Materials sind Austragsstangen 12 am Schachtboden 9 und auf den Stützträgern 10 parallel zu den Hohlkörpern 2 im Bereich der Austragsöffnungen vorgesehen. Die um ihre Längsachse drehbaren Austragsstangen 12 sind so gestaltet, daß durch ihr Verdrehen das aus den Austragsöffnungen 7 auf den Boden 9 und die Stützträger 10 gerieselte Material über die Kanten in vertikale Schachtkanäle 8 abgefördert wird, in denen gleichzeitig das Heißgas in die Innenräume der Hohlkörper einströmt.

In Fig.2 ist eine hohle Austragsstange 12 mit einer halbkreisförmigen Längsausnehmung 17 und mit Austragsvorsprüngen 18 in ihrem vollen Teil dargestellt. Der Austragsstab 12 nach Fig.3 besim einen Austragsvorsprung 18.

Oberhalb der als Hohlkörper 2 ausgebildeten Einbauten sind im oberen Teil des Schachtes 1 in dem Beschickungsraum die Saugkanäle 4 und 5 angeordnet, die unten, d.h. in Richtung des Materialdurchlaufes offen sind. Diese Saugkanäle 4,5 erstrecken sich parallel und seitlich versetzt zu den Hohlköipern 2 und sind mit ihren Enden an den Stirnenden des Vorwärmschachtes 1 befestigt. Die Höhe der Seitenwände der Saugkanäle 4, 5 kann durch vertikal verstellbare Schieber geändert werden, wodurch die geeignetste Materialhöhe zwischen den Öffnungen 6 und den Unterkamen der Saugkanäle 4, 5 eingestellt werden kann. In den Stirnwänden des Schachtes 1 sind Öffnungen 13 für den Abzug der Gase aus dem Innenraum der Saugkanäle 4,5 vorgesehen.

Das körnige und granulierte Material tritt in den Beschickungsraum im oberen Teil des Vorwärmers durch die Eintragsrohre 15 ein, die zusammen mit dem Material einen Druckverschluß des Beschickungsteiles bilden. Das in diesem Raum angehäufte Material verdeckt dadurch alle Saugkanäle 4, 5 und wird im Beschickungsraum durch die schrägen Dachflächen der Saugkanäle bei seinem Durchgang gleichmäßig verteilt und im Raum unter den vertikalen Verstellplatten 14 jedes Saugkanales 4,5 entsprechend seinem Schüttwinkel derart gesammelt, daß die Materialoberfläche 19 unter den Saugkanälen 4, 5 eine schräge annähernd ebene Fläche bildet, die von der unteren Längskante der Saugkanäle 4,5 ausgeht. Unter den äußeren Saugkanälen 5 an den Seitenwänden des Vorwärmschachtes 1 bildet die Oberfläche 19 der Materialsäule nur eine Schrägfläche, während unter den inneren Saugkanälen 4 die Oberfläche 19 der Materialsäule zwei gegeneinander gekehrte Schrägflächen von der Form eines umgekehrten Daches sind.

Bei Betätigung der Austragsstangen 12 gelangt das Material durch sein Eigengewicht in den Schachtraum unter den Saugkanälen 4,5, in denen sich das eigentliche Vorwärmgebiet befindet. Dabei wird der Materialstrom aus dem Beschickungsteil in den Vorwärmteil, d. h. in den Raum zwischen den vertikalen Seitenwänden der Hohlkörper 2 durch die gewölbeartigen Decken 3 der Einbauten ausgerichtet. Das vorgewärmte Material geht durch die öffnungen 7 in den Innenraum der Hohlkörper 2, aus dem es durch die Austragsstangen 12 über die Kanten des Bodens 9 und der Stützträger 10 in die Vertikalkanäle 8 gefördert wird, durch die es zur weiteren Verarbeitung hindurchführt.

Die aus der Brennvorrichtung kommenden Heißgase treten in den Vorwärmer durch die Einströmöffnung 16 und durch die Schachtkanäle 8 in die Innenräume der Hohlkörper 2 ein, aus denen sie durch die öffnungen 6 in die Materialschicht eintreten. Diese im Gegenstrom zu dem Materialdurchlauf geführten Gase geben ihre Wärme an die Materialkörper ab und werden durch die Materialoberfläche 19 in die Saugkanäle 4, 5 und aus diesen durch die öffnungen 13 aus dem Vorwärmer abgesaugt.

Die beschriebene Anordnung ermöglicht einen wirkungsvollen Wärmeübergang aus den Gasen in das Materia! mit relativ geringen Betriebskosten bei verkleinerten Wärmetauscherabmessungen und damit auch geringeren Anlagekosten. Für Vorwärmer verschiedener Größe kann die Form und Größe der wesentlichen Teile des Vorwärmers beibehalten werden, so daß sich auch die Konstruktion, Fertigung und die Zahl der Ersatzteile insgesamt verringern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vorwärmen von körnigem und granuliertem Material, bestehend aus einem vertikalen Vorwärmschacht, in dem mehrere Reihen nach unten offener Hohlkörper versetzt übereinander angeordnet sind, wobei jeder Hohlkörper der obersten Reihe Stirnöffnungen zum Abführen der Brüden und jeder Hohlkörper der unteren Reihe obere Öffnungen zum Einleiten des Gases in die Materialschicht aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Seitenwände der unteren, gewölbeartig ausgebildeten Hohlkörper (2) auf Stützträgem (10) bzw. auf dem Schachtboden (9) abgestützt sind und untere, in einer Ebene liegende Austragsöffnungen (7) für das behandelte Material aufweisen und daß im Bereich dieser Öffnungen (7) Ausixagsstangen (12) zum Abfördern des Materials aus den abgeschlossenen Räumen zwischen den unteren Hohlkörpern (2) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützträger (10), auf denen sich je eine Seitenwand zweier benachbarter Hohlkörper (2) abstützen, bis unter die Innenräume der Hohlkörper und der in der Höhe der Stützträger (10) verlaufende Schachtboden (9), auf dem sich die äußeren Seitenwände der beiden außenliegenden Hohlkörper (2) abstützen, bis unter die Innenräume dieser beiden Hohlkörper hineinragen und daß die drehbaren, mit radialen Vorsprüngen (18) versehenen Austragsstangen (12) in den von den Seitertwänden und den Stützträgern bzw. Bodenenden gebildeten Winkeln angeordnet sind.