DE2365653A1

DE2365653A1 - Vorrichtung zur waermebehandlung von feinkoernigem gut

Info

Publication number: DE2365653A1
Application number: DE2365653*A
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1973-05-15
Filing date: 1973-05-15
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE2365653B2

Description

P 2501/1

Polysius AG, Meubeckum

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut, wie Zementrohirtehl, mit einem Drehrohrofen und einem von den Abgasen des Drehrohrofens durchströmten Gegenstrom-Vorwärmschacht, in den eine zusätzliche Brennstoffzuführung einmündet.

Bei der Herstellung von Zement, Tonerde, Kalk, Magnesit, Dolomit und dgl. erfolgt die Wärmebehandlung des feinkörnigen Gutes häufig in der Weise, daß das Gut zunächst in einem von mehreren Zyklonen gebildeten Vorwärmer mit den heißen Abgasen eines Drehrohrofens vorgewärmt wird, ehe es dann im Drehrohrofen fertig gebrannt bzw. gesintert wird. Dabei muß der größere Teil der Wärmearbeit im Drehrohrofen geleistet werden, während im Vorwärmer nur ein kleinerer Teil des Gesamt-Wärmeenergie auf das Gut übertragen wird. Diese Verteilung der Wärmearbeit auf Drehrohrofen und Vorwärmer ist wegen der höheren spezifischen Investitionskosten des Drehrohrofens nicht optimal.

Um den Drehrohrofen in Querschnitt und/oder Länge kleiner dimensionieren zu können, hat man bereits zwischen Vorwärmer und Drehrohrofen eine Vorbrennzone angeordnet, in der das vorerwärmte Gut möglichst hoch

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erhitzt wird. Das besondere Problem bei der Gestaltung einer solchen Vorbrennzone liegt darin, eine außerordentlich gleichmäßige Zufuhr des Brennstoffes zum Gut zu gewährleisten, um ein überbrennen einzelner Gutteilchen (und alle damit verbundenen Machteile, wie Anbackungen j Agglomeratbildungen usw.) zu vermeiden.

Bei einer bekannten Anlage wird diese Vorbrennzone durch eine von Brennern unmittelbar beheizte Wirbelschicht gebildet. Eine andere bekannte Anlage verwendet eine Bremmkammer mit tangentialem Ein- und Austritt von Gut und Brennstoff. In beiden Fällen vereinigen sich die Abgase dieser' Vorbrennzone mit den Abgasen des Drehrohrofens. Der Nachteil dieser Lösungen liegt in den erheblichen Investitionskosten der Vorbrennzone, durch die ein beachtlicher Teil der am Drehrohrofen erzielten Ersparnis wieder verloren geht.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung mündet in die vom Drehrohrofen zum Zyklonvorwärmer führende Gasleitung außer der Gutaustragsleitung der vorletzten Zyklonstufe auch eine Brennstoffzuführung sowie eine Kühlerabluftleitung ein. Auf diese Weise wird die ohnehin vorhandene Gasleitung zwischen Drehrohrofen und Zyklonvorwärmer zur Unterbringung der erwähnten Vorbrennzone ausgenutzt. Es hat sich hierbei allerdings herausgestellt, daß eine verhältnismäßig große Länge dieser Gasleitung erforderlich ist, um wenigstens den Hauptteil der Wärmeenergie des in diese Gasleitung zusätzlich ein-, geführten Brennstoffes auf das feinkörnige Gut zu übertragen, ehe dieses Gut in der untersten Zyklonstufe des Vorwärmers abgeschieden wird. Mit der Länge der Gasleitung zwischen Drehrohrofen und Zyklonvor-

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wärmer vergrößern sich allerdings die Anlagekosten sowie der Raumbedarf beachtlich.

Gegenstand einer älteren Anmeldung ist schließlich eine Vorrichtung, bei der zur Vorwärmung des Gutes ein sich nach oben erweiternder, von den Abgasen des Drehrohrofens durchströmter Schacht mit zwei nachgeschalteten Zyklonen vorgesehen ist. In den unteren Teil dieses Schachtes wird außerdem durch einen Brenner beheizte Kühlerabluft eingeführt. Das im ersten nachgeschalteten Zyklon abgeschiedene Gut wird in den oberen Bereich des Schachtes eingetragen, wobei unterhalb dieser Guteinführstelle ein weiterer Brenner angeordnet ist. Nachteilig ist beim Gegenstand dieser älteren Anmeldung, daß keine gleichmäßige Vermischung von Brennstoff und Gut im Vorwärmsehacht gewährleistet ist, sondern die Gefahr besteht, daß einzelne Gutteilchen zu hoch und andere zu wenig erhitzt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Mängel der bekannten Ausführungen eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit einem geringen anlagentechnisehen Aufwand eine sehr gleichmäßige Wärmebehandlung des Gutes in der Vorbrennzone erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zusätzliche Brennstoff-Zuführung unterhalb einer QuerschnittsVerengung des Gegenstrom-Vorwärmsehachtes angeordnet ist und derart in den Gegenstrom-Vorwärmschacht einmündet, daß eine sieh im wesentlichen über den ganzen Querschnitt des Schachtes erstreckende. Brennzone gebildet wird. " -

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BAD

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Durch die Querschnit^sverengung des Gegenstrom-Vorwärmsehachtes oberhalb der zusätzlichen Brennstoff-Zuführung und der hierdurch erzeugten, sich über den ganzen Schacht-Querschnitt erstreckenden Brennzone wird gewährleistet, daß die Gutteilchen nicht am Schachtrand die Brennzone passieren können, sondern allseitig von den Gasen der Brennzone umspült mitten durch die Brennzone hindurchtreten müssen. Ein erheblicher Anteil der Gutpartikel wird außerdem bei seiner Abwärtsbewegung durch die. Brennzone von den im Gegenstrom-Vorwärmschacht aufsteigenden Gasen umgelenkt und wieder eine gewisse Wegstrecke mit nach oben gerissen. Durch dieses mehrfache Passieren der Brennzone wird das Gut hocherhitzt, ehe es in den Drehrohrofen gelangt.

Enthält der Gegenstrom-Vorwärmschacht in Abständen übereinander mehrere QuerSchnittsVerengungen, so ist die zusätzliche Brennzone zweckmäßig unterhalb der dem Drehrohrofen nächsten, untersten QuerSchnittsVerengung des Gegenstrom-Vorwärmschachtes angeordnet. Auf diese Weise können die in dieser zusätzlichen Brennzone erzeugten Heißgase auf ihrem weiteren Weg durch den Vorwärmschacht den größten Teil ihrer Wärmeenergie an das Gut abgeben.

Die Sauerstoff-Konzentration der der Brennzone zugeführten Gase liegt zweckmäßig zwischen 5 und 1H%, vorzugsweise zwischen 8 und 125?. Dabei wird'die Sauerstoff-Konzentration in den Abgasen des Drehrohrofens zweckmäßig auf mindestens 2,"55? (also über den üblichen Op-Gehalt) einstellt, so daß nur die darüber hinaus benötigte Restmenge an Sauerstoff der Brennzone von.einer anderen Quelle (beispielsweise Kühlerabluft) zugeführt werden muß. Man

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BAD ORiGINAL

kann auch die gesamte benötigte Sauerstoffmenge über die Abgase des Drehrohrofens zuführen.

Die Geschwindigkeit der die Brennzone in etwa vertikaler Richtung durchsetzenden Gase liegt bei dem erfindungsgemäßen Gegenstromschacht im allgemeinen etwas über 7m/s.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht.

wie Die zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut, Zement-

rohmehl, dienende Vorrichtung enthält einen Drehrohrofen 1 und einen von den Abgasen des Drehrohrofens 1 durchströmten Gegenstrom-Vorwärmschacht 2, der in Abständen übereinander mehrere Querschnittsverengungen (z.B. 3, 4) enthält.

Unterhalb der dem Drehrohrofen 1 nächsten, untersten Querschnittsverengung 3 des Gegenstrom-Vorwärmschachtes befindet sich eine Anzahl von Brennstoffdüsen 5, die eine sich im wesentlichen "über den ganzen Querschnitt des Schachtes erstreckende Brennzone bilden.

Bei einem derartigen Gegenstrom-Vorwärmschacht schießen die Gutteilchen (Pfeile 6) bei einer bestimmten Konzentration durch die Verengung (z.B. 3) hindurch, verlangsamen dann ihre Bewegung und werden von dem ,aufsteigenden Gasstrom (Pfeil 7) vielfach wieder mit nach oben genommen (Pfeile 8), so daß sie die im Bereich der Brennstoffdüsen 5 gebildete Brennzone unter Umständen mehrmals durchsetzen.

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Die Brennstoffdüsen 5_S die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, können so ausgerichtet sein, daß der Brennstoff in Form einer horizontalen Drallströmung in den •Gegenstroru-Vorwärmschacht eingeführt wird.

Die Brennstoffdüsen können ferner in mehreren übereinanderliegenden horizontalen Ebenen angeordnet sein. Es ist ferner zweckmäßig, sie in horizontaler und vertikaler Richtung einstellbar vorzusehen.

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Claims

Ausscheidung aus P 2501/1 P 23 2k 565.0-15 Polysius AG Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut,, wie Zementrohmehl, mit einem Drehrohrofen und einem von den Abgasen des Drehrohrofens durchströmten Gegenstrom-Vorwärmschacht, in den eine zusätzliche Brennstoffzuführung einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Brennstoff-Zuführung (16) unterhalb einer Querschnittsverengung (13) des Gegenstrom-Vorwärmschachtes (11) angeordnet ist und derart in den Gegenstrom-Vorwärmschacht einmündet, daß eine sich im wesentlichen über den ganzen Querschnitt des Schachtes erstreckende Brennzone gebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Gegenstrom-Vorwärmschacht in Abständen übereinander mehrere Querschnittsverengungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Brennzone unterhalb der dem Drehrohrofen (15) nächsten, untersten ¹^ Querschnittsverengung (13) des Gegenstrom-Vorwärmschachtes (11) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Brennzone mehrere, etwa in einer horizontalen Ebene angeordnete, den Brennstoff in feiner Verteilung in den Gegenstrom-Vorwärmschacht (11) einführende Brennstoffdüsen (16) vorgesehen sind.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine solche Lage und Richtung der Brennstoffdüsen, _t daß der Brennstoff in Form einer horizontalen Drallströmung in den Gegenstrom-Vorwärmschacht eingeführt wird.

5· Vorrichtung nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffdüsen in mehreren übereinander ^u liegenden horizontalen Ebenen angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3»dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffdüsen in horizontaler und vertikaler Richtung einstellbar sind.

7· Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennzone als Verbrennungsluft Drehrohrofenabgase und ggf. zusätzlich ^ Kühlerabluft derart zugeführt werden, daß die Sauerstoff-Konzentration dieser Verbrennungsluft zwischen 5 und 14$, vorzugsweise zwischen 8 und 12?, liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der die Brennzone in etwa vertikaler Richtung durchsetzenden Gase größer als etwa 7 m/s ist.

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ORIGINAL INSPECTED