DE2949479A1 - Verfahren zum trocknen und kalzinieren von schuettguetern - Google Patents
Verfahren zum trocknen und kalzinieren von schuettgueternInfo
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Description
METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/M., 23. Oktober 1979 Aktiengesellschaft Schr/HGa
Reuterweg 14
6000 Frankfurt/M.
Reuterweg 14
6000 Frankfurt/M.
Prov. Nr. 8432 LC
Verfahren zum Trocknen und Kalzinieren von Schüttgütern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen und Kalzinieren von Schüttgütern im Drehrohr unter Gegenstromführung
heißer Gase, wobei die Trocknung und gegebenenfalls Vorkalzination im direkten Kontakt mit heißen Gasen
in dem an das Be Schickung sende anschließenden Teil des
Drehrohrs erfolgt.
Beim Trocknen und Kalzinieren von Schüttgütern muß in vielen Fällen die Trocknung und evtl. die Vorkaizinierung
langsam und/oder bei niedrigeren Temperaturen erfolgen, während zur Kalzinierung höhere Temperaturen erforderlich
sind.
Aus der DE-PS 261 997 ist eine Trockentrommel bekannt, in
der die heißen Gase und das Material im Gleichstrom geführt werden. In dem Drehrohr ist zunächst ein Heizrohr
mit geringerem Durchmesser und dann ein Heizrohr mit größerem Durchmesser angeordnet. Das Material wird in den
ringförmigen Raum chargiert. Ein Teil der heißen Gase wird in den ringförmigen Raum und der andere Teil in das Heizrohr
geleitet. Das Drehrohr ist in einem feststehenden Gehäuse angeordnet, und die Abgase werden zur Viärmeausnutzung
in dieses Gehäuse geleitet, durchströmen das Gehäuse im Gegenstrom und werden in den Kamin geleitet.
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Bei diesem Verfahren treten die heißesten Gase mit dem kältesten Material in Berührung, das Drehrohr und das
Heizrohr müssen entsprechend der Gastemperatur aus hitzebeständigem Stahl bestehen, und das Abgas kann eine Ab-.5
kühlung des Drehrohrs bewirken.
Aus der DE-OS 14 33 860 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gips bekannt, bei dem in einem Drehrohr ein zweites
Rohr angeordnet ist, das Material in dem Ringraum bis zum geschlossenen Ende des Drehrohres wandert, dort in das
innere Rohr eintritt und durch dieses in entgegengesetzter Richtung zu dessen Austrag wandert. Die heißen Gase werden
im Gegenstrom und direkten Kontakt durch das Innenrohr.und
dann durch den Ringraum geleitet. In der Hochtemperaturzone besteht durch den direkten Kontakt die Gefahr der
Überhitzung bei Betriebsschwankungen, die Vorrichtung ist sehr kompliziert und das lange Innenrohr muß aus Edelstahl
bestehen.
Aus "Ullmann", 3. Auflage, 1951, Band 1, Seite 597 ist es
bekannt, die Trocknung und Kalzination im Gegenstrom-Trommeltrockner mit zentralem Rohr zum nachträglichen Beimischen
von trockener Luft durchzuführen, wobei sich das zentrale Rohr über den größten Teil des Drehrohrs bis in
den Anfang der Trockenzone erstreckt. Die heißen Gase werden zum Teil durch den ringförmigen Raum und zum Teil
durch das Zentralrohr geleitet. Auch hier besteht durch den direkten Kontakt im Ringraum die Gefahr der Überhitzung
und das Zentralrohr und das Drehrohr müssen aus Edelstahl hergestellt werden.
Aus der AT-AS 7077/77 ist es bekannt, Aluminiumfluorid-Hydrate
nach einer Vortrocknung in Stromrohrtrockner oder Tellertrockner in einer Wirbelschicht zu kalzinieren, oder
die Kalzination in direkt oder indirekt beheizten Drehrohröfen oder einer außenbeheizten Wirbelschicht durchzuführen.
In allen Fällen muß der Ofen aus Edelstahl
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bestehen und bei direktem Kontakt besteht die Gefahr der
Überhitzung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überhitzung in der Kalzinierzone mit möglichst geringem Aufwand mit
Sicherheit zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Kalzination durch indirekten Wärmeaustausch in
einem ringförmigen Raum weitgehend auf der Oberfläche eines Einschubkörpers vor dem Austragsende des Drehrohrs erfolgt,
und die heißen Gase in den Einschubkörper geleitet werden und aus diesem in das Drehrohr strömen.
Der Einschubkörper ist zweckmäßigerweise als Zentralrohr ausgebildet, das an der Innenwand des Drehrohres durch
Verbindungsstücke befestigt ist. In dem zwischen Einschubkörper und Drehrohr gebildeten ringförmigen Raum sind
Hubschaufeln angeordnet, die das Material von unten mitnehmen und auf die Außenwand des Einschubkörpers rieseln
lassen, so daß es in einer spiralförmigen Bahn durch den Ringraum zum Austrag bewegt wird. Die Innenwand des Drehrohrs in dem ringförmigen Raum kann feuerfest ausgekleidet
werden. In der Trocken- und gegebenenfalls Vorkalzinierzone können Hubschaufeln angeordnet sein. Die heißen Gase
können durch Verbrennung direkt in dem Einschubkörper erzeugt werden, sie können aber auch in einer vorgeschalteten
Brennkammer erzeugt werden. Durch den Ringraum können auch Schutzgase oder Reaktionsgase geleitet werden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß ein Teilstrom des Abgases des Drehrohrs in den Einschubkörper
zurückgeleitet wird. Dadurch ist eine Verringerung und Regelung der Temperatur der Verbrennungsgase in einfacher
Weise möglich, wenn keine vorgeschaltete Brennkammer verwendet wird. Wenn die direkte Beheizung bei
einer beträchtlich niedrigeren Temperatur erfolgen muß, kann auch ein Teilstrom des Abgases in den, beschickungs-
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seitig gesehen, ersten Teil des Einschubkörpers oder bis vor das Ende des Einschubkörpers geleitet werden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der Einschubkörper mittels Hubschaufeln am Drehrohr befestigt
ist, wobei die in Drehrichtung hinten liegende Kante jeder Hubschaufel mit dem Drehrohr verbunden ist und keinen Materialdurchfall
gestattet, jede Hubschaufel mit dem Einschubkörper durch Verbindungsstücke verbunden ist, die das
aus den Hubschaufeln fallende Material auf der Außenwand des Einschubkörpers herabrieseln lassen, und die Form der
Hubschaufeln so gewählt wird, daß das von der Vorderkante herabfallende Material in möglichst gleichen Mengen auf
beiden Seiten des Einschubkörpers herabrieselt. Dadurch wird eine gute und gleichmäßige Übertragung der Wärme auf
das Material erzielt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Wärmeübertragung von den Heizgasen auf das Schüttgut
während des indirekten Wärmeaustausches/erhöht wird, daß
der Einschubkörper auf der Innenseite mit Rippen oder Stiften versehen wird.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die durch den indirekten Wärmeaustausch pro Materialeinheit
übertragene Wärmemenge durch Regelung des Füllungsgrades in dem ringförmigen Raum geregelt wird. Dadurch ist eine
einfache und wirksame Regelung des Wärmeüberganges möglich.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch ein Drehrohr
Fig. 2 ist ein schematischer Querschnitt durch die Kalzinierzone mit Auskleidung des Drehrohrs
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Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt durch die
Kalzinierzone ohne Auskleidung des Drehrohrs.
Das Drehrohr 1 besitzt eine feuerfeste Auskleidung 2. Der Einschubkörper ist als Zentralrohr 3 angeordnet. In den
Figuren 1 und 2 ist das Zentralrohr 3 über Verbindungsstücke 4 und Hubschaufeln 5 mit einem Innenrohr 6 verbunden,
das an der feuerfesten Auskleidung 2 anliegt. Die Hubschaufeln 5 sind mit ihren in Drehrichtung hinten
liegenden Kanten mit dem Innenrohr 6 verbunden. In der Figur 3 sind die hinten liegenden Kanten der Hubschaufeln
5 direkt mit dem Drehrohr 1 verbunden. Durch den Brenner werden die heißen Gase erzeugt, die durch das Zentralrohr
3 in die Trocknungs- und gegebenenfalls Vorkalzinierzone strömen und über Leitung 8 in einen Zyklonabscheider 9
geleitet werden. Über die Beschickungsvorrichtung 10 wird das frische Material und der Rücklauf 11 aus dem Zyklon
chargiert. 12 stellt ein Gehäuse dar. Über Leitung 13 wird ein Teil des Abgases durch das Rohr 14 als Mischluft um
den Brenner 7 herum in das Zentralrohr 3 geleitet, über
Leitung 15 wird das restliche Abgas abgeführt. Das Materialbett 16 wandert durch die Trocknungszone und gegebenenfalls
Vorkalzinierzone in die Kalzinierzone, die sich über die Länge des Zentralrohres 3 erstreckt. Dort wird
das Material von den Hubschaufeln 5 erfaßt und böscht sich an den freien Vorderkanten unter seinem Böschungswinkel
auf. Der Böschungswinkel ist durch die Linien 17 dargestellt. Bei der Drehbewegung des Drehrohrs 1 fällt entsprechend
der Stellung der Hubschaufeln 5 ein Teil des Materials dosiert heraus und rieselt über den Umfang des
Zentralrohres 3 verteilt herab. Bei 18 wird das Material ausgetragen. Es ist auch möglich, vorher eine Kühlzone
anzuschließen.
Ausführungsbeispiel
Ein teils direkt teils indirekt beheiztes Drehrohr einer
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Pilotanlage wurde mit 70 kg/h Aluminiumfluorid-Trihydrat mit einem freien Feuchtegehalt von 6 % beschickt. Nach
einer mittleren Verweilzeit von 29,6 min bei einer Ofendrehzahl von 6,8 Upm verließen den Ofen am Produktaustrag
39,4 kg/h kalziniertes Aluminiumfluorid mit einem AlF-i-Gehalt von über 97 % und einem Glühverlust von
0,3 bis 0,4 %. Die Gesamtlänge des Drehrohres betrug 5 m,
von denen 3,8 m direkt und 1,2 m indirekt beheizt waren. Der Stahlrohrmantel hatte einen Durchmesser von 650 mm
und war mit einer tonerdereichen Stampfmasse ausgekleidet. Der freie Innendurchmesser betrug 430 mm. Am Produktaustragsende
war ein zylindrisches Innenrohr aus Stahl mit acht innenliegenden Hubschaufeln eingebaut, die ihrerseits
das Zentralrohr aus hitzebeständigem Edelstahl tragen.
Der Außendurchmesser des Zentralrohres für die indirekte Gutbeheizung betrug 300 mm.
Das zur Wärmebehandlung des Gutes erforderliche Heißgas wurde durch die Verbrennung von 5,5 kg/h Heizöl erzeugt.
Die Heißgastemperatur betrug ca. 12000C. Bei einer großtechnischen
Anlage könnten unter diesen Umständen durch Rauchgasrückführung zur Einstellung der Heißgastemperatur
ca. 10 % der Brennstoffmenge eingespart werden. Am Übergang von der indirekt zur direkt beheizten Zone betrug
die Gastemperatur noch 890°C und beim Verlassen des Ofens am Produkteintrag noch 2500C. In einem nachgeschalteten
Zyklon wurden mitgerissene Staubpartikel aus dem Gasstrom abgeschieden und mit dem Aufgabegut dem Ofen wieder
zugeführt. Ein Ventilator diente zur Erzeugung des erforderlichen Unterdrucks im System und führte das Abgas der
Atmosphäre zu.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine Überhitzung des Materials in der Kalzinierzone mit einfachen
Mitteln vermieden wird, das Drehrohr aus Normalstahl hergestellt werden kann, der Einschubkörper dünnwandig
ausgeführt werden kann, da er statisch kaum beansprucht wird, dadurch der Wärmedurchgang verbessert wird,
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eine weitgehende Optimierung des Wärmeüberganges möglich ist, und der Einschubkörper leicht ausgewechselt werden
kann.
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Claims (5)
1. Verfahren zum Trocknen und Kalzinieren von Schüttgütern
im Drehrohr unter Gegenstromführung heißer Gase, wobei die Trocknung und gegebenenfalls Vorkalzination im
direkten Kontakt mit heißen Gasen in dem an das Beschickungsende
anschließenden Teil des Drehrohrs erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalzination
durch indirekten Wärmeaustausch in einem ringförmigen Raum weitgehend auf der Oberfläche eines Einschubkörpers
vor dem Austragsende des Drehrohres erfolgt, und die heißen Gase in den Einschubkörper geleitet werden und
aus diesem in das Drehrohr strömen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des Abgases des Drehrohrs in den Einschubkörper
zurückgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Einschubkörper mittels Hubschaufeln am Drehrohr befestigt ist, wobei die in Drehrichtung hinten liegende
Kante jeder Hubschaufel mit dem Drehrohr verbunden ist und keinen Materialdurchfall gestattet,
jede Hubschaufel mit dem Einschubkörper durch Verbindungsstücke verbunden ist, die das aus den Hubschaufeln
fallende Material auf der Außenwand des Einschubkörpers herabrieseln lassen, und die Form der Hubschaufeln
so gewählt wird, daß das von der Vorderkante herabfallende Material in möglichst gleichen
Mengen auf beiden Seiten des Einschubkörpers herabrieselt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3f dadurch
gekennzeichnet t daß die Wärmeübertragung von den Heizgasen
auf das Schüttgut während des indirekten
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ORIGINAL INSPECTED
Wärmeaustausches dadurch erhöht wird, daß der Einschubkörper auf der Innenseite mit Rippen oder
Stiften versehen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die durch den indirekten Wärmeaustausch pro Materialeinheit übertragene Wärmemenge durch
Regelung des Füllungsgrades in dem ringförmigen Raum geregelt wird.
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