DE3147372C2

DE3147372C2 - Vorrichtung zum Vorerhitzen von körnigem Material,insbesondere von einem Drehrohrofen zuzuführendem Kalkstein

Info

Publication number: DE3147372C2
Application number: DE3147372A
Authority: DE
Inventors: Kenneth L. Gardner; Samuel A. Montour Pa. Miller; William E. Northumberland Pa. Zimmer
Original assignee: Kennedy Van Saun Corp
Current assignee: Kennedy Van Saun Corp
Priority date: 1981-02-02
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1985-09-26
Also published as: GB2092284B; JPS57155019A; US4337031A; GB2092284A; DE3147372A1; IN154226B; BR8108228A; CA1149610A; JPS6336289B2; FR2499230B1; AU541414B2; AU7748981A; FR2499230A1

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorerhitzen von körnigem Material, welches durch eine Vielzahl von Verbindungsrutschen von einem oberen Vorratsbehälter zu einem ringförmigen Strömungskanal gefördert und in dem ringförmigen Strömungskanal von heißen Ofengasen vorerhitzt wird, die im Gegenstromwärmeaustausch mit dem körnigen Material fließen, und zusätzlich von heißen Ofengasen, die von den unteren Bereichen von radial verlaufenden Kanälen in den ringförmigen Strömungskanal eingeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorerhitzen von körnigem Material, insbesonders von einem Drehrohrofen zuzuführendem Kalkstein, mit sich verengenden und danach wieder erweiternden Strömungskanälen, durch die das durch Rutschen eintretende Material zu einem Brennofen fließt, mit einem unterhalb der engsten Stelle jedes Strömungskanals angeordneten Einlaß für heiße Ofengase, die das körnige Material im Gegenstromwärmetausch zu einem oberhalb der engsten Stelle angeordneten Auslaß durchströmen, sowie mit unterhalb der engsten Stelle parallel zu einer geneigten Bodenfläche jedes Strömungskanals angeordneten, hin- und herbeweglichen Schiebern für den Weitertransport des vorherhitzten Materials in eine zum Brennofen führende Ofenabgasleitung.

Ein derartiger Vorerhitzer ist aus der US-PS 01 376 bekannt Ähnliche Vorerhitzer ergeben sich aus den US-PS 38 32 128 und 39 03 612 und der DE-PS 50830. Bei den bekannten Kalkstein-Vorerhitzern dieser Art wird der Kalkstein aus einem hochgelegenen Vorratsbehälter durch ringförmig angeordnete Vorerhitzer-Strömungskanäle in eine Ofenabgasleitung abgezogen, aus der die heißen Ofengase zum Gegenstromwärmetausch nach oben austreten. Die Strömungskanäle des Vorerhitzers verengen sich konisch zu einem Aufstaubereich und erweitern sich danach wieder. Das körnige Gut muß durch diese engste Stelle hindurchfließen. Unterhalb der engsten Stelle sind bei dem eingangs genannten Vorerhitzer seitlich angeordnete Einlasse für die heißen Ofengase vorgesehen, die das körnige Material im Gegenstromwärmetausch zum oberhalb der engsten Stelle angeordneten Gasauslaß durchströmen. Unterhalb der engsten Stelle parallel zu einer geneigten Bodenfläche jedes Strömungskanals, dessen Verlauf durch den Böschungswinke! des körnigen Materials vorgegeben ist, sind hin- und herbewegliche Schieber für den Weitertransport des vorerhitzten körnigen Materials in die Ofenabgasleitung vorgesehen. Sie sind erforderlich, um den Gutstrom den Erfordernissen entsprechend zu bestimmen.

Bei diesen Vorerhitzern haben die heißen Ofengase das Bestreben, dem Weg des geringsten Strömungswiderstandes zu folgen, nämlich dem kürzesten Weg vom Einlaß der heißen Gase durch die ringförmige engste Stelle hindurch zum Gasauslaß. Es hat sich gezeigt, daß die heißen Ofengase nicht gleichmäßig die Strömungskanäle und das körnige Material durchströmen, so daß eine ungleichmäßige Vorerhitzung erfolgt Zudem entsteht im Aufstaubereich des Strömungskanals durch Zusammenbacken von Teilchen, insbesondere von Kalksteinpartikeln, ein hoher Strömungswiderstand gegen die Strömung der aufsteigenden heißen Ofengase, der zu einem hohen Druckabfall zwischen Gasein- und Gasauslaß und damit zu einem hohen Energiebedarf zum Erzeugen der Gasströmung durch den Vorerhitzer führt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Vorerhitzer dahingehend zu verbessern, de B das körnige Material gleichmäßiger, wirksamer und wirtschaftlicher vorerhitzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem eingangs genannten Vorerhitzer vorgesehen, daß unterhalb der engsten Stelle jedes Strömungskanals ein radial verlaufender, nach unten offener Kanal zum gleichmäßigen Einleiten der ankommenden heißen Ofengase in das nach unten drängende körnige Material angeordnet ist, dessen inneres Ende jeweils oberhalb des sich unterhalb der engsten Stelle des Strömungskanals ausbildenden Schüttkegels des körnigen Materials liegt

Durch diese Konstruktion werden die heißen Ofengase über den Umfang der Vorrichtung verteilt an vielen Stellen in den Kern des Gutstroms eingeleitet so daß die heißen Ofengase das Schüttgut nicht nur auf ihrem kürzesten Weg durch den Strömungskanal zum Gasauslaß nach oben durchströmen, sondern auch in radialer Richtung des Strömungskanals über die Rinnen einwandfrei in das Schüttgut eingeleitet werden, was zu dessen Auflockerung und somit zu einer Verringerung des Durchströmungs-Druckgefälles führt Hierdurch wird das körnige Material nicht nur wirksamer und gleichmäßiger erhitzt sondern ist der Energieaufwand für die Strömung der heißen Ofengase durch den Vorerhitzer deutlich verringert Ein Teil der heißen Ofengase kann auch neben den offenen Kanälen in den Schüttkegel des Materials eintreten und durch die engste Stelle abströmen.

Die Kanäle werden am zweckmäßigsten durch nach unten offene Rinnen gebildet Vorteilhaft ist es, wenn in den Kanälen oberhalb der Rinne ein Kanal ausgebildet ist, durch den kühlere Luft ins Innere des Vorerhitzers strömt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt
F i g. 1 einen Teilschnitt unter Weglassung von Teilen der Außenwand eines Vorerhitzers,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Vorerhitzer nach Fig. 1.
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2,

3 4

F i g. 4 einen Teilschnitt in zwei Ebenen durch zwei des ringförmigen Vorerhitzers zu den aus den Luftring-Moduln 1 und 2 des Vorerhitzers, räumen 25 gebildeten Abgasleitung strömen, müssen

F i g. 5 einen Querschnitt längs der linie 5-5 in F i g. 3 die Luftringräume 25 ausgehend von den von den Gas-

und auslassen 26 weiter entfernten Moduln fortschreitend

F i g. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-ö in F ig. 3. 5 größeren Querschnitt habea Das wird durch eine Ab- Der dargestellte Vorerhitzer 10 dient zum Vorerhit- stufung des Dachs 21 von den von den Gasauslässen 26

zen und Vorbrennen von Kalkstein. Er ist baukastenar- entfernt liegenden Moduln Nr. 5 und Nr. 6 zu den die

tig aus 10 Moduln Nr. 1 bis 10, siehe F i g. 2, zusammen- Gasauslässe enthaltenden Moduln, Nr. 1 und Nr. 10 hin

gesetzt und von aufrechter Konstruktion mit einem mit- erreicht

tigen oberen Einlaß 11, in den körniger Kalkstein einge- io Die Rutschen 16 bilden eine wirksame Gassperre zwiführt wird, und einem mittigen unteren Auslaß 12, an sehen dem Vorratsbehälter 15 und jedem ringförmigen den unmittelbar eine Ofenäbgasleitung 13 eines Dreh- Strömungskanal 17. Da sie im Verhältnis zu ihren Querrohrofens 14 angeschlossen ist Der im Einlaß 11 auf ge- schnittsflächen lang und vollkommen nut Kalkstein gegebene Kalkstein gelangt in einen konischen Vorratsbe- füllt sind, können sie eine Strömung von Umgebungsluft halter 15, mit einem Dach 18, Innenkonus 19 und mit 15 vom Vorratsbehälter zum Strömungskanal wirksam unkonischen Auslauftrichtern 20, aus denen er über Rut- terbin_;Jen.

sehen 16 in die im unteren Bereich des Vorerhitzers Der vorerhitzte und vorgebrannte Kalkstein wird aus

ausgebildeten kreisförmig angeordneten, sich verengen- dem Auslaß 12 durch die Hin- und Herbewegung einer

den Strömungskanäle 17 für die Erhitzung und deren Vielzahl von in vorbestimmter Reihenfolge betätigten

engste Stelle jeweils einen Staubereich bildet, in der der 20 Schiebern 27 gleichmäßig abgegeben. Diese, die die

Wärmetausch im wesentlichen erfolgt Konstruktion nach der US-PS 36 01 376 haben können,

jeder Strömungskanal 17 reiht sich baukastenartig an sind vergleichsweise breit und auf Schienen 28 auf der

benachbarte Moduln, die so zusammengesetzt sind, daß geneigten Bodenfläche 24 abgestützt Die Schieber 27

sich ein ringförmiger Strömungskanal von den Auslas- werden über Stangen 29 einer Betätigungsvorrichtung

sen der Rutschen 16 zum mittigen Auslaß 12 des Vorer- 25 30, welche an ihrem oberen Ende am Modul angelenkt

hitzers bilden, der aus einem abgestuften Dach 21 und und an ihrem unteren Ende mittels eines hydraulischen

inneren und äußeren Wänden 22 bzw. 23 oberhalb eines Arbeitszylinders 31 verbunden sind, hin- und herbewegt

geneigten Bodens 24 zusammengesetzt ist Der aus den Die Hublänge jedes Schiebers 27 kann von hier nicht

Rutschen 16 austretende Kalkstein fließt durch den geneigten Bregrenzungsschaltem individuell bestimmt

ringförmigen Vorerhitzer-Strömungskanal 17 zum ge- 30 werden; der Betriebsablauf kann elektronisch gesteuert

neigten Boden 24 und dann aus dem Auslaß 12 in die werden. Wenn ein Arbeitszylinder 31 druckbeaufschlagt

unter 45° geneigte Ofenabgasleitung 13 und von dieser wird, wird der entsprechende Schieber 27 nach innen

in den Drehrohrofen 14. Beim Abwärtsrutschen durch bewegt und schiebt dabei den vorerhitzten und vorge-

den ringförmigen Vorerhitzer-Strömungskanal 17 wird brannten Kalkstein zum Auslaß 12, von wo er über die

der Kalkstein durch die in Gegenrichtung strömenden 35 geneigte Ofenabgasleitung 13 in den Drehrohrofen 14

heißen Ofengase, die durch den Kalkstein nach oben gelangt

zum Luftringraum 25 oberhalb des Kalksteins im obe- Oberhalb des trichterförmigen Auslasses 12 ist eine reu, äußeren Bereich des Strömungskanals 17 strömen, feuerfest ausgekleidete Isolierwand 32 vorgesehen, über vorerhitzt und vorgebrannt Die Luftringräume 25 der die die heißen Ofengase nach außen zu den ringförmieinzelnen Moduln sind so miteinander verbunden, daß 40 gen Strömungskanälen geleitet werden, die zwischen sie einen Abgaskanal für das heiße Ofengas mit zwei dem geneigten Boden 24 und der Isolierwand 32 gebil-Gasauslässe 26 bilden, durch den die abgekühlten Ofen- det sind. Die Ofengase strömen dann nach oben durch gase mittels einer hier nicht dargestellten Saugzugge- jeden ringförmigen Strömungskanal 17, in dem die Vorbläses abgeführt und in einen Staubabscheider einge- erhitzung im wesentlichen erfolgt bis zu dem Luftringspeist werden. 45 raum 25, über den sie dann zu den Gasauslässen 26

Die unteren Enden der Rutschen 16 haben diagonale abströmen. Da diese Gegenströmung der Ofengase beWände, die sich nach unten und seitlich erstrecken, so- strebt ist, den kürzesten Weg mit dem geringsten Ströwie eine diagonale Wand 166, die nach unten und außen mungswiderstand durch den Kalkstein zu nehmen, wird verläuft Diese ermöglichen es dem Kalkstein, sich nach hier Vorsorge getroffen, um die Ofengase breiter zu außen auszubreiten, während er in den oberen inneren 50 verteilen, so daß ein gleichmäßigeres Vorerhitzen und Bereich des ringförmigen Strömungskanals 17 abgege- Vorbrennen erzielt wird. Unterhalb der engsten Stelle ben wird. Die sich nach unten erstreckenden diagonalen des Strömungskanals sind hierzu radial verlaufende, Wände 16a und 166 verteilen den körnigen Kalkstein nach unten offene Kanäle 33 angeordnet, so daß der derart, daß er eine gleichmäßige Weglänge durch die Kalkstein zu beiden Seiten an dessen Wänden nach unGegenströmung der heißen Gase zurücklegt 55 ten fließt In jedem dieser Kanäle 33 ist eine nach unten

Der Vorerhitzer kann von zylindrischer Konstruktion offene Rinne 34 ausgebildet, die in offener Verbindung sein, jedoch wird aus wirtschaftlichen Gründen und we- mit dem Strömungskanal 17 steht. Diese Ausbildung ist gen der einfacheren Bauweise ein modulartiger Aufbau deutlich den F i g. 5 und 6 entnehmbar, jeder offene Kabevorzugt, der bei dem in der Zeichnung dargestellten nal 33 bzw. jede Rinne 34 liegt am inneren Ende jeweils Ausführungsbeispiel 10 Moduln erforderte. Ähnlich 60 oberhalb des sich unterhalb der engsten Stelle des Strökönnen auch alle Strömungskanäle 17 eine zylindrische mungskanals 17 ausbildenden Schüttkegels des durch Konstruktion bilden, d. h, die inneren und äußeren die Schieber 27 über die geneigte Bodenfläche 24 ge-Wände 22 bzw. 23 können zylindrisch sein, wie bei dem führten Kalksteins. Die heißen Ofengase können so unin den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel, siehe gehindert unmittelbar in die Rinne 34 einströmen, aus insbesondere die F i g. 3 und 4, die eine Draufsicht auf 65 denen sie über deren ganze Erstreckung zwischen den die Moduln 1 und 2 sowie einen Querschnitt durch den inneren und äußeren Wänden 22 und 23 des Strömungs-Modul 7 zeigen. kanals in den Kalkstein einströmen. Die heißen Gase

Da die heißen Ofengase nach oben durch alle Moduln strömen nach unten und dann nach außen über die unte-

ren Ränder der Kanäle 33 und dann nach oben durch den Kalkstein ab. Auf diese Weise ist eine gleichmäßigere Strömungsverteilung erreicht.

Wegen der hohen Temperatur ist im ringförmigen Strömungskanal 17 werden die Kanäle 33, obwohl sie feuerfest ausgekleidet sind, vorzugsweise durch Luftkanäle 35 oberhalb der Rinne 34 gekühlt Durch die äußeren Enden dieser Kanäle 35 kann Umgebungsluft angesaugt und im hohlen mittleren Bereich des Vorerhitzers abgegeben werden. In der Außenwand des Vorerhitzers sind Beobachtungslöcher 36 vorgesehen, durch die das Innere des Vorerhitzers beobachtet werden kann.

Die geneigte Bodenfläche 24, die Isolierwand 32, die sich radial erstreckenden Kanäle 33 und die unteren Abschnitte 22a und 23a der inneren und äußeren Wände 22 und 23 sind alle feuerfest isoliert, um das Vorerhitzen und Vorbrennen des Kalksteins wirksam zu gestalten.

Die durch Anordnung der radialen Kanäle 34 ermöglichte verbesserte Verteilung der heißen Ofengase liefert ein gleichmäßiger vorerhitztes und vorgebranntes Kalksteinprodukt. Außerdem ist der Strömungswiderstand für die heißen Ofengase um ca. 40% gegenüber dem aus der eingangs genannten US-PS 36 01 376 bekannten gattungsgemäßen Vorerhitzer erniedrigt Es ist deshalb weniger Energie für die Aufrechterhaltung der Durchströmung des Vorerhitzers durch die heißen Ofengase erforderlich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

30

35

40

45

50

55

60 SS

Claims

Patentansprache:

1. Vorrichtung zum Vorerhitzen von körnigem Material, insbesondere von einem Drehrohrofen zuzuführendem Kalkstein, mit sich verengenden und danach wieder erweiternden Strömungskanälen, durch die das durch Rutschen eintrende Material zu einem Brennofen fließt, mit einem unterhalb der engsten Stelle jedes Strömungskanals angeordneten Einlaß fQr heiße Ofengase, die das kömige Material im Gegenstromwärmetausch zu einem oberhalb der engsten Stelle angeordneten Gasauslaß durchströmen, sowie mit unterhalb der engsten Stelle parallel zu einer geneigten Bodenflache jedes Strömungskanals angeordneten, hin- und herbeweglichen Schiebern für den Weitertransport des vorerhitzten Materials in eine zum Brennofen führende Ofenabgasleitung, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der engsten Stelle jedes Strömungskanals (17) ein radial verlaufender, nach unten offener Kanal (33) zum gleichmäßigen Einleiten der ankommenden heißen Ofengase in das nach unten drängende körnige Material angeordnet ist, dessen inneres Ende jeweils oberhalb des sich unterhalb der engsten Stelle des Strömungskanals (17) ausbildenden Schüttkegels des körnigen Materials liegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (33) durch nach unten offene Rinnen (34) gebildet sind,

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen (33) oberhalb der Rinne (34) einen Kanal (35) ausgebildet ist, durch den kühlere Luft ins Innere des Vorerhitzers strömt