WO2021074059A1 - Kühler zum kühlen von schüttgut - Google Patents

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WO2021074059A1
WO2021074059A1 PCT/EP2020/078564 EP2020078564W WO2021074059A1 WO 2021074059 A1 WO2021074059 A1 WO 2021074059A1 EP 2020078564 W EP2020078564 W EP 2020078564W WO 2021074059 A1 WO2021074059 A1 WO 2021074059A1
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WO
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cooler
bulk material
height
separation area
coarse
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PCT/EP2020/078564
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Eike Willms
Stefanie Richter
Michael Streffing
Jochen Altfeld
Ludwig KÖNNING
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Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/47—Cooling ; Waste heat management
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0059—Regulation involving the control of the conveyor movement, e.g. speed or sequences
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
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    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications

Definitions

  • the invention relates to a method and a cooler for cooling bulk goods, in particular cement clinker.
  • hot bulk material such as cement clinker
  • the bulk material is placed on an aeration base of a cooler through which a cooling medium can flow.
  • the hot bulk material is then moved from one end of the cooler to the other end for cooling and, for example, cooling gas flows through it.
  • Various options are known for transporting the bulk material from the beginning of the cooler to the end of the cooler.
  • the bulk material is transported by movable conveyor elements that move in the conveying direction and against the conveying direction.
  • the conveying elements have a pushing edge that transports the material in the conveying direction.
  • a cooler which has a plurality of conveyor elements that can be moved in the conveying direction and against the conveying direction.
  • Each of the conveyor elements is connected to suitable transport mechanisms via a carrier element, which supports the conveyor elements movably on a machine frame structure.
  • the material is transported in the conveying direction by means of a suitable movement pattern in the forward and return strokes.
  • it is known, for example, from US Pat. No. 3,836,321 A, to undertake separate cooling of the fine material and the coarse material.
  • a method for operating a cooler for cooling bulk material, in particular cement clinker comprises, according to a first aspect, the steps:
  • the coarse material having a grain size that is larger than that of the fine material
  • the method also includes determining the bulk material height H2 in the separation area and controlling / regulating the conveying speed of the bulk material within the cooler as a function of the determined bulk material height H2 in the separation area.
  • the cooler is preferably a clinker cooler which is arranged, for example, in connection with an oven, in particular a rotary kiln, for the production of cement clinker.
  • the cooler has a dynamic grate with a conveying unit for transporting the material in the conveying direction, the conveying unit having, for example, a ventilation base through which cooling gas can flow and with a plurality of passage openings for admitting cooling air.
  • the cooling air is provided, for example, by fans arranged below the ventilation floor, so that the bulk material to be cooled is in cross flow to the Cooling air flows through the conveying direction.
  • the ventilation floor preferably forms a plane on which the bulk material rests.
  • the ventilation base is preferably formed partially or completely by the conveying elements, which are arranged next to one another and form a plane for receiving the bulk material.
  • an inlet area of the cooler which has a static grate, directly adjoins the material inlet.
  • the static grate is, for example, an angle to the horizontal of 10 ° to 35 °, preferably 12 ° to 33 °, in particular 13 ° to 31 ° inclined grate through which cooling air flows from below.
  • the static grate is preferably arranged below the furnace outlet, so that the bulk material from the furnace outlet falls directly onto the static grate and slides along it in the conveying direction.
  • the separation area optionally connects directly to the material inlet of the cooler or directly to the static grate of the inlet area of the cooler.
  • the fine material is, for example, bulk material with a grain size of about 10 5 mm to 4 mm, preferably 10 -5 mm to 2 mm, the coarse material being bulk material with a grain size of 4 mm to 100 mm, preferably 2 mm to 100 mm.
  • the separating cut between the coarse material and the fine material is preferably at a grain size of 2mm.
  • the fine material preferably comprises a proportion of 90% to 95% of bulk material with a grain size of 10 -5 mm to 4 mm, preferably 10 -5 mm to 2 mm, with 5% to 10% of the fine material being bulk material with a grain size greater than this can act as 2mm, preferably more than 4mm.
  • the coarse material preferably comprises 90 to 95% of bulk material with a grain size of 2mm to 100mm, preferably 4mm to 100mm, with 5% to 10% of the coarse material being bulk material with a grain size of less than 2mm, preferably less than 4mm can act.
  • the fine material cooler and the coarse material cooler adjoin the separation area, these being arranged parallel to one another.
  • the parallel arrangement of the fine material cooler and the coarse material cooler should not only be understood in a geometric sense, but also in a process engineering sense.
  • the fine material cooler is preferably arranged parallel to the coarse material cooler in the conveying direction of the bulk material.
  • the fine material cooler and the coarse material cooler preferably have one dynamic grate, each of which is traversed by a cooling medium for cooling the bulk material resting on the dynamic grate.
  • the cooling medium is, for example, cooling air that is blown through the fine and coarse material cooler by means of fans.
  • the height of the bulk material is, for example, an absolute bulk material height of the bulk material in the cooler, the height of the conveyor units, such as the static or dynamic grate, not being taken into account.
  • the absolute bulk material height is determined for at least one point on the bulk material surface. It is also conceivable to determine a plurality of absolute bulk material heights in a measurement area and to calculate an average value of the absolute bulk material height from this.
  • the height of the bulk material can also be the relative height of the bulk material, the height of the bulk material being determined on the respective conveying unit, such as a static or dynamic grate.
  • the relative bulk material height is preferably the absolute bulk material height from which the height of the respective conveying unit, such as a static or dynamic grate, has been subtracted.
  • a control / regulation of the conveying speed of the bulk material within the cooler as a function of the determined bulk material height H2 in the separation area enables a targeted setting of the bulk material heights within the cooler.
  • a change in the conveying speed of the bulk material in an area within the cooler influences the height of the bulk material in the area of the cooler and in particular in the areas of the cooler arranged upstream in the conveying direction.
  • the bulk material height of the coarse material in the coarse material cooler is determined and the conveying speed of the bulk material within the cooler is controlled / regulated as a function of the determined bulk material height of the coarse material in the coarse material cooler.
  • the bulk material height of the coarse material in the coarse material cooler adjoining the separation area influences the bulk material height in the separation area. For example, the bulk material height in the separation area increases when the bulk material height in the coarse material cooler is increased.
  • the conveying speed of the bulk material in the separation area and / or the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler is determined as a function of the determined bulk material height in the
  • the conveying speed of the bulk material in the separation area and / or the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler is controlled / regulated in such a way that the bulk material height in the separation area is lower than the bulk material height of the coarse material in the coarse material cooler.
  • the fine material preferably collects in such a depression and can be separated from the coarse material in a simple manner.
  • the flea difference between the bulk material height of the bulk material in the separation area and the bulk material height of the coarse material in the coarse material cooler is calculated, the calculated height difference being compared with a target value and with a deviation of the height difference from the target value, the conveying speed of the bulk material in the separation area and / or in the coarse material cooler is reduced or increased.
  • the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler is set in such a way that it is lower than the conveying speed of the bulk material in the separation area. Such an adjustment of the conveying speed preferably brings about a greater bulk material height in the coarse material cooler compared to the bulk material height in the separation area. This enables the depression to be formed in the separation area.
  • the bulk material height is determined by means of an optical measurement method, such as a laser measurement method or infrared measurement method, or by means of an electromagnetic measurement method, such as a radar measurement method (microwaves in the range of 1-300 GHz).
  • the measuring method is understood to mean both the optical measuring method, the laser measuring method and the radar measuring method.
  • the measuring device is attached, for example, at a known distance from the aeration floor of the separation area above the bulk material surface.
  • the height of the bulk material is preferably determined in a lateral edge area of the separation area by means of an optical measuring method or radar measurement.
  • a surface area is recorded which extends, for example, over the entire width and length of the separation area or only over part of the separation area, for example the lateral edge area.
  • the surface of the bulk material is recorded over an area and, for example, the highest value of the bulk material height is determined in this area.
  • a plurality of measuring devices are provided above the surface of the bulk material, for example evenly spaced from one another, across the width of the separation area, in order to preferably detect a surface area of the bulk material in the separation area and to determine the height of the bulk material in this area, preferably over an area.
  • the height of the bulk material is determined at a large number of individual, mutually spaced measuring points, from which a 2D image of the bulk material surface is determined, for example by means of interpolation.
  • the measurement methods for determining the bulk material height are a simple and reliable way of determining the bulk material height while the cooler is in operation.
  • the air pressure of the cooling gas is determined in the separation area, the coarse material cooler and / or the fine material cooler and the hydraulic pressure in a hydraulic drive of the cooler and the bulk material height in the cooler being calculated using the determined hydraulic pressure and air pressure.
  • the air pressure of the cooling gas in the inlet area of the cooler is also determined and the height of the bulk material in the inlet area is calculated using the hydraulic pressure and air pressure determined.
  • the separation area has a dynamic grate with a plurality of conveyor elements for transporting the Bulk material in the conveying direction, the conveying elements being moved simultaneously in a forward stroke in the conveying direction and in a return stroke inconsistently against the conveying direction, and the frequency of movement of the conveying elements and / or the length of the forward stroke and the return stroke depending on the determined height of the bulk goods in the separation area and / or the coarse material cooler is controlled / regulated.
  • the coarse material cooler has a dynamic grate with a plurality of conveyor elements for transporting the bulk material in the conveying direction, the conveying elements being moved simultaneously in a forward stroke in the conveying direction and in a return stroke counter to the conveying direction and the frequency of movement of the conveying elements and / or the flow length of the forward stroke and the return stroke is controlled / regulated as a function of the determined bulk material height of the separation area and / or the coarse material cooler.
  • the separation area has a wall for separating the fine material from the coarse material and wherein the method comprises determining the difference between the bulk material height in the separation area and the fleas of the wall and wherein the conveying speed is controlled / regulated as a function of the calculated flea difference .
  • the calculated flea difference is a measure of the bulk material entering the fines cooler and is therefore a way of setting the conveying speed in the separation area. For example, the calculated flea difference is compared with a target value and, if the flea difference deviates from this target value, the fleas on the wall changed to separate the fine material. In this way, the fleas of the wall for separating the fine material adjusts to the layer heights that vary over time in the separation area, so that the fine material can flow off over and / or through the wall at all times.
  • the invention also comprises a cooler for cooling bulk material, in particular cement clinker, having a cooler inlet for admitting bulk material to be cooled into the cooler, one behind the cooler in the conveying direction of the bulk material Cooling inlet arranged separation area for separating coarse material and fine material, a coarse material cooler adjoining the separation area for cooling the coarse material and a fine material cooler connected to the separation area and arranged parallel to the coarse material cooler for cooling the fine material, the cooler also has a control / regulating device which is designed and set up in such a way that it controls / regulates the conveying speed of the bulk material within the cooler as a function of the bulk material height of the bulk material in the separation area.
  • a control / regulating device which is designed and set up in such a way that it controls / regulates the conveying speed of the bulk material within the cooler as a function of the bulk material height of the bulk material in the separation area.
  • the cooler has a measuring device for determining the bulk material height in the separation area, this being connected to the control / regulating device for transmitting the determined bulk material height.
  • the cooler has a pressure sensor for determining the air pressure of the cooling gas in the separation area, the coarse material cooler and / or the fine material cooler, this being connected to the control / regulating device for transmitting the determined air pressure.
  • the separation area has a dynamic grate with a plurality of conveyor elements for transporting the bulk material in the conveying direction and a drive for driving the conveyor elements, the control / regulating device for controlling / regulating the conveying speed of the bulk material being connected to the drive .
  • the drive comprises a hydraulic drive and a hydraulic pressure sensor which is connected to the control / regulating device for transmitting the hydraulic pressure.
  • a vertical offset of at least 700mm to 1200mm, preferably at least 800mm to 1100mm, in particular 900mm, is formed between the separation area and the coarse material cooler.
  • At the vertical offset is preferably a step between the dynamic grate of the separation area and the dynamic grate of the coarse material cooler.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a cooler for cooling bulk goods according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a cooler for cooling bulk goods in a sectional view according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a cooler for cooling bulk goods in a sectional view according to an exemplary embodiment.
  • the cooler 10 for cooling hot bulk material, in particular cement clinker.
  • the cooler 10 is preferably arranged downstream of a furnace, in particular a rotary kiln, for burning cement clinker, so that hot bulk material emerging from the furnace falls into the cooler 10, for example due to gravity.
  • the cooler 10 has a plurality of areas, in each of which the bulk material has different temperatures and, for example, is cooled in different ways.
  • the cooler 10 has a material inlet 12 for admitting hot bulk material into the cooler 10.
  • the material inlet 12 is, for example, the area between the furnace outlet and a static or dynamic grate 36 of the cooler 10, the bulk material 11 preferably falling through the material inlet 12 as a result of gravity.
  • the bulk material to be cooled has a temperature of 1200 to 1450 ° C. in the material inlet 12, for example. In Cooling of the bulk material is preferably already taking place in the material inlet 12.
  • the material inlet 12 is optionally followed by a cooler inlet area 14, which includes a static grate 36, for example.
  • the static grate 36 is, for example, a ventilation base, preferably a grate, through which cooling air flows from below, at an angle to the horizontal of 10 ° to 35 °, preferably 12 ° to 33 °, in particular 13 ° to 21 ° .
  • the angle of repose of coarse clinker (unventilated) is, for example, in a range from 33 ° to 35 °, so that in a preferred variant, the static grate 36 has an angle of 33 ° to 35 ° to the horizontal.
  • the static grate 36 is preferably arranged below the furnace outlet, so that the bulk material 11 falls from the furnace outlet directly onto the static grate and slides along it in the conveying direction.
  • the bulk material 11 is particularly cooled to a temperature of less than 1150 ° C.
  • the static grate 36 preferably has passages 38 through which cooling air enters the cooler 10 and the bulk material.
  • the cooling air is generated, for example, by at least one fan 18 arranged below the static grate, so that cooling air flows through the static grate from below.
  • the bulk material to be cooled is moved in the conveying direction F.
  • the cooler 10 has a separation area 16, which optionally connects directly to the cooler inlet area 14. It is also conceivable that the cooler does not have a cooler inlet area 14 with the static grate 36. In this case, the separation area 16 of the cooler 10 is arranged in such a way that the bulk material from the furnace outlet falls directly onto the static grate or the dynamic grate of the separation area 16. In the separation area 16, the bulk material is separated into fine material and coarse material. And preferably cooled to a temperature of less than 1150 ° C., preferably 1100 ° C., in particular 800 ° C., the cooling being carried out in such a way that liquid clinker phases present in the bulk material solidify completely into solid phases.
  • the bulk material When leaving the separation area 16 of the cooler 10, the bulk material is preferably completely in the solid phase and at a maximum temperature of 1100 ° C.
  • the bulk material When the bulk material is separated into coarse material and fine material, at least the fine material is preferably at least partially or completely in the solid phase and has a temperature of less than 1150 ° C, in particular less than 1100 ° C. At such a temperature there is no sticking or clumping of the bulk material.
  • the fine material particles and the coarse material particles are essentially separate from one another, preferably in layers, so that a separation of the fine material and the coarse material can be carried out optimally without caking or clumping of the bulk material.
  • the separation area 16 of the cooler 10 has, for example, one or a plurality of fans 24, by means of which cooling air flows through the bulk material to be cooled.
  • the bulk material in the separation region 16 preferably has an upper region in which mostly or exclusively fine material is present, and a lower region in which mostly coarse material is present.
  • Fine material is to be understood as bulk material with a grain size of about 10 5 mm to 4 mm, preferably 10 -5 mm to 2 mm, the coarse material being bulk material with a grain size of 4 mm to 100 mm, preferably 2 mm to 100 mm.
  • the separating cut between the coarse material and the fine material is preferably at a grain size of 2mm.
  • the separation area 16 is followed by a coarse material cooler 20 for cooling the coarse material separated from the fine material in the separation area 16 and a fine material cooler 22 for cooling the fine material separated from the coarse material in the separation area 16, the fine material cooler 22 and the coarse material cooler 20 being arranged parallel to one another are.
  • the parallel arrangement of the fine material cooler to the coarse material cooler is not to be understood as a geometric arrangement, but rather a process-related arrangement, wherein the fine material cooler and the coarse material cooler can be referred to as being connected in parallel to one another.
  • the fine material cooler is preferably arranged parallel to the coarse material cooler in the conveying direction of the bulk material. Preferably, mostly or exclusively fine material is passed from the separation area into the fine material cooler 22, with largely or exclusively coarse material being passed into the coarse material cooler 20.
  • the coarse material cooler 20 comprises, for example, a dynamic grate 42 which has a conveyor unit with a plurality of conveyor elements movable in the conveying direction F and counter to the conveying direction F for transporting the bulk material in the conveying direction.
  • the conveyor unit is, for example, one Moving floor conveyor which has a plurality of conveyor elements for transporting the coarse material.
  • the conveying elements are a plurality of planks, preferably grate planks, which form a ventilation floor.
  • the conveying elements are arranged next to one another and can be moved in conveying direction F and against conveying direction F.
  • the conveyor elements designed as conveyor planks or grate planks are preferably flowed through by cooling air, arranged over the entire length of the coarse cooler 20 and form the surface on which the bulk material rests.
  • the conveyor unit can also be a push conveyor, the conveyor unit having a stationary ventilation base through which cooling air can flow and a plurality of conveyor elements which can be moved relative to the ventilation base.
  • the conveying elements of the pusher conveyor are preferably arranged above the aeration base and have drivers running transversely to the conveying direction.
  • the conveyor elements can be moved in the conveying direction F and against the conveying direction F.
  • the conveying elements of the push conveyor and the moving floor conveyor can be moved according to the “walking floor principle”, the conveying elements all being moved simultaneously in the conveying direction and non-simultaneously against the conveying direction.
  • the cooled coarse material is discharged from the cooler 10 and preferably has a temperature of 50.degree. C. to 200.degree. C., preferably less than 100.degree.
  • the coarse material cooler 20 has, for example, a plurality of fans - 44 below the ventilation floor, by means of which cooling air flows from below through the dynamic grate 42.
  • the fine material cooler 22 comprises, for example, a dynamic grate which has a conveying unit with a plurality of conveying elements movable in the conveying direction and counter to the conveying direction F for transporting the bulk material in the conveying direction.
  • the conveyor unit can be, for example, a push conveyor or a moving floor conveyor, as described above. Other conveying principles from bulk material technology are also conceivable.
  • the separation area 16 also comprises, for example, a dynamic grate 40, which has a conveyor unit with a plurality of conveyor elements movable in the conveying direction and opposite to the conveying direction F for transporting the bulk material in the conveying direction, which can be, for example, a push conveyor or moving floor conveyor described above.
  • the fines cooler 22 has a material inlet 30 for admitting fines from the separation area 16 of the cooler 10 into the fines cooler 22.
  • the fines cooler 22 also has a material outlet 32 in an end of the fines cooler 22 facing away from the material inlet 30 for discharging fines from the fines cooler 22 .
  • the separation area 16 has a fine material outlet 34 for discharging the fine material from the separation area 16 into the fine material cooler 22.
  • the fine material outlet 34 and the material inlet 30 coincide, for example.
  • the separation area 16 preferably has separation means, which are not shown in FIGS. 1-3.
  • the separation means can be, for example, a wall which is arranged between the separation area 16 and the fines cooler 22 and preferably extends in the conveying direction of the bulk material.
  • the upper edge of the wall preferably forms the fine material outlet 34 for discharging the fine material from the separation area 16.
  • the separation area 16 and the fine material cooler 22 are connected to one another via material chutes, for example.
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of a cooler 10 described in FIG. 1.
  • the separation region 16 has a dynamic, in particular movable, grate 40 which adjoins the static grate 36 in the conveying direction F.
  • the coarse material cooler 20 has a dynamic, in particular movable, grate 42 which adjoins the dynamic grate 40 of the separation area 16 in the conveying direction F.
  • a step 47 is formed between the dynamic grate 40 of the separation area 16 and the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20.
  • the step 47 is, for example, a vertical height offset between the static grate 40 and the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20.
  • the height of the step 47 is preferably at least 700-1200mm, preferably 800-1100mm, in particular 900-1000mm.
  • the step 47 is preferably a maximum of 3000 mm high.
  • the step 47 in FIG. 2 preferably has a constant height in the conveying direction F, since the dynamic grate 40 of the separation area 16 runs horizontally, for example.
  • the dynamic grate 40 of the separation area 16 is arranged, for example, within the step.
  • a wall element 46 is arranged within the step 47, for example, which directly adjoins the dynamic grate 40 of the separation area 16 in the conveying direction F, so that the bulk material 11 flows from the dynamic grate 40 onto the wall element 46.
  • the wall element 46 is designed to be static or dynamic, for example, with a dynamic wall element 46 being attached so as to be movable in the conveying direction F and counter to the conveying direction F.
  • the cooler 10 preferably has a drive, not shown, which is connected to the dynamic wall element 46 and drives it in the conveying direction F and counter to the conveying direction F.
  • the wall element 46 extends, for example, in the vertical direction or at an angle of approximately 20-90 °, preferably 40-60 °, in particular 45 ° to the horizontal, preferably to the dynamic grate 40 and / or 42, so that the bulk material 11 in the conveying direction F. slides along the wall element 46. It is also conceivable that the wall element 46 is designed as a slide, plate elements, rod elements or, for example, a screw conveyor.
  • the cooler 10 preferably has at least one pressure sensor 54, 56 for determining the air pressure below the static grate 38 of the cooler inlet area 14 or the dynamic grate 40 of the separation area 16.
  • the cooler 10 preferably has at least two or three pressure sensors 54, 56, 58, with one pressure sensor 54 below the static grate 36 of the inlet area 14, another pressure sensor 56 below the dynamic grate 40 of the separation area 16 and optionally another pressure sensor 58 below the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20 is arranged.
  • the control / regulating device 50 is preferably connected to the pressure sensor 54, 56, 58 and the hydraulic pressure sensor of the drive so that the Pressure values are transmitted to the control / regulating device 50.
  • the control / regulating device 50 determines the bulk material height in the separation area 16 and / or the coarse material cooler 20 from the measured air pressure and hydraulic pressure values.
  • the bulk material height of the bulk material on the static grate 36 of the cooler inlet area 14 is denoted by H1.
  • the bulk material height of the bulk material on the dynamic grate 40 of the separation area 16 is designated by H2 and the bulk material height of the bulk material on the dynamic grate 40 of the coarse material cooler 20 is designated by H3.
  • the hydraulic pressure in the return stroke is roughly linear to the respective bulk material height.
  • the hydraulic pressure in the return stroke is determined, for example, which represents a reference point for the bulk material height in the respective area of the cooler 10, preferably the separation area 16.
  • the hydraulic pressure and the respective associated values of the bulk material height were determined beforehand in tests and preferably stored in the control system 50.
  • the bulk material height H2 also behaves linearly, for example, to the determined air pressure below the dynamic grate 40.
  • the air pressure and the respective associated values of the bulk material height H2 were determined in advance in tests and preferably stored in the control device 50.
  • a bulk material height is calculated, for example, via a linear correlation of the layer height from the determined values of the hydraulic pressure and the air pressure.
  • the control / regulating device 50 is preferably connected to the drive of the conveyor unit of the cooler 10, in particular the separation area 16, so that the control / regulating device 50 controls / regulates the conveying speed of the bulk material preferably in the separation area 16.
  • the conveying speed is controlled / regulated, for example, as a function of the bulk material height determined in advance using the air pressure and hydraulic pressure data.
  • the mean speed is preferably below the conveying speed of the bulk material To understand the speed of the bulk material across the width of the cooler 10, preferably of the separation area 16.
  • the control / regulating device 50 is preferably designed to control / regulate the movement of the conveying elements.
  • the conveying elements are moved simultaneously in the conveying direction and non-simultaneously against the conveying direction.
  • Each individual conveying element carries out a forward stroke movement in conveying direction F and a return stroke movement against conveying direction F.
  • the bulk material bed is moved in the conveying direction F by the simultaneous forward stroke of the conveyor elements.
  • the bed of bulk material is not moved, or is moved only insignificantly, against the conveying direction F.
  • the movement frequency of the forward and return stroke movement of the conveyor planks is set, for example, by means of the control / regulating device 50. If the frequency of movement is increased, the conveyor speed increases and vice versa. It is also conceivable to control / regulate the conveying speed of the bulk material by adjusting the flow length in the forward stroke and / or in the return stroke. If the flue length is increased, the conveying speed increases and vice versa, the frequency of movement of the forward and return stroke movement of the conveying elements preferably remaining the same. For example, the stroke length or the movement frequency is controlled / regulated exclusively for the outer, preferably two or four, conveyor elements.
  • the outer conveyor elements preferably mean the conveyor elements on the longitudinal sides of the separation area 16.
  • the cooler 10 of FIG. 2 has a measuring device 52 for determining the height of the bulk goods FH 1, FH2 and / or FH3.
  • the measuring device 52 is, for example, a radar sensor.
  • the radar sensor is designed, for example, in such a way that it emits electromagnetic waves in a measuring cone with a Emission angle of about 5 ° to 15 °, so that a surface of the bulk material of, for example, 0.2m 2 to 1m 2 can be detected by the measuring device 52.
  • the electromagnetic waves reflected on the surface of the bulk material are detected by the measuring device 52, which is designed such that it determines the distance between the surface of the bulk material and the measuring device 52, preferably an average value over the surface of the bulk material detected by the measuring device 52 .
  • the measuring device 52 is preferably designed in such a way that it calculates the respective absolute bulk material height from the distance between the surface of the bulk material and the measuring device 52, this corresponding to the height of the bulk material in the cooler 10.
  • the measuring device 52 can also be designed in such a way that it determines the respective relative bulk material height H1, H2 and / or H3 from the distance between the surface of the bulk material and the measuring device 52, this being the height of the bulk material relative to the respective static or dynamic grate 36 , 40, 42 corresponds on which the bulk material rests.
  • the height of the static grate 36 to determine the bulk material height H 1 the height of the dynamic grate 40 to determine the bulk material height H2 of the bulk material in the separation area 16 and the height of the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20 to determine the bulk material height H3 in the coarse material cooler 20 stored in the measuring device 52.
  • the measuring device 52 is preferably arranged above the dynamic grate 40, in particular above the bulk material surface.
  • the measuring device 52 is arranged approximately 2 m to 3 m above the dynamic grate 40 of the separation area 16.
  • the measuring device 52 is attached to a ceiling of the cooler 10. It is also conceivable for a plurality of measuring devices 52 to be arranged above the surface of the bulk material in the cooler 10.
  • the coarse material cooler 20 has one or more measuring devices 52 for determining the bulk material height H3 of the coarse material on the dynamic grate 42.
  • the measuring device 52 is connected to the control / regulating device 50, so that the bulk material height H1, H2 and / or H3 determined by the measuring device 52, preferably the determined distance between the surface of the bulk material and the measuring device 52, is transmitted to the control / regulating device 50 become.
  • the determination of the absolute bulk heights or the relative Bulk material heights H1, H2 and / or H3 can also take place in the control / regulating device 50.
  • the control / regulating device 50 is designed, for example, in such a way that it calculates the heights of the bulk goods H1, H2 and / or H3 from the distance between the surface of the bulk material and the measuring device 52 determined by the measuring device 52.
  • the height of the static grate 36 to determine the bulk material height H1 the height of the dynamic grate 40 to determine the bulk material height H2 of the bulk material in the separation area 16 and the height of the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20 to determine the bulk material height H3 in the coarse material cooler 20 stored in the control / regulating device 50.
  • the control / regulating device 50 is designed, for example, in such a way that it controls / regulates the conveying speed of the bulk material 11 in the separation area 16 and / or the coarse material cooler 20 as a function of the bulk material height H2 or H3 determined by means of the measuring device 52.
  • the bulk material height H2 or H3 can optionally be calculated in addition to the measuring device 52 from the measured air pressure and hydraulic pressure values.
  • the bulk material height H2 or H3 measured by means of the measuring device 52 or determined with the control / regulating device 50 is preferably compared with the bulk material height calculated from the measured air pressure and hydraulic pressure values, in particular a deviation between the measured value and the calculated value is determined. If the deviation exceeds a value of, for example, +/- 5% to +/- 15%, the conveying speed of the bulk material is controlled / regulated exclusively as a function of the bulk material height calculated from the measured air pressure and hydraulic pressure values. In the event of a deviation of, for example, +/- 5% to +/- 15%, an error in the measuring device 52 is assumed and this is therefore no longer taken into account in the control / regulation.
  • FIG. 3 shows a cooler 10 which essentially corresponds to the cooler 10 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the dynamic grate 40 of the separation area 16 has an angle of 20-90 °, preferably 40-60 °, in particular 45 ° to the horizontal and in particular to the dynamic grate 40 of the coarse material cooler 20.
  • the step 47 of the exemplary embodiment in FIG. 3 has a height that varies in the conveying direction F.
  • the step 47 between the The task area of the dynamic grate 40 and the dynamic grate 42 has the height described with reference to FIG. 2.
  • bulk material 11 optionally falls from an oven outlet into the inlet area 14 of the cooler 10.
  • the bulk material 11 is cooled to a temperature of less than 1100 ° C., with preferably complete solidification of the liquid phase of the bulk material to be cooled 11 takes place.
  • the dwell time of the bulk material on the static grate 36 of the inlet area 14 is preferably approximately 100 to 300 seconds. Both coarse material and fine material are present on the static grate 36 and are distributed over the height and length of the bulk material bed 11, for example. It is also conceivable that there is a higher proportion of fine material in the upper bulk material layer than in the lower bulk material layer.
  • the height H1 of the bulk material bed 11 is, for example, 300-1000 m, preferably 600 mm.
  • a comminuting device 48 adjoins the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20 in FIGS. 2 and 3 by way of example.
  • the comminution device 48 is, for example, a mill or a crusher with at least two crushing rollers rotatable in opposite directions and a crushing gap formed between these, in which the comminution of the material takes place.
  • a third area of the cooler 10 (not shown) for further cooling of the bulk material 11 can, for example, adjoin the shredding device 48.
  • the bulk material preferably has a temperature of more than 100 ° C. when it enters the third region of the cooler 10.
  • the bulk material preferably has a temperature of 100 ° C. or less when it leaves the cooler 10.
  • a relative bulk material bed height H1 is formed in the first region 14 of the cooler 10 on the static grate 36, which is optimally between 300 mm and 1000 mm.
  • the bulk material bed 11 optimally has a relative bulk material height H2 of 300mm to 1000mm.
  • the height H3 of the The bulk material bed 11 on the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20 is optimally 300mm to 1500mm, preferably 600mm to 1500mm.
  • the specified height values are the bulk material height at which the bulk material can be optimally cooled in the separation area 16, the coarse material cooler 20 and the cooler inlet area 14. With the above-mentioned relative bulk material height H2, an optimal separation of the fine material from the coarse material is also possible.
  • the relative bulk material heights H1, H2 and H3 can be adjusted by means of the conveying speed of the bulk material.
  • the cooler 10 optimal operation of the cooler 10 is possible, for example, when the surface of the bulk material of the separation region 16 is in a plane with the surface of the bulk material of the coarse material cooler 20.
  • the absolute bulk material height of the bulk material in the separation area 16 is equal to the absolute bulk material height of the bulk material in the coarse material cooler 20.
  • the bulk material height H3 preferably corresponds to the bulk material height H2 plus the height of the step 47.
  • the cooler operates optimally 10 when the surface of the bulk material of the separation region 16 lies below the surface of the bulk material of the coarse material cooler 20, so that a depression, shown hatched in FIGS. 2 and 3, is preferably formed in the bulk material.
  • the bulk material heights H1, H2 and / or H3 are preferably set as described below.
  • the possibility is described of setting the conveying speeds of the bulk material on the dynamic grids 40, 42 such that the surface of the bulk material of the separation area 16 is in a plane with the surface of the bulk material of the coarse material cooler 20.
  • the absolute bulk material height in the separation area 16 and the coarse material cooler 20 is preferably determined by means of the measuring device 52 and transmitted to the control / regulating device 50.
  • the control / regulating device 50 is preferably designed in such a way that it compares the absolute bulk material heights with one another and if there is a deviation of the determined absolute bulk material heights from one another, the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or in the coarse material cooler 20 is reduced or increased.
  • the The conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or the coarse material cooler 20 is reduced if the absolute bulk material height in the separation area 16 is less than the absolute bulk material height in the coarse material cooler 20.
  • the conveying speed of the bulk material is preferably the separation area 16 and / or in the coarse material cooler 20 increased when the absolute bulk material height in the separation area 16 is higher than the absolute bulk material height in the coarse material cooler 20.
  • the bulk material height H2 in the separation area 16 is determined by means of the measuring device 52 or the control / regulating device 50 and compared with a previously determined target value, which is stored in the control / regulating device 50, for example. If the determined bulk material height H2 deviates from the target value, the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or in the coarse material cooler 20 is reduced or increased. The conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or in the coarse material cooler 20 is preferably reduced when the determined bulk material height H2 falls below the setpoint value. The conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or in the coarse material cooler 20 is preferably increased when the determined bulk material height H2 exceeds the setpoint value. A reduction in the conveying speed of the coarse material cooler 20 causes an increase in the height of the bulk material H2 in the separation area 16, the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 preferably remaining essentially the same.
  • the bulk material height H3 is determined in the coarse material cooler and compared with a previously determined setpoint value, which is stored in the control / regulating device 50, for example. If the determined bulk material height H3 deviates from the target value, the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or in the coarse material cooler 20 is reduced or increased. The conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or in the coarse material cooler 20 is preferably reduced when the determined bulk material height H2 falls below the setpoint value. The conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or in the Coarse material cooler 20 increases when the determined bulk material height H2 exceeds the target value.
  • the bulk material height H2 of the bulk material 11 in the separation area 16 is determined, for example, in addition to the bulk material height H3 of the coarse material in the coarse material cooler 20 by means of the measuring device 52 or the control / regulating device 50, the determined bulk material heights H2 and H3 being compared with one another. If the bulk material height H3 of the coarse material is less than or equal to the bulk material height H2 of the bulk material 11 in the separation area 16, the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler 20 is reduced, the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 remaining the same or increased, for example.
  • the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler 20 and of the bulk material in the separation region 16 is not changed, for example.
  • the difference between the bulk material height H3 of the coarse material in the coarse material cooler 20 and the bulk material height H2 of the bulk material 11 in the separation area 16 is preferably determined and compared with a setpoint stored in the control / regulating device 50.
  • the setpoint corresponds, for example, to the fleas of step 47 between the dynamic grate 40 of the separation area 16 and the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20 and is, for example, 700mm to 1200mm, preferably at least 800mm to 1100mm, in particular 900mm.
  • the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler 20 is reduced, for example, and the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 is optionally increased.
  • the conveying speed is preferably set such that the coarse material cooler 20 has a lower conveying speed than the separation area 16. If the difference exceeds the target value, the conveying speed is preferably not changed or the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler 20 is increased and optionally the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 is reduced. It is also conceivable to adjust the control / regulation of the conveying speeds of the bulk material on the dynamic grids 40, 42 in such a way that a depression is formed on the surface of the bulk material of the separation area 16.
  • the absolute bulk material height in the separation area 16 and the coarse material cooler 20 is determined by means of the measuring device 52 and transmitted to the control / regulating device 50.
  • the control / regulating device 50 is preferably designed in such a way that it determines a deviation between the ascertained absolute bulk material heights and compares this with a previously determined setpoint value stored in the control / regulating device 50.
  • the absolute bulk material height of the separation area 16 is preferably subtracted from the absolute bulk material height of the coarse material cooler 20. If the determined value falls below the target value, the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 and / or the coarse material cooler 20 is reduced.
  • the target value is, for example, 200mm to 1000mm, preferably 300mm to 700mm, in particular 500mm to 600mm.
  • the relative bulk material heights H2 of the bulk material 11 in the separation area 16 and the relative bulk material height H3 of the coarse material in the coarse material cooler 20 are determined by means of the measuring device 52 or the control / regulating device 50 and transmitted to the control / regulating device 50 .
  • the control / regulating device 50 is preferably designed in such a way that the determined bulk material heights H2 and H3 can be compared with one another.
  • the difference between the bulk material height H3 of the coarse material in the coarse material cooler 20 and the bulk material height H2 of the bulk material 11 in the separation area 16 is preferably determined and compared with a setpoint stored in the control / regulating device 50.
  • the setpoint corresponds, for example, to the height of the step 47 plus a desired depth of the depression between the bulk material surface of the dynamic grate 40 of the separation area 16 and the dynamic grate 42 of the coarse material cooler 20 and is, for example 1300mm to 2400mm, preferably at least 1300mm to 2000mm, in particular 1500mm to 1800mm. If the difference falls below the target value, the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler 20 is reduced, for example, and the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 is optionally increased.
  • the conveying speed is preferably set such that the coarse material cooler 20 has a lower conveying speed than the separation area 16. If the difference exceeds the target value, the conveying speed is preferably not changed or the conveying speed of the coarse material in the coarse material cooler 20 is increased and optionally the conveying speed of the bulk material in the separation area 16 is reduced.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, in einem Kühler (10) aufweisend die Schritte: Einlassen von zu kühlendem Schüttgut (11) aus einem Ofen durch einen Materialeinlass (12) in den Kühler (10), Kühlen des Schüttguts einer Schüttguthöhe (H1) in einem Einlaufbereich (14) des Kühlers (10), der einen statischen Rost (36) aufweist, Kühlen des Schüttguts einer Schüttguthöhe (H2) in einem sich an den Einlaufbereich (14) anschließenden Separationsbereich (16) des Kühlers (10), Separieren von Feingut und Grobgut in dem Separationsbereich (16), wobei das Grobgut eine Korngröße aufweist, die größer ist als die des Feinguts, Kühlen des Feinguts in einem Feingutkühler (22) mit einem Kühlmedium und Kühlen des Grobguts in einem Grobgutkühler (20) separat zu dem Feingut, wobei das Grobgut in dem Grobgutkühler (20) eine Schüttguthöhe (H3) aufweist, wobei das Verfahren zusätzlich die Schritte aufweist: Ermitteln der Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) und Steuern/ Regeln der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers (10) in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2).

Description

Kühler zum Kühlen von Schüttgut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Kühler zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker.
Zur Kühlung von heißem Schüttgut, wie beispielsweise Zementklinker, ist es bekannt, dass das Schüttgut auf einen von einem Kühlmedium durchström baren Belüftungsboden eines Kühlers aufgegeben wird. Das heiße Schüttgut wird anschließend zur Kühlung von einem Ende des Kühlers zum anderen Ende bewegt und dabei von beispielsweise Kühlgas durchströmt.
Für den Transport des Schüttgutes vom Kühleranfang zum Kühlerende sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Bei einem sogenannten Schubrostkühler erfolgt der Transport des Schüttgutes durch bewegbare Förderelemente, die sich in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegen. Die Förderelemente weisen eine Schubkante auf, die das Material in Förderrichtung transportieren.
Aus der DE 100 18 142 B4 ist ein Kühler bekannt, der eine Mehrzahl von sich in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegbaren Förderelementen aufweist. Jedes der Förderelemente ist über ein Trägerelement mit geeigneten Transportmechanismen verbunden, das die Förderelemente bewegbar an einer Maschinenrahmenstruktur lagert. Durch ein geeignetes Bewegungsmuster im Vor- und Rückhub wird das Material in Förderrichtung transportiert. Um eine effizientere Kühlung des Materials zu erreichen, ist es beispielsweise aus der US 3 836 321 A bekannt, eine separate Kühlung des Feinguts und des Grobguts vorzunehmen. In einem solchen Separationskühler besteht allerdings die Problematik, dass das in den Separationskühler aufgegebene Schüttgut eine variierende Menge an Feingut und Grobgut aufweist, sodass es beispielsweise zu einer Überlast oder einer Unterlast in dem Feingutkühler oder dem Grobgutkühler kommt, wobei die Effizienz des Separationskühlers sinkt. Für eine effiziente Kühlung und Separation des Grobguts von dem Feingut ist maßgeblich die Schichthöhe des Schüttguts verantwortlich, die über die Länge des Kühlers variiert. Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlers bereitzustellen, das eine gezielte Einstellung unterschiedlicher Schichthöhen des Schüttguts ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 und die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, umfasst nach einem ersten Aspekt die Schritte:
Einlassen von zu kühlendem Schüttgut aus einem Ofen durch einen Materialeinlass in den Kühler,
Kühlen des Schüttguts einer Schüttguthöhe H2 in einem sich an den Materialeinlass anschließenden Separationsbereich des Kühlers,
Separieren von Feingut und Grobgut in dem Separationsbereich, wobei das Grobgut eine Korngröße aufweist, die größer ist als die des Feinguts,
Kühlen des Feinguts in einem Feingutkühler mit einem Kühlmedium und Kühlen des Grobguts in einem Grobgutkühler separat zu dem Feingut,
Das Verfahren umfasst auch das Ermitteln der Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich und Steuern/ Regeln der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich.
Bei dem Kühler handelt es sich vorzugsweise um einen Klinkerkühler, der beispielsweise im Anschluss an einen Ofen, insbesondere Drehrohrofen zur Fierstellung von Zementklinker angeordnet ist. Der Kühler weist einen dynamischen Rost mit einer Fördereinheit zum Transport des Materials in Förderrichtung auf, wobei die Fördereinheit beispielsweise einen von Kühlgas durchstöm baren Belüftungsboden mit einer Mehrzahl von Durchlassöffnungen zum Einlassen von Kühlluft aufweist. Die Kühlluft wird beispielsweise von unterhalb des Belüftungsbodens angeordneten Ventilatoren bereitgestellt, sodass das zu kühlende Schüttgut im Querstrom zur Förderrichtung mit Kühlluft durchströmt wird. Der Belüftungsboden bildet vorzugsweise eine Ebene aus, auf der das Schüttgut aufliegt. Vorzugsweise wird der Belüftungsboden teilweise oder vollständig durch die Förderelemente ausgebildet, die nebeneinander angeordnet, eine Ebene zur Aufnahme des Schüttguts ausbilden.
Optional schließt sich direkt an den Materialeinlass ein Einlaufbereich des Kühlers an, der einen statischen Rost aufweist, Bei dem statischen Rost handelt es sich beispielsweise um ein in einem Winkel zur Florizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 12° bis 33°, insbesondere 13° bis 31° angestellten Rost, der von unten mit Kühlluft durchströmt wird. Vorzugsweise ist der statische Rost unterhalb des Ofenauslaufs angeordnet, sodass das Schüttgut aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost fällt und auf diesem in Förderrichtung entlang gleitet. Der Separationsbereich schließt sich optional direkt an den Materialeinlass des Kühlers oder direkt den statischen Rost des Einlaufbereichs des Kühlers an.
Bei dem Feingut handelt es sich beispielsweise um Schüttgut mit einer Korngröße von etwa 105mm bis 4mm, vorzugsweise 10-5 mm bis 2mm, wobei es sich bei dem Grobgut um Schüttgut mit einer Korngröße von 4mm bis 100mm, vorzugsweise 2mm bis 100mm handelt. Der Trennschnitt zwischen dem Grobgut und dem Feingut liegt vorzugsweise bei einer Korngröße von 2mm. Vorzugsweise umfasst das Feingut einen Anteil von 90% bis 95% an Schüttgut der Korngröße von 10-5 mm bis 4mm, vorzugsweise 10-5 mm bis 2mm, wobei es sich bei 5% bis 10% des Feinguts um Schüttgut mit einer Korngröße von mehr als 2mm, vorzugsweise mehr als 4mm handeln kann. Vorzugsweise umfasst das Grobgut einen Anteil von 90 bis 95% an Schüttgut der Korngröße von 2mm bis 100mm, vorzugsweise 4mm bis 100mm, wobei es sich bei 5% bis 10% des Grobguts um Schüttgut mit einer Korngröße von weniger als 2mm, vorzugsweise weniger als 4mm handeln kann.
An den Separationsbereich schließen sich der Feingutkühler und der Grobgutkühler an, wobei diese parallel zueinander angeordnet sind. Die parallele Anordnung des Feingutkühlers und des Grobgutkühlers ist nicht ausschließlich im geometrischen Sinne sondern auch in einem prozesstechnischen Sinne zu verstehen. Der Feingutkühler ist vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts parallel zu dem Grobgutkühler angeordnet. Der Feingutkühler und der Grobgutkühler weisen vorzugsweise einen dynamischen Rost auf, die jeweils mit einem Kühlmedium zum Kühlen des auf dem dynamischen Rost aufliegenden Schüttguts durchströmt werden. Bei dem Kühlmedium handelt es sich beispielsweise um Kühlluft, die mittels Ventilatoren durch den Fein- und Grobgutkühler geblasen wird.
Bei der Schüttguthöhe handelt es sich beispielsweise um eine absolute Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Kühler, wobei die Höhe der Fördereinheiten, wie der statische oder dynamische Rost, nicht berücksichtigt werden. Die absolute Schüttguthöhe wird zumindest für einen Punkt der Schüttgutoberfläche ermittelt. Es ist ebenfalls denkbar, eine Mehrzahl von absoluten Schüttguthöhen in einer Messfläche zu bestimmen und daraus einen Mittelwert der absoluten Schüttguthöhe zu berechnen.
Bei der Schüttguthöhe kann es sich auch um die relative Schüttguthöhe handeln, wobei die Höhe des Schüttguts auf der jeweiligen Fördereinheit, wie einem statischen oder dynamischen Rost, ermittelt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei der relativen Schüttguthöhe um die absolute Schüttguthöhe, von welcher die Höhe der jeweiligen Fördereinheit, wie einem statischen oder dynamischen Rost, subtrahiert wurde.
Eine Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich ermöglicht ein gezieltes Einstellen der Schüttguthöhen innerhalb des Kühlers. Eine Änderung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in einem Bereich innerhalb des Kühlers beeinflusst nach einer Erkenntnis der Erfinder, die Schüttguthöhe in dem Bereich des Kühlers und insbesondere in den in Förderrichtung stromaufwärts angeordneten Bereichen des Kühlers.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die Schüttguthöhe des Grobguts in dem Grobgutkühler ermittelt und die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe des Grobguts in dem Grobgutkühler gesteuert/ geregelt. Die Schüttguthöhe des Grobguts in dem sich an den Separationsbereich anschließenden Grobgutkühler beeinflusst die Schüttguthöhe in dem Separationsbereich. Beispielsweise erhöht sich die Schüttguthöhe in dem Separationsbereich, wenn die Schüttguthöhe in dem Grobgutkühler erhöht wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich und / oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe in dem
Separationsbereich und/ oder dem Grobgutkühler gesteuert / geregelt.
Die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich und / oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler wird gemäß einer weiteren Ausführungsform derart gesteuert/ geregelt werden, dass die Schüttguthöhe in dem Separationsbereich geringer ist als die Schüttguthöhe des Grobguts in dem Grobgutkühler. Bei einer geringeren absoluten Schüttguthöhe in dem
Separationsbereich relativ zu dem Grobgutküler, bildet sich in dem Separationsbereich eine Senke aus. Vorzugsweise sammelt sich in einer solchen Senke gemäß einer Erkenntnis der Erfinder, das Feingut an und kann auf einfache Weise von dem Grobgut getrennt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Flöhendifferenz zwischen der Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Separationsbereich und der Schüttguthöhe des Grobguts in dem Grobgutkühler berechnet, wobei die berechnete Höhendifferenz mit einem Sollwert verglichen wird und wobei bei einer Abweichung der Höhendifferenz von dem Sollwert, die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich und/ oder in dem Grobgutkühler verringert oder erhöht wird. Bei einem Unterschreiten des Sollwertes wird gemäß einer weiteren Ausführungsform die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler derart eingestellt, dass sie geringer ist als die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich. Vorzugsweise bewirkt eine solche Einstellung der Fördergeschwindigkeit eine größere Schüttguthöhe in dem Grobgutkühler verglichen mit der Schüttguthöhe des Separationsbereichs. Die ermöglicht die Ausbildung der Senke in dem Separationsbereich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Schüttguthöhe mittels eines optischen Messverfahrens, wie beispielsweise ein Lasermessverfahren oder Infrarotmessverfahren oder mittels eines elektromagnetischen Messverfahrens, wie eines Radarmessverfahrens (Mikrowellen im Bereich von 1-300 GHz) ermittelt. Im Folgenden ist unter dem Messverfahren sowohl das optische Messverfahren, das Lasermessverfahren als auch das Radarmessverfahren zu verstehen. Bei der Radarmessung wird die Messeinrichtung beispielsweise in einem vorbekannten Abstand zu dem Belüftungsboden des Separationsbereichs oberhalb der Schüttgutoberfläche angebracht. Vorzugsweise wird die Schüttguthöhe in einem seitlichen Randbereich des Separationsbereichs mittels einer optischen Messmethode oder der Radarmessung ermittelt. Es ist ebenfalls denkbar, dass insbesondere mittels Radarmessung ein Oberflächenbereich erfasst wird, der sich beispielsweise über die gesamte Breite und Länge des Separationsbereichs oder nur über einen Teil des Separationsbereichs, beispielsweise den seitlichen Randbereich, erstreckt. Bei einer solchen Radarmessung wird die Oberfläche des Schüttguts flächig erfasst und beispielsweise der höchste Wert der Schüttguthöhe in dieser Fläche ermittelt. Beispielsweise sind eine Mehrzahl von Messeinrichtungen vorgesehen, die oberhalb der Oberfläche des Schüttguts, beispielsweise gleichmäßig zueinander beabstandet, über die Breite des Separationsbereichs abgebracht sind, um vorzugsweise einen Oberflächenbereich des Schüttguts in dem Separationsbereich zu erfassen und die Schüttguthöhe in diesem Bereich vorzugsweise flächig zu ermitteln. Beispielsweise wird die Höhe des Schüttguts an einer Vielzahl von einzelnen, zueinander beabstandeten, Messpunkten ermittelt, woraus beispielsweise mittels Interpolation ein 2D Bild der Schüttgutoberfläche ermittelt wird. Die Messverfahren zur Ermittlung der Schüttguthöhe sind eine einfache und zuverlässige Möglichkeit, die Schüttguthöhe im Betrieb des Kühlers zu ermitteln.
Der Luftdruck des Kühlgases wird gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Separationsbereich, dem Grobgutkühler und/oder dem Feingutkühler und der Hydraulikdruck in einem Hydraulikantrieb des Kühlers ermittelt und wobei die Schüttguthöhe in dem Kühler mittels des ermittelten Hydraulikdrucks und Luftdrucks berechnet wird. Beispielsweise wird zusätzlich der Luftdruck des Kühlgases in dem Einlaufbereich des Kühlers ermittelt und die Schüttguthöhe in dem Einlaufbereich mittels des ermittelten Hydraulikdrucks und Luftdrucks berechnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Separationsbereich einen dynamischen Rost mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung auf, wobei die Förderelemente in einem Vorhub gleichzeitig in Förderrichtung und in einem Rückhub ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden und wobei die Bewegungsfrequenz der Förderelemente und/ oder die Flublänge des Vorhubs und des Rückhubs in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe des Separationsbereichs und/ oder des Grobgutkühlers gesteuert/ geregelt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Grobgutkühler einen dynamischen Rost mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung auf, wobei die Förderelemente in einem Vorhub gleichzeitig in Förderrichtung und in einem Rückhub ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden und wobei die Bewegungsfrequenz der Förderelemente und/ oder die Flublänge des Vorhubs und des Rückhubs in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe des Separationsbereichs und/ oder des Grobgutkühlers gesteuert/ geregelt wird.
Der Separationsbereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Wand zum Separieren des Feinguts von dem Grobgut auf und wobei das Verfahren das Ermitteln der Differenz zwischen der Schüttguthöhe in dem Separationsbereich und der Flöhe der Wand umfasst und wobei die Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit der berechneten Flöhendifferenz gesteuert/ geregelt wird. Die berechnete Flöhendifferenz ist ein Maß für das in den Feingutkühler eintretende Schüttgut und stellt daher eine Möglichkeit zur Einstellung der Fördergeschwindigkeit in dem Separationsbereich dar. Beispielsweise wird die berechnete Flöhendifferenz mit einem Sollwert verglichen und bei einer Abweichung der Flöhendifferenz von diesem Sollwert, die Flöhe der Wand zum Separieren des Feinguts verändert. Damit gleicht sich die Flöhe der Wand zum Separieren des Feinguts zeitlich veränderlichen Schichthöhen im Separationsbereich an, so dass jederzeit ein Abfließen des Feinguts über und/oder durch die Wand gegeben ist.
Die Erfindung umfasst auch einen Kühler zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, aufweisend einen Kühlereinlass zum Einlassen von zu kühlendem Schüttgut in den Kühler, einen in Förderrichtung des Schüttguts hinter dem Kühlereinlass angeordneten Separationsbereich zum Separieren von Grobgut und Feingut, einen sich an den Separationsbereich anschließenden Grobgutkühler zum Kühlen des Grobguts und einen sich an den Separationsbereich anschließenden und parallel zum Grobgutkühler angeordneten Feingutkühler zum Kühlen des Feinguts, Der Kühler weist des Weiteren eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung auf, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers in Abhängigkeit der Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Separationsbereich steuert/ regelt.
Die mit Bezug auf das Verfahren zum Kühlen von Schüttgut beschriebenen Ausführungen und Vorteile treffen in vorrichtungsgemäßer Entsprechung auch auf den Kühler zum Kühlen von Schüttgut zu.
Der Kühler weist gemäß einer Ausführungsform eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Schüttguthöhe in dem Separationsbereich auf, wobei diese mit der Steuerungs- /Regelungseinrichtung zur Übermittlung der ermittelten Schüttguthöhe in Verbindung steht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kühler einen Drucksensor zur Ermittlung des Luftdrucks des Kühlgases in dem Separationsbereich, dem Grobgutkühler und/ oder dem Feingutkühler auf, wobei dieser mit der Steuerungs- /Regelungseinrichtung zur Übermittlung des ermittelten Luftdrucks in Verbindung steht.
Der Separationsbereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen dynamischen Rost mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung und einen Antrieb zum Antreiben der Förderelemente auf, wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts mit dem Antrieb in Verbindung steht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Antrieb ein Hydraulikantrieb ist und einen Hydraulikdrucksensor, der mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Übermittlung des Hydraulikdrucks in Verbindung steht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Separationsbereich und dem Grobgutkühler ein vertikaler Versatz von mindestens 700mm bis 1200mm, vorzugsweise mindestens 800mm bis 1100mm, insbesondere 900mm ausgebildet. Bei dem vertikalen Versatz handelt es sich vorzugsweise um eine Stufe zwischen dem dynamischen Rost des Separationsbereichs und dem dynamischen Rost des Grobgutkühlers.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Schnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Schnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt einen Kühler 10 zum Kühlen von heißem Schüttgut, insbesondere Zementklinker. Der Kühler 10 ist vorzugsweise stromabwärts eines Ofens, insbesondere Drehrohrofens, zum Brennen von Zementklinker angeordnet, sodass aus dem Ofen austretendes heißes Schüttgut beispielsweise schwerkraftbedingt in den Kühler 10 fällt.
Der Kühler 10 weist eine Mehrzahl von Bereichen auf, in denen jeweils das Schüttgut unterschiedliche Temperaturen aufweist und beispielsweise auf unterschiedliche Weise gekühlt wird. Der Kühler 10 weist einen Materialeinlass 12 zum Einlassen von heißem Schüttgut in den Kühler 10 auf. Bei dem Materialeinlass 12 handelt es sich beispielsweise um den Bereich zwischen dem Ofenauslass und einem statischen oder dynamischen Rost 36 des Kühlers 10, wobei das Schüttgut 11 vorzugsweise schwerkraftbedingt durch den Materialeinlass 12 fällt. Das zu kühlende Schüttgut weist in dem Materialeinlass 12 beispielsweise eine Temperatur von 1200 bis 1450°C auf. In io dem Materialeinlass 12 findet vorzugsweise bereits eine Kühlung des Schüttguts statt. An den Materialeinlass 12 schließt sich optional ein Kühlereinlaufbereich 14 an, der beispielsweise einen statischen Rost 36 umfasst. Bei dem statischen Rost 36 handelt es sich beispielsweise um ein in einem Winkel zur Horizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 12° bis 33°, insbesondere 13° bis 21° angestellten Belüftungsboden, vorzugsweise einen Rost, der von unten mit Kühlluft durchströmt wird. Der Schüttwinkel von grobem Klinker (unbelüftet) liegt beispielsweise in einem Bereich von 33° bis 35°, so dass in einer bevorzugten Variante, der statische Rost 36 einen Winkel von 33° bis 35° zur Horizontalen aufweist. Vorzugsweise ist der statische Rost 36 unterhalb des Ofenauslaufs angeordnet, sodass das Schüttgut 11 aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost fällt und auf diesem in Förderrichtung entlang gleitet. In dem
Kühlereinlaufbereich 14 des Kühlers 10 wird das Schüttgut 11 insbesondere auf eine Temperatur von weniger als 1150°C abgekühlt. Der statische Rost 36 weist vorzugsweise Durchlässe 38 auf, durch welche Kühlluft in den Kühler 10 und das Schüttgut eintritt. Die Kühlluft wird beispielsweise durch wenigstens einen unterhalb des statischen Rosts angeordneten Ventilator 18 erzeugt, sodass Kühlluft von unten durch den statischen Rost strömt. Innerhalb des Kühlers 10 wird das zu kühlende Schüttgut in Förderrichtung F bewegt.
Der Kühler 10 weist einen Separationsbereich 16 auf, der sich optional direkt an den Kühlereinlaufbereich 14 anschließt. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Kühler keinen Kühlereinlaufbereich 14 mit dem statischen Rost 36 aufweist. In diesem Fall ist der Separationsbereich 16 des Kühlers 10 derart angeordnet, dass das Schüttgut aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost oder den dynamischen Rost des Separationsbereichs 16 fällt. In dem Separationsbereich 16 wird das Schüttgut in Feingut und Grobgut separiert. Und vorzugweise auf eine Temperatur von weniger als 1150°C, vorzugsweise 1100°C, insbesondere 800°C abgekühlt, wobei die Abkühlung derart erfolgt, dass ein vollständiges Erstarren von in dem Schüttgut vorhandenen flüssigen Klinkerphasen in feste Phasen erfolgt. Beim Verlassen des Separationsbereichs 16 des Kühlers 10 liegt das Schüttgut vorzugsweise vollständig in der festen Phase und einer Temperatur von maximal 1100°C vor. Bei der Separation des Schüttguts in Grobgut und Feingut liegt zumindest das Feingut vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig in der festen Phase vor und weist eine Temperatur von weniger als 1150°C, insbesondere weniger als 1100°C, auf. Bei einer solchen Temperatur kommt es nicht zum Verkleben oder Verklumpen des Schüttguts. Die Feingutpartikel und die Grobgutpartikel liegen im Wesentlichen getrennt voneinander, vorzugsweise geschichtet, vor, sodass eine Trennung des Feinguts und des Grobguts optimal durchgeführt werden kann ohne dass es zu Anbackungen oder Verklumpungen des Schüttguts kommt. Der Separationsbereich 16 des Kühlers 10 weist beispielhaft einen oder eine Mehrzahl von Ventilatoren 24 auf, mittels welcher Kühlluft durch das zu kühlende Schüttgut strömt. Vorzugsweise weist das Schüttgut in dem Separationsbereich 16 einen oberen Bereich, in dem größtenteils oder ausschließlich Feingut vorhanden ist, und einen unteren Bereich auf, in dem größtenteils Grobgut vorhanden ist. Unter Feingut ist Schüttgut mit einer Korngröße von etwa 10 5 mm bis 4mm, vorzugsweise 10-5 mm bis 2mm zu verstehen, wobei es sich bei dem Grobgut um Schüttgut mit einer Korngröße von 4mm bis 100mm, vorzugsweise 2mm bis 100mm handelt. Der Trennschnitt zwischen dem Grobgut und dem Feingut liegt vorzugsweise bei einer Korngröße von 2mm.
An den Separationsbereich 16 schließen sich ein Grobgutkühler 20 zum Kühlen des in dem Separationsbereich 16 von dem Feingut separierten Grobguts und ein Feingutkühler 22 zum Kühlen des in dem Separationsbereich 16 von dem Grobgut separierten Feinguts an, wobei der Feingutkühler 22 und der Grobgutkühler 20 parallel zueinander angeordnet sind. Unter der parallelen Anordnung des Feingutkühlers zu dem Grobgutkühler ist keine geometrische Anordnung, sondern eine prozesstechnische Anordnung zu verstehen, wobei der Feingutkühler und der Grobgutkühler als parallel zueinander geschaltet bezeichnet werden können. Der Feingutkühler ist vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts parallel zu dem Grobgutkühler angeordnet. Vorzugsweise wird von dem Separationsbereich größtenteils oder ausschließlich Feingut in den Feingutkühler 22 geleitet, wobei größtenteils oder ausschließlich Grobgut in den Grobgutkühler 20 geleitet wird.
Der Grobgutkühler 20 umfasst beispielsweise einen dynamischen Rost 42, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist. Bei der Fördereinheit handelt es sich beispielsweise um einen Schubbodenförderer, der eine Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Grobguts aufweist. Bei den Förderelementen handelt es sich bei einem Schubbodenförderer um eine Mehrzahl von Planken, vorzugsweise Rostplanken, die einen Belüftungsboden ausbilden. Die Förderelemente sind nebeneinander angeordnet und in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar. Die als Förderplanken oder Rostplanken ausgebildeten Förderelemente sind vorzugsweise von Kühlluft durchström bar, über die gesamte Länge des Grobkühlers 20 angeordnet und bilden die Oberfläche aus, auf der das Schüttgut aufliegt. Die Fördereinheit kann auch ein Schubförderer sein, wobei die Fördereinheit einen stationären von Kühlluft durchströmbaren Belüftungsboden und eine Mehrzahl von relativ zu dem Belüftungsboden bewegbaren Förderelementen aufweist. Die Förderelemente des Schubförderers sind vorzugsweise oberhalb des Belüftungsbodens angeordnet und weisen quer zur Förderrichtung verlaufende Mitnehmer auf. Zum Transport des Schüttguts entlang des Belüftungsbodens sind die Förderelemente in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar. Die Förderelemente des Schubförderers und des Schubbodenförderers sind nach dem „walking-floor-Prinzip“ bewegbar, wobei die Förderelemente alle gleichzeitig in Förderrichtung und ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden.
Alternativ dazu sind auch andere Förderprinzipien aus der Schüttguttechnik denkbar. Im Anschluss an den Grobgutkühler 20 wird das gekühlte Grobgut aus dem Kühler 10 ausgelassen und weist dabei vorzugsweise eine Temperatur von 50°C bis 200°C, vorzugsweise weniger als 100°C auf. Der Grobgutkühler 20 weist beispielhaft unterhalb des Belüftungsbodens eine Mehrzahl on Ventilatoren - 44 auf, mittels welcher Kühlluft von unten durch den dynamischen Rost 42 strömt.
Der Feingutkühler 22 umfasst beispielsweise einen dynamischen Rost, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist. Bei der Fördereinheit kann es sich beispielsweise um einen Schubförderer oder Schubbodenförderer, wie voran beschrieben handeln. Auch andere Förderprinzipien aus der Schüttguttechnik sind denkbar. Auch der Separationsbereich 16 umfasst beispielweise einen dynamischen Rost 40, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist, wobei es sich beispielsweise um einen voran beschriebenen Schubförderer oder Schubbodenförderer handeln kann.
Der Feingutkühler 22 weist einen Materialeinlass 30 zum Einlassen von Feingut aus dem Separationsbereich 16 des Kühlers 10 in den Feingutkühler 22. Der Feingutkühler 22 weist auch einen Materialauslass 32 in einem dem Materialeinlass 30 abgewandten Ende des Feingutkühlers 22 auf zum Auslassen von Feingut aus dem Feingutkühler 22.
Der Separationsbereich 16 weist einen Feingutauslass 34 auf zum Auslassen des Feinguts aus dem Separationsbereich 16 in den Feingutkühler 22. Der Feingutauslass 34 und der Materialeinlass 30 fallen beispielsweise zusammen. Zum Separieren des Feinguts und des Grobguts weist der Separationsbereich 16 vorzugsweise Separationsmittel auf, die in Fig. 1-3 nicht dargestellt sind. Bei dem Separationsmittel kann es sich beispielsweise um eine Wand handeln, die zwischen dem Separationsbereich 16 und dem Feingutkühler 22 angeordnet ist und sich vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts erstreckt. Die Oberkante der Wand bildet vorzugsweise den Feingutauslass 34 zum Auslassen des Feinguts aus dem Separationsbereich 16. Der Separationsbereich 16 und der Feingutkühler 22 sind beispielsweise über Materialrutschen miteinander verbunden.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines in Fig. 1 beschriebenen Kühlers 10. Der Separationsbereich 16 weist einen dynamischen, insbesondere bewegbaren, Rost 40 auf, der sich in Förderrichtung F an den statischen Rost 36 anschließt. Der Grobgutkühler 20 weist einen dynamischen, insbesondere bewegbaren, Rost 42 auf, der sich in Förderrichtung F an den dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 anschließt.
Zwischen dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 und dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 ist eine Stufe 47, ausgebildet. Bei der Stufe 47 handelt es sich beispielweise um einen vertikalen Höhenversatz zwischen dem statischen Rost 40 und dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20. Vorzugsweise beträgt die Höhe der Stufe 47 mindestens 700 - 1200mm, vorzugsweise 800 - 1100mm, insbesondere 900 - 1000mm. Die Stufe 47 ist vorzugsweise maximal 3000mm hoch. Die Stufe 47 der Fig. 2 weist vorzugsweise eine in Förderrichtung F konstante Höhe auf, da der dynamische Rost 40 des Separationsbereichs 16 beispielhaft horizontal verläuft. Innerhalb der Stufe ist beispielhaft der dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 angeordnet. Innerhalb des Stufe 47 ist beispielhaft ein Wandelement 46 angeordnet, das sich direkt an den dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 in Förderrichtung F anschließt, sodass das Schüttgut 11 von dem dynamischen Rost 40 auf das Wandelement 46 fließt. Das Wandelement 46 ist beispielsweise statisch oder dynamisch ausgebildet, wobei ein dynamisches Wandelement 46 in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar angebracht ist. Vorzugsweise weist der Kühler 10 einen nicht dargestellten Antrieb auf, der mit dem dynamischen Wandelement 46 in Verbindung steht und dieses in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F antreibt. Das Wandelement 46 erstreckt sich beispielsweise in vertikaler Richtung oder in einem Winkel von etwa 20 - 90°, vorzugsweise 40 - 60°, insbesondere 45° zur Horizontalen, vorzugsweise zu dem dynamischen Rost 40 und/ oder 42, sodass das Schüttgut 11 in Förderrichtung F entlang des Wandelements 46 gleitet. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Wandelement 46 als Schieber, Plattenelemente, Stangenelemente oder beispielsweise Förderschnecke ausgebildet ist.
Der Kühler 10 weist vorzugsweise zumindest einen Drucksensor 54, 56, zur Ermittlung des Luftdrucks unterhalb des statischen Rosts 38 des Kühlereinlaufbereichs 14 oder des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 auf. Vorzugsweise weist der Kühler 10 zumindest zwei oder drei Drucksensoren 54, 56, 58 auf, wobei ein Drucksensor 54 unterhalb des statischen Rosts 36 des Einlaufbereichs 14, ein weiterer Drucksensor 56 unterhalb des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 und optional ein weiterer Drucksensor 58 unterhalb des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers 20 angeordnet ist.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit dem Drucksensor 54, 56, 58 und dem Hydraulikdrucksensor des Antriebs verbunden, sodass die ermittelten Druckwerte an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 übermittelt werden. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ermittelt aus den gemessenen Luftdruck- und Hydraulikdruckwerten vorzugsweise die Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20. Die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem statischen Rost 36 des Kühlereinlaufbereichs 14 ist mit H1 bezeichnet. Die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 ist mit H2 bezeichnet und die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem dynamischen Rost 40 des Grobgutkühlers 20 ist mit H3 bezeichnet.
Insbesondere der Hydraulikdruck im Rückhub verhält sich in etwa linear zu der jeweiligen Schüttguthöhe. Zur Ermittlung der Schüttguthöhe wird beispielsweise der Hydraulikdruck im Rückhub ermittelt, der einen Anhaltspunkt für die Schüttguthöhe in dem jeweiligen Bereich des Kühlers 10, vorzugsweise dem Separationsbereich 16, darstellt. Der Hydraulikdruck und die jeweils zugehörigen Werte der Schüttguthöhe wurden vorab in Versuchen ermittelt und vorzugsweise in der Steuerungs- Regelungseinrichtung 50 hinterlegt. Ebenso verhält sich die Schüttguthöhe H2 beispielsweise linear zu dem ermittelten Luftdruck unterhalb des dynamischen Rosts 40. Der Luftdruck und die jeweils zugehörige Werte der Schüttguthöhe H2 wurden vorab in Versuchen ermittelt und vorzugsweise in der Steuerungs-Regelungseinrichtung 50 hinterlegt. Gleiches findet Anwendung für die Schüttguthöhe H3 und H1, die sich jeweils linear zu dem ermittelten Luftdruck unterhalb des dynamischen Rosts 42 oder des statischen Rosts 36 verhalten. Mittels der hinterlegten Werte wird beispielsweise über eine lineare Korrelation der Schichthöhe aus den ermittelten Werten des Hydraulikdrucks und des Luftdrucks eine Schüttguthöhe berechnet.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit dem Antrieb der Fördereinheit des Kühlers 10, insbesondere des Separationsbereichs 16, verbunden, sodass die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts vorzugsweise in dem Separationsbereich 16 steuert/ regelt. Die Fördergeschwindigkeit wird beispielsweise in Abhängigkeit der vorab mittels der Luftdruck- und Hydraulikdruckdaten bestimmten Schüttguthöhe gesteuert/geregelt. Unter der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts ist vorzugsweise die mittlere Geschwindigkeit des Schüttguts über die Breite des Kühlers 10, vorzugsweise des Separationsbereichs 16 zu verstehen.
Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Bewegung der Förderelemente zu steuern/ regeln. Zur Förderung des Schüttguts werden die Förderelemente gleichzeitig in Förderrichtung und ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt. Dabei führt jedes einzelne Förderelement eine Vorhubbewegung in Förderrichtung F und eine Rückhubbewegung entgegen der Förderrichtung F aus. Das Schüttgutbett wird durch den gleichzeitigen Vorhub der Förderelemente in Förderrichtung F bewegt. Während der einzelnen Rückhubbewegungen der Förderelemente wird das Schüttgutbett nicht oder nur unwesentlich entgegen der Förderrichtung F bewegt. Zur Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts wird beispielsweise mittels der Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 die Bewegungsfrequenz der Vor- und Rückhubbewegung der Förderplanken eingestellt. Wird die Bewegungsfrequenz erhöht, steigt die Fördergeschwindigkeit und umgekehrt. Es ist ebenfalls denkbar, die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts durch eine Einstellung der Flublänge im Vorhub und/ oder im Rückhub zu steuern/ regeln. Wird die Flublänge erhöht, steigt die Fördergeschwindigkeit und umgekehrt, wobei die Bewegungsfrequenz der Vor- und Rückhubbewegung der Förderelemente vorzugsweise gleichbleibt. Beispielsweise wird die Flublänge oder die Bewegungsfrequenz ausschließlich für die äußeren, vorzugsweise zwei oder vier, Förderelemente gesteuert/ geregelt. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Flublänge oder die Bewegungsfrequenz der Förderelemente derart gesteuert/ geregelt wird, dass die Flublänge der äußeren Förderelemente größer oder die Bewegungsfrequenz der äußeren Förderelemente größer als die der inneren Förderelemente ist, oder umgekehrt. Mit den äußeren Förderelementen sind vorzugsweise die an den Längsseiten des Separationsbereichs 16 Förderelemente gemeint.
Beispielhaft weist der Kühler 10 der Fig. 2 eine Messeinrichtung 52 zur Ermittlung der Schüttguthöhe FH 1 , FH2 und/ oder FH3 auf. Bei der Messeinrichtung 52 handelt es sich beispielsweise um einen Radarsensor. Der Radarsensor ist beispielsweise derart ausgebildet, dass er elektromagnetische Wellen in einem Messkegel mit einem Öffnungswinkel von etwa 5° bis 15° emittiert, sodass eine Oberfläche des Schüttguts von beispielsweise 0,2m2 bis 1m2 von der Messeinrichtung 52 erfasst werden. Die an der Oberfläche des Schüttguts reflektierten elektromagnetischen Wellen werden von der Messeinrichtung 52 erfasst, wobei diese derart ausgebildet ist, dass sie den Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52, vorzugsweise einen Mittelwert über die von der Messeinrichtung 52 erfasste Oberfläche des Schüttguts, ermittelt. Die Messeinrichtung 52 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie aus dem Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52 die jeweilige absolute Schüttguthöhe berechnet, wobei diese die Höhe des Schüttguts in dem Kühler 10 entspricht. Die Messeinrichtung 52 kann auch derart ausgebildet sein, dass sie aus dem Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52 die jeweilige relative Schüttguthöhe H1, H2 und/ oder H3 ermittelt, wobei diese die Höhe des Schüttguts relativ zu dem jeweiligen statischen oder dynamischen Rost 36, 40, 42 entspricht, auf dem das Schüttgut aufliegt. Vorzugsweise ist die Höhe des statischen Rosts 36 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H 1 , die Höhe des dynamischen Rosts 40 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und die Höhe des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers 20 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H3 in dem Grobgutkühler 20 in der Messeinrichtung 52 hinterlegt. Die Messeinrichtung 52 ist vorzugsweise oberhalb des dynamischen Rosts 40, insbesondere oberhalb der Schüttgutoberfläche, angeordnet. Beispielsweise ist die Messeinrichtung 52 etwa 2m bis 3m oberhalb des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 angeordnet. Insbesondere ist die Messeinrichtung 52 an einer Decke des Kühlers 10 befestigt. Es ist ebenfalls denkbar, dass eine Mehrzahl von Messeinrichtungen 52 oberhalb der Oberfläche des Schüttguts in dem Kühler 10 angeordnet ist. Beispielweise weist der Grobgutkühler 20 eine oder mehrere Messeinrichtungen 52 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H3 des Grobguts auf dem dynamischen Rost 42 auf.
Die Messeinrichtung 52 steht mit der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 in Verbindung, sodass die mittels der Messeinrichtung 52 ermittelte Schüttguthöhe H1, H2 und/oder H3, vorzugsweise den ermittelten Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52 an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 übermittelt werden. Die Ermittlung der absoluten Schüttguthöhen oder der relativen Schüttguthöhen H1, H2 und/ oder H3 kann auch in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 erfolgen. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist dazu beispielsweise derart ausgebildet, dass sie aus dem von der Messeinrichtung 52 ermittelten Abstand der Oberfläche des Schüttguts zu der Messeinrichtung 52 die Schüttguthöhen H1, H2 und/ oder H3 berechnet. Vorzugsweise ist die Höhe des statischen Rosts 36 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H1, die Höhe des dynamischen Rosts 40 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und die Höhe des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers 20 zur Ermittlung der Schüttguthöhe H3 in dem Grobgutkühler 20 in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegt. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist beispielsweise derart ausgebildet, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20 in Abhängigkeit der mittels der Messeinrichtung 52 ermittelten Schüttguthöhe H2 oder H3 steuert/ regelt. Die Schüttguthöhe H2 oder H3 kann optional zusätzlich zu der Messeinrichtung 52 aus den gemessenen Luftdruck- und Hydraulikdruckwerten berechnet werden. Vorzugsweise wird die mittels der Messeinrichtung 52 gemessene oder mit der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ermittelte Schüttguthöhe H2 oder H3 mit der aus den gemessenen Luftdruck- und Hydraulikdruckwerten berechneten Schüttguthöhe verglichen, insbesondere eine Abweichung des gemessenen Wertes mit dem berechneten Wert ermittelt. Übersteigt die Abweichung einen Wert von beispielsweise +/- 5% bis +/- 15%, wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts ausschließlich in Abhängigkeit der aus den gemessenen Luftdruck- und Hydraulikdruckwerten berechneten Schüttguthöhe gesteuert/ geregelt. Bei einer Abweichung von beispielsweise +/- 5% bis +/- 15% wird von einem Fehler der Messeinrichtung 52 ausgegangen und diese somit in der Steuerung/ Regelung nicht mehr berücksichtigt.
Fig. 3 zeigt einen Kühler 10, der im Wesentlichen dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Kühler 10 entspricht. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied zur Fig. 2 weist der dynamische Rost 40 des Separationsbereichs 16 einen Winkel von 20 - 90°, vorzugsweise 40 - 60°, insbesondere 45° zur Horizontalen und insbesondere zu dem dynamischen Rost 40 des Grobgutkühlers 20 auf. Die Stufe 47 des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 weist eine in Förderrichtung F variierende Höhe auf. Beispielsweise weist die Stufe 47 zwischen dem Aufgabebereich des dynamischen Rosts 40 und dem dynamischen Rost 42 die mit Bezug auf Fig. 2 beschriebene Höhe auf.
Im Betrieb des Kühlers 10 der Figuren 1 bis 3 fällt Schüttgut 11 von einem Ofenauslass optional in den Einlaufbereich 14 des Kühlers 10. In dem Einlaufbereich 14 wird das Schüttgut 11 auf eine Temperatur von weniger als 1100°C abgekühlt, wobei eine vorzugsweise vollständige Erstarrung der flüssigen Phase des zu kühlenden Schüttguts 11 stattfindet. Die Verweilzeit des Schüttguts auf dem statischen Rost 36 des Einlaufbereichs 14 beträgt vorzugsweise etwa 100 bis 300 Sekunden. Auf dem statischen Rost 36 sind sowohl Grobgut als auch Feingut vorhanden und beispielsweise über die Höhe und Länge des Schüttgutbetts 11 verteilt. Es ist auch denkbar, dass in der oberen Schüttgutschicht ein höherer Feingutanteil als in der unteren Schüttgutschicht ist. Um eine vollständige Erstarrung der flüssigen Phase des Schüttguts 11 in dem Einlaufbereich 14 zu erreichen, beträgt die Höhe H1 des Schüttgutbetts 11 beispielsweise 300 - 1000m, vorzugsweise 600mm.
An den dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 schließt sich in Fig. 2 und 3 beispielhaft eine Zerkleinerungseinrichtung 48 an. Bei der Zerkleinerungseinrichtung 48 handelt es sich beispielsweise um eine Mühle oder einen Brecher mit zumindest zwei gegenläufig rotierbaren Brechwalzen und einem zwischen diesen ausgebildeten Brechspalt, in dem die Zerkleinerung des Materials stattfindet. An die Zerkleinerungseinrichtung 48 kann sich beispielsweise ein nicht dargestellter dritter Bereich des Kühlers 10 zum weiteren Kühlen des Schüttguts 11 anschließen. Vorzugsweise weist bei einer solchen Ausgestaltung das Schüttgut bei Eintritt in den dritten Bereich des Kühlers 10 eine Temperatur von mehr als 100°C auf. Vorzugsweise weist das Schüttgut beim Verlassen des Kühlers 10 eine Temperatur von 100°C oder weniger auf.
Im Betrieb des in Fig. 1 , 2 und 3 dargestellten Kühlers 10 bildet sich in dem ersten Bereich 14 des Kühlers 10 auf dem statischen Rost 36eine relative Schüttgutbetthöhe H1 aus, die optimaler Weise zwischen 300mm bis 1000mm beträgt. Auf dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 weist das Schüttgutbett 11 optimaler Weise eine relative Schüttguthöhe H2 von 300mm bis 1000mm auf. Die Höhe H3 des Schüttgutbetts 11 auf dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 ist optimaler Weise 300mm bis201500mm, vorzugsweise 600mm bis 1500mm. Bei den angegebenen Höhenwerten handelt es sich um die Schüttguthöhe, bei der eine optimale Kühlung des Schüttguts in dem Separationsbereich 16, dem Grobgutkühler 20 und dem Kühlereinlaufbereich 14 erfolgen kann. Bei der genannten relativen Schüttguthöhe H2 ist des Weiteren eine optimale Separation des Feinguts von dem Grobgut möglich. Die relativen Schüttguthöhen H1, H2 und H3 sind mittels der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts einstellbar.
Nach einer Erkenntnis der Erfinder ist ein optimaler Betrieb des Kühlers 10 beispielsweise dann möglich, wenn die Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 in einer Ebene mit der Oberfläche des Schüttguts des Grobgutkühlers 20 ist. In diesem Fall ist die absolute Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 gleich der absoluten Schüttguthöhe des Schüttguts in dem Grobgutkühler 20. Vorzugsweise entspricht die Schüttguthöhe H3 der Schüttguthöhe H2 plus die Höhe der Stufe 47. In einer Alternative, stellt sich ein optimaler Betrieb des Kühlers 10 dann ein, wenn die Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 unterhalb der Oberfläche des Schüttguts des Grobgutkühlers 20 liegt, sodass sich vorzugsweise eine in Fig. 2 und 3 schraffiert dargestellte Senke in dem Schüttgut ausbildet. Um einen optimalen Betrieb des Kühlers 10 zu ermöglichen, werden die Schüttguthöhen H1, H2 und/ oder H3 vorzugsweise wie nachfolgend beschrieben eingestellt. Zunächst wird die Möglichkeit beschrieben, die Fördergeschwindigkeiten des Schüttguts auf den dynamischen Rosten 40, 42 derart einzustellen, dass die Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 in einer Ebene mit der Oberfläche des Schüttguts des Grobgutkühlers 20 ist.
Dazu wird vorzugsweise mittels der Messeinrichtung 52 die absolute Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20 ermittelt und an die Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 übermittelt Die Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 ist vorzugweise derart ausgebildet, dass sie die absoluten Schüttguthöhen miteinander vergleicht und bei einer Abweichung der ermittelten absoluten Schüttguthöhen voneinander wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert oder erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20 verringert, wenn die absolute Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 geringer ist als die absolute Schüttguthöhe in dem Grobgutkühler 20. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 erhöht, wenn die absolute Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 höher ist als die absolute Schüttguthöhe in dem Grobgutkühler 20.
Beispielsweise wird die Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich 16 mittels der Messeinrichtung 52 oder der Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 ermittelt und mit einem vorab bestimmten Sollwert verglichen, der beispielsweise in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegt ist. Bei einer Abweichung der ermittelten Schüttguthöhe H2 von dem Sollwert wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert oder erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert, wenn die ermittelte Schüttguthöhe H2 den Sollwert unterschreitet. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 erhöht, wenn die ermittelte Schüttguthöhe H2 den Sollwert überschreitet. Eine Verringerung der Fördergeschwindigkeit des Grobgutkühlers 20 bewirkt eine Erhöhung der Schüttguthöhe H2 in dem Separationsbereich 16, wobei vorzugsweise die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 im Wesentlichen gleichbleibt.
Beispielsweise wird die Schüttguthöhe H3 in dem Grobgutkühler ermittelt und mit einem vorab bestimmten Sollwert verglichen, der beispielsweise in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegt ist. Bei einer Abweichung der ermittelten Schüttguthöhe H3 von dem Sollwert wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert oder erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 verringert, wenn die ermittelte Schüttguthöhe H2 den Sollwert unterschreitet. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder in dem Grobgutkühler 20 erhöht, wenn die ermittelte Schüttguthöhe H2 den Sollwert überschreitet.
Die Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 wird beispielsweise zusätzlich zu der Schüttguthöhe H3 des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 mittels der Messeinrichtung 52 oder der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ermittelt, wobei die ermittelten Schüttguthöhen H2 und H3 miteinander verglichen werden. Wenn die Schüttguthöhe H3 des Grobguts geringer oder gleich der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16, wird die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 verringert, wobei die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 beispielsweise gleichbleibt oder erhöht wird.
Wenn die Schüttguthöhe H3 des Grobguts höher ist als die Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16, wird die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 und des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 beispielsweise nicht verändert. Vorzugsweise wird die Differenz zwischen der Schüttguthöhe H3 des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 und der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 ermittelt und mit einem in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegten Sollwert verglichen. Der Sollwert entspricht beispielsweise der Flöhe der Stufe 47 zwischen dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 und dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 und beträgt beispielsweise 700mm bis 1200mm, vorzugsweise mindestens 800mm bis 1100mm, insbesondere 900mm. Unterschreitet die Differenz den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 beispielsweise verringert und optional die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit derart eingestellt, dass der Grobgutkühler 20 eine geringere Fördergeschwindigkeit aufweist als der Separationsbereich 16. Überschreitet die Differenz den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit vorzugsweise nicht verändert oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 wird erhöht und optional die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 verringert. Es ist ebenfalls denkbar, die Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeiten des Schüttguts auf den dynamischen Rosten 40, 42 derart einzustellen, dass sich an der Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 eine Senke ausbildet.
Dazu wird beispielsweise mittels der Messeinrichtung 52 die absolute Schüttguthöhe in dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20 ermittelt und an die Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 übermittelst. Die Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie eine Abweichung zwischen den ermittelten absoluten Schüttguthöhen ermittelt und diese mit einem vorab bestimmten und in der Steuerungs- / Regelungseinrichtung 50 hinterlegten Sollwert vergleicht. Vorzugsweise wird zur Ermittlung der Abweichung die absolute Schüttguthöhe des Separationsbereichs 16 von der absoluten Schüttguthöhe des Grobgutkühlers 20 subtrahiert. Unterschreitet der ermittelte Wert den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20 verringert. Überschreitet der ermittelte Differenzwert der absoluten Schüttguthöhen den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 und/ oder dem Grobgutkühler 20 erhöht. Bei dem Sollwert handelt es sich beispielsweise um 200mm bis 1000mm, vorzugsweise 300mm bis 700mm, insbesondere 500mm bis 600mm.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die relativen Schüttguthöhen H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 und die relative Schüttguthöhe H3 des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 mittels der Messeinrichtung 52 oder der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ermittelt und an die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 übermittelt werden. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise derart ausgebildet, die ermittelten Schüttguthöhen H2 und H3 miteinander zu vergleichen. Vorzugsweise wird die Differenz zwischen der Schüttguthöhe H3 des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 und der Schüttguthöhe H2 des Schüttguts 11 in dem Separationsbereich 16 ermittelt und mit einem in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 hinterlegten Sollwert verglichen. Der Sollwert entspricht beispielsweise der Flöhe der Stufe 47 plus einem gewünschten Tiefe der Senke zwischen der Schüttgutoberfläche des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 und des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers 20 und beträgt beispielsweise 1300mm bis 2400mm, vorzugsweise mindestens 1300mm bis 2000mm, insbesondere 1500mm bis 1800mm. Unterschreitet die Differenz den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 beispielsweise verringert und optional die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 erhöht. Vorzugsweise wird die Fördergeschwindigkeit derart eingestellt, dass der Grobgutkühler 20 eine geringere Fördergeschwindigkeit aufweist als der Separationsbereich 16. Überschreitet die Differenz den Sollwert, wird die Fördergeschwindigkeit vorzugsweise nicht verändert oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler 20 wird erhöht und optional die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich 16 verringert.
Die Ausbildung einer Senke in der Schüttgutoberfläche des Separationsbereichs 16 verglichen mit der Schüttgutoberfläche des Grobgutkühlers 20 vereinfacht eine Trennung des Feinguts von dem Grobgut in dem Separationsbereich 16
Bezugszeichenliste
10 Kühler
11 Schüttgut 12 Materialeinlass
14 Kühlereinlaufbereich 16 Separationsbereich 18 Ventilator
20 Grobgutkühler 22 Feingutkühler
24 Ventilator
26 Ventilator Feingutkühler 30 Materialeinlass Feingutkühler 32 Materialauslass Feingutkühler 34 Feingutauslass Separationsbereich
36 statischer Rost
38 Durchlässe
40 dynamischer Rost des Separationsbereichs
42 dynamischer Rots des Grobgutkühlers 44 Ventilatoren
46 Wandelement statisch/dynamisch
47 Stufe
48 Zerkleinerungseinrichtung
50 Steuerungs-/Regelungseinrichtung 52 Messeinrichtung
54 Drucksensor
56 Drucksensor
58 Drucksensor

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, in einem Kühler (10) aufweisend die Schritte:
Einlassen von zu kühlendem Schüttgut (11 ) aus einem Ofen durch einen Materialeinlass (12) in den Kühler (10),
Kühlen des Schüttguts einer Schüttguthöhe (H2) in einem sich an den Materialeinlass (12) anschließenden Separationsbereich (16) des Kühlers (10), Separieren von Feingut und Grobgut in dem Separationsbereich (16), wobei das Grobgut eine Korngröße aufweist, die größer ist als die des Feinguts,
Kühlen des Feinguts in einem Feingutkühler (22) mit einem Kühlmedium und Kühlen des Grobguts in einem Grobgutkühler (20) separat zu dem Feingut, gekennzeichnet durch
Ermitteln der Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) und Steuern/ Regeln der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers (10) in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Schüttguthöhe (H3) des Grobguts in dem Grobgutkühler (20) ermittelt wird und die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts (11 ) innerhalb des Kühlers (10) in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H3) gesteuert/ geregelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich (16) und / oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler (20) in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2; H3) gesteuert / geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Fördergeschwindigkeit des Schüttguts in dem Separationsbereich (16) und / oder die Fördergeschwindigkeit des Grobguts in dem Grobgutkühler (20) derart gesteuert/ geregelt werden, dass die Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) geringer ist als die Schüttguthöhe (H3) des Grobguts in dem Grobgutkühler (20).
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Höhendifferenz zwischen der Schüttguthöhe (H2) des Schüttguts (11) in dem Separationsbereich (16) und der Schüttguthöhe (H3) des Grobguts in dem Grobgutkühler (20) berechnet wird und wobei die berechnete Höhendifferenz mit einem Sollwert verglichen wird und wobei bei einer Abweichung der Höhendifferenz von dem Sollwert, die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts (11) in dem Separationsbereich (16) und/ oder in dem Grobgutkühler (20) verringert oder erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei bei einem Unterschreiten des Sollwertes die Fördergeschwindigkeit des in dem Grobgutkühler (20) derart eingestellt wird, dass sie geringer ist als die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts (11) in dem Separationsbereich (16).
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schüttguthöhe (H2; H3) mittels eines optischen Messverfahrens oder mittels eines elektromagnetischen Messverfahrens ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Luftdruck in dem Separationsbereich (16), dem Grobgutkühler (20) und/oder dem
Feingutkühler (22) und der Hydraulikdruck in einem Hydraulikantrieb des Kühlers (10) ermittelt wird und wobei die Schüttguthöhe (H2, H3) mittels des ermittelten Hydraulikdrucks und Luftdrucks berechnet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der
Separationsbereich (16) einen dynamischen Rost (40) mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung (F) aufweist und wobei die Förderelemente in einem Vorhub gleichzeitig in Förderrichtung (F) und in einem Rückhub ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung (F) bewegt werden und wobei die Bewegungsfrequenz der Förderelemente und/ oder die Hublänge des Vorhubs und des Rückhubs in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2, H3) des Separationsbereichs (16) und/ oder des
Grobgutkühlers (20) gesteuert/ geregelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Grobgutkühler (20) einen dynamischen Rost (42) mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung (F) aufweist und wobei die Förderelemente in einem Vorhub gleichzeitig in Förderrichtung (F) und in einem Rückhub ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung (F) bewegt werden und wobei die Bewegungsfrequenz der Förderelemente und/ oder die Flublänge des Vorhubs und des Rückhubs in Abhängigkeit der ermittelten Schüttguthöhe (H2, H3) des Separationsbereichs (16) und/ oder des Grobgutkühlers (20) gesteuert/ geregelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Separationsbereich (16) eine Wand (46) zum Separieren des Feinguts von dem Grobgut aufweist und wobei das Verfahren das Ermitteln der Differenz zwischen der Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) und der Flöhe der Wand umfasst und wobei die Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit der berechneten Flöhendifferenz gesteuert/ geregelt wird.
12. Kühler (10) zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, aufweisend einen Kühlereinlass (12) zum Einlassen von zu kühlendem Schüttgut in den Kühler (10), einen in Förderrichtung (F) des Schüttguts hinter dem Kühlereinlass (12) angeordneten Separationsbereich (16) zum Separieren von Grobgut und Feingut, einen sich an den Separationsbereich (16) anschließenden Grobgutkühler (20) zum Kühlen des Grobguts und einen sich an den Separationsbereich (16) anschließenden und parallel zum Grobgutkühler (20) angeordneten Feingutkühler (22) zum Kühlen des Feinguts, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) vorgesehen ist, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Schüttguts innerhalb des Kühlers (10) in Abhängigkeit der Schüttguthöhe (FH2) des Schüttguts (11) in dem Separationsbereich (16) steuert/ regelt.
13. Kühler (10) nach Anspruch 12, wobei der Kühler (10) eine Messeinrichtung (52) zur Ermittlung der Schüttguthöhe (H2) in dem Separationsbereich (16) aufweist und wobei diese mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) zur Übermittlung der ermittelten Schüttguthöhe in Verbindung steht.
14. Kühler (10) nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Kühler (10) einen Drucksensor (54, 56, 58) zur Ermittlung des Luftdrucks in dem Separationsbereich (16), dem Grobgutkühler (20) und/ oder dem Feingutkühler (22) aufweist, wobei dieser mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) zur Übermittlung des ermittelten
Luftdrucks in Verbindung steht.
15. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Separationsbereich (16) einen dynamischen Rost (40) mit einer Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung (F) und einen Antrieb zum Antreiben der Förderelemente aufweist und wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung (50) zur Steuerung/ Regelung der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts mit dem Antrieb in Verbindung steht.
16. Kühler (10) nach Anspruch 15, wobei der Antrieb ein Hydraulikantrieb ist und einen Hydraulikdrucksensor umfasst, der mit der Steuerungs- /Regelungseinrichtung (50) zur Übermittlung des Hydraulikdrucks in Verbindung steht.
17. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei zwischen dem
Einlaufbereich (14) und dem Grobgutkühler (20) ein vertikaler Versatz von mindestens 700mm bis 1200mm, vorzugsweise mindestens 800mm bis 1100mm, insbesondere 900mm ausgebildet ist.
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