DE1303507B

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Info

Publication number: DE1303507B
Application number: DEK54438A
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1964-11-04
Filing date: 1964-11-04
Publication date: 1971-12-23
Also published as: DK108713C; US3364589A; AT253409B; GB1075839A; FR1454685A; CH463027A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung /um r.rhitzen von feinkörnigem Gut, insbesondere win /ementrohmchl, mit lic i Mc π ι Olenabgas in mehreren Behandlungssiufen, bestellend aus mehreren Zyklonabscheidern, die in bezug auf den Gassirom hiiUereinaiidergesehaltet sind und jeweils ein zenirischcs Gasab/iigsrohr und eine mit einer Gutzuführung versehene, tangential im oberen Zykionbereieh eini.iündende Ofengasleiiung aufweisen.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 126 30h bekannt. Dieses S\siem hai sich in der Praxis, insbesondere auf dem Gebiet der Erhitzung von Zenicnirohmehl, \ielfacii bewährt. Allerdings sind bei größeren Ofenleislungen erhebliche Bauhöhen notwendig. Eine Reduzieriing der Bauhöhe ist nur möglich, wenn der Wärmeübergang in wenigstens einer der jeweils aus <iaszuleitungsro!'^r und Zyklonabscheider bestehenden Behandlungs.iiufe des hekannien Systems derart intensiviert wird, daß bei sonst gleichbleibenden Betriebsbedingungen die Zahl der Behandlungsstufen leduziert werden kann.

Aus der Patentschrift Nr. 32 293 des Amtes für lirfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin ist eine einstufige Erhitzungsvorrichtung bekannt, bei der «lurch eine konsequente Gegenstromführung von Gas lind Gm zueinander der Wärmeübertragungsvorgaiig intensiviert wird. Dies beruht im wesentlichen darauf. •laß das zu erhit/.endc, feinkörnige Gut zur Innenwand des zentrischen Gas?bzugsr-hres eines Zyklons aufgegeben wird. Das Gut löst sich an der Mündung ties Gasabzugsrohres im Zyklon ν η der Kante und durchquert infolge der auf die Guttcilchcn wirkenden !•Heilkräfte freisclnvebend die gesamte Hcißgasnicnge bis zur Zyklonwandung. Der mit der bekannten Vorrichtung erzielbare gute Wirkungsgrad des Wärmeüberlragungsvorganges wird jedoch in gewissem Cirade dann beeinträchtigt, wenn der Durchmesser des Gasalv.ugsrohres mit Rücksicht auf die erforderlichen Gasmengen so groß wird, daß erhebliche Gasmengen im wesentlichen ohne Kontakt mit dem zu erhitzenden Gut die Vorrichtung verlassen können.

Aus der französischen Patentschrift 104X324 ist schließlich noch eine Trocknungsvorriehtimg für körniges Gut bekannt, die einen vertikalen zylindrischen t? Schacht aufweist, in den von oben etwa im Bereich der Scliachtwandung und auf der Außenseite eines Gasabzugsrohres mit Hilfe eines heißen Gasstromes ilas zu trocknende Gut eingeführt wird. Der Schacht '..eist in seinem oberen und in seinem unteren Bereich -,0 jeweils eine tangential einmündende Rohrleitung auf. durch die von dem heißen Hauplgasstroni Hilf'-gasströme abgezweigt und in den Schacht eingeführt werden, DasGut wird mit dem heißen 1 lauptgasslrom •.(in oben in den Schacht tangential eingeführt und ,-,5 bereits auf diesem Wege weitgehend getrocknet. Die tangential in den Schacht eingeführten Hilfsgasströmc haben die Aufgabe, am Grobgut anhaftendes Feingut »abzuspülen«, um so eine saubere Trennung von Grobgut und Feingut zu erreichen, wobei das Fein- Bn gut nach oben mit den Trocknungsgasen abgezogen wird, während durch entsprechende Einbauten erreicht wird, daß das Grobgut nach unten zur AustriigsöfTiHing des Schachtes absinkt. Diese Trocknungsvorrichtung eignet sich aus strömiingstechmachen und wärmetechnischen Gründen nicht zur f ihitzung eines feinkörnigen und, wie im Falle des /enicntrolimelils. staubförmigen Gutes.

Aufgabe der ErHiHlUiIg ist es, eine aus mehreren Behandlungsstufen in Form von Zyklonen bestehende Erhitzungseinrichtung in konstruktiver und vvärmetechniseher Hinsicht zu verbessern. Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß bei mindestens einer Behandlungsstufe unter dem Zyklon wenigstens ein weiterer, mit dem Zyklon in offener Verbindung stellender Zyklon angeordnet ist, der ebenfalls an die Ofengasleiiung mit einer tangential einmündenden Zuleitung angeschlossen ist. Durch die Ausbildung gemäß der Erfindung wird eine vorteilhafte Verbesserung des Wirkungsgrades der Wärmeübertragung in einer derartigen Behandlungsstufe erreicht. Das Gut wird, nachdem es in die tangentiale Heißgaszuleitung zum Zyklon eingeführt ist. auf seinem Wege in den Zyklon zunächst, im Gleichstrom erhitzt. Im Zyklon wird infolge der kreisenden Gasströmung das Gut zur Zyklonwandung ausgeschleudert und rutscht an der Wandung nach unten.

In den darunterliegenden Zyklon, der in offener Verbindung mit dem oberen Zyklon steht, wird ebenfalls über eine tangential einmündende Leitung Heißgas eingeführt und erzeugt im Zyklon dementsprechend eine kreisende Gasströmung. An der offenen Verbindungsstelle zwischen dem oberen und dem unteren Zyklon löst sich das Gut von der Kante und wird von der im unteren Zyklon ebenfalls stark kreisenden heißen Gasströmung erfaßt und durchquert infolge der Fliehkräfte freisclnvebend die gesamte in den Zyklon eingeleitete Heißgasmenge bis zur Zyklonwandung. Bei der freischwebenden Elewegung durch die Gasströmung des unteren Zyklons wird jedes Gutteilchen von immer heißeren Ofengasen vollständig unispült, so daß eine Erhitzung des Gutes bis nahezu auf die Gaseintrittstemperatur erfolgt. Mit der erfindungsgeniäßen Vorrichtung wird eine sehr sichere Führung des feinkörnigen, im Falle der Verarbeitung von Zementrohmehl sogar eines staubförmigen Gutes praktisch im Gegenstrom zu den Heißgasen ermöglicht, wobei durch die Verbesserung der Wärmeübertragung vom Gas auf das Gut eine wesentlich höhere Erhitzung des Gutes erreicht wird. Dies bringt erhebliche Vorteile für den nachfolgenden Brennprozeß mit sich und führt gleichzeitig zu einer besseren Ausnutzung des Wärmcinliaites der heißen Abgase. Bei einem vorgegebenen zu verarbeitenden Tcmperaturgefällc kann die Bauhöhe durch eine oder aber durch mehrere Bcliandlungssiufcn aus derartigen, erfindungsgemäß übereinander angeordneten und in offener Verbindung miteinander stehenden Zyklonen reduziert werden.

Die erfinciungsgeniäße Vorrichtung wird an Hand der Zeichnung erläutert, die eine zweistufig ausgebildete Erhitzungseinrichtung für Zementrohmehl zeigt, bei der beide Behandlungsstufen gemäß der Erfindung ausgeführt sind.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Fertigbrennen des Zementrohmehls zu Zementklinker in einem Drehrohrofen 1, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann. Die heißen Abgase verlassen den Drehrohrofen 1 mit einer Temperatur von beispielsweise 1000" C durch eine Abgasleitung 2. Diese teilt sich am oberen Ende in zwei Zweigleitungen 3 und 4. die je in einen Zyklon 5 bzw. 6 münden. Die beiden Zyklone bilden zusammen eine Bchandlungsstufe (Erhitzungsstufe) und sind derart übereinander angeordnet, daß der obere Zyklon 5 in der Decke des unteren Zyklons ft endet und mit diesem

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linn in ollener Verbindung stein. Die Abgasleitung 7 ,|,i beschriebenen Hrhii/ungss;iile teili sieh oben ebenfalls in zwei Zweigleitungen K und ¹J, die ihrer- --L-iis je /u einem Zyklon IO Iv.w. 11 rühren. Auch düse beiden Zyklone bilden zusammen eine Hrhit-/ungsMiil'e und sind ebenfalls so angeordnet, daß der iinere Zyklon 10 mil seinem kegeligen Teil in der Duke (Vs Zyklons 11 endet. Die Abgasleitung 12 dieser Hrhiizungssii.le ist vorteilhaft unter Zwisehen-. haltung einer nicht gezeichneten Hnlstaubungsein- in iK'hiuiig an die Saugseile eines Gebliises 13 ange- -ehlossen.

Das Staubaustiagsrohr 14 des Zyklons 11 mündet ;i, die zu dem obersten Zyklon 5 der gasseiüü, vor- :<.^ehalieten Hrhilzungss.tul'e führende Zweigleitung3. D,- Staubaustragsrohr 15 des untersten Zyklons 6 ce; — in Richtung des Gasstromes (Pfeil 16) gesehen — ersten Erliitzungsstul'e führt unmittelbar in ti, ι, Drehrohrofen 1. Von dem Staubauslragsrohr 15 i,i ein Rohr 17 abgezweigt, das in die Abgasleitung!, und zwar vorteilhaft nahe ihrem Anfang, mündet. An der Abzweigstelle der beiden Rohre ist eine Verteilklappe 18 vorgesehen, die von außen her mittels «ines Handhubeis 19 in ihrer Neigung verstellt werden kann.

Die Zweigleitung 8 der Abgasleitung 7 ist mit einer ! inriehtung zum Hinführen des Zemcntrohinehls ersehen. Diese Einrichtung besieht aus einem Trich-Li 21. in welchen das Rohmehl, beispielsweise rnitiels eines nicht gezeichneten Becherwerkes, eingebracht wird. An den Trichter ist ein Rohr 22 angeschlossen, daß in die Zweigleitung 8 mündet. Vorleilhaft ist das Rohr 22 oberhalb der Einmündung in die Zweigleitung 8 unterbrochen und schräg zugespitzt. An die schräge !lache des Rohres legt sich eine von einem Gehä'ise umgebene Pendelklappe 23 an. lic durch ein "crschicbbares Gewicht 24 im Schließsinne belastet ist. Das Gewicht ist so eingestellt, daß sich das Zcmcntrohmehl in dem Rohr 22 bis zu einer gewissen Höhe auf der Klappe 23 anstaut. Hierdurch ist ein guter Materialabschluß gegen den Durchtritt von Gas durch das Rohr 22 gegeben. Die Klappe ölTnct erst, wenn das Gewicht des angestauten Rohmehls das Schließnioment überwindet. Von diesem Zeilpunkt an Hießt über den Rand der Klappe jeweils die gleiche Menge Rohmehl ab, wie dem Rohr 22 aus dem Trichter 21 zuläuft. Entsprechende Pendclklappcn 25 und 26 sind ebenfalls in ilen Staiibaiistrausrohrcn 14 und 15 vorhanden.

Unter der Hinwirkung des Gebläses 13 wird d;/; :,o aus dem Drehrohrofen 1 in die Abgasleitung 2 austretende heiße Abgas etwa je zur Hälfte durch die /,weigleilungen 3 und 4 in die Zyklone 5 bzw. 6 gesaugt. In fliesen wird den Teilgasströmcn eine Rotationsbewegung von so großer Geschwindigkeit aufgezwungen, daß sie sich, wie in der Zeichnung veranschaulicht ist, zunächst in einem äußeren Wirbel nach abwärts bewegen, um dann in einem zentralen Wirbel nach oben zu steigen. Der aus dem Zyklon 6 in einem zentralen Wirbel austretende Tcilgasstrom mischt sich daher in dem Zyklon 5 mit dem zentralen Wirbel des diesen Zyklon durchströmenden Teilgasstromes. Das so wicdervercinigtc Gas gelangt anschließend in die Abgasleitung 7 und tritt aus ihr in etwa gleich großen Tcilströmen durch die Zweigleitungen 8 und 9 in die Zyklone 10 bzw. 11 ein. Diese beiden Zyklone werden ebenfalls in der beschriebenen Weise von den beiden Teilgasströmen durchzogen. Das im Zyklon 10 wiedervereinigte Gas verläßt diesen durch die Abgasleitung 12 und wird dann über das Gebläse 13 ins l-'reie abgeführt.

Das der Hinrichtung aus dem Aufgabetrichter 21 zugeführt^. Zenientrohmehl wird sofort nach seinem Austritt aus dem Rohr 22 von dem Teilstrom des heiüen Abgases, der die Zweigleitung 8 durchzieht, in den Zyklon 10 mitgerissen. Auf diesem Wege und in dem Zyklon selbst erfolgt ein guter Wärmeübergang um dem Gas auf das Zementrohmehl im Gleichstrom. Das in dem Zyklon 10 unter der Einwirkung der Fliehkraft nach außen getriebene Zenientrohinelil rutscht auf der Innenwand des Zyklons ab und gelangt anschließend fein verteilt in den Zyklon 11. In diesem wird es von dem Teilgasstrom, der durch die Zweigleitung ¹J in den Zyklon 11 eintritt, erfaßt und auf Grund der Fliehkraft quer durch diesen Teilgasstrom nach außen geschleudert. Dabei findet ein nochmaliger V'?rmeübergang von dem Gas auf das Zenientrohmehl, diesmal in etwa im Querstrom statt. Das im Zyklon 11 niedergeschlagene Zenientrohmehl tritt anschließend durch das Staubaustragsrohr 14 in die Zweigleitung 3 ein und wird von dem diese Leitung durchströmenden Teilstrom in den Zyklon 5 getragen. Das darin niedergeschlagene Zementrohmchl gelangt dann in den Zyklon 6, in welchem es erneut dem Teilgasstrom aus der Zweigleitung 4 ausgesetzt wird.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, wird das Zementrohmehl im Gegensatz zu den bisher verwendeten Zyklonerhitzungssystemen in jeder Bchandlungsstufe nacheinander mit jeweils zwei Gasströmen in Berührung gebracht. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das Zementrohmehl in dem untersten Zyklon jeder Behandlungsstufe erneut einem heißen Gas dargeboten wird. Auf diese Weise wird eine besonders wirksame Ausnutzung des Wärmeinhal'.L'., Cct aus dem Ofen strömenden heißen Gase zur Vorerhitzung und Vorenlsäuerung des Zcmentrohmehls erzielt Sowohl experimentell als auch rechnerisch kann festgestellt weiden, daß bei dem beschriebenen System der Wärmeinhalt der aus der obersten Stufe durch die Leitung 12 abströmenden Gase insgesamt erheblich geringer ist als dies bei den bekannten Zyklonerhitzungssystemen mit zwei hintereinander geschalteten Behandlungsstufcn möglich wäre. Bei der Erfindung kommt man daher mit einer geringeren Anzahl von Bchandlungsstufen als bei den herkömmlichen Zyklonerhitzungssystemen aus. Hierdurch ist außer einer besonders guten Wärmeausnutzung der weitere Vorteil gegeben, daß beträchtlich an ß;u:höhc für die Erliiti.'.iiiL'seir.iichtung gespart werden kann.

Das aus dem untersten Zyklon 6 der uniersten. also dnr dem Drehrohrofen nächstgelegenen Behandlungsslule austretende Zenientrohmehl v.i'd in dem Staubaustragsrohr 15 mittels der Klappe 18 in zwei Teilströme aufgeteilt, von welchen der eine in den Drehrohrofen 1 weiterfließt und der andere durch das abgezweigte Rohr 17 in die Leitung 2 geführt wild. 1.1 ihr gelangt das Zenientrohmehl in gut verteiltem Zustand in das aus dem Drehrohrofen kommende Abgas und wird von ihm mitgenommen. Im oberen Teil der Leitung 2 wird das Ofengas zusammen mit dem darin suspendierten, rückgcführten ntrohmchl in der beschriebenen Weise auf die

Zcmentrohmciil in der oescnrieoenen nust um v.,,^ Zweigleitungen 3 und 4 aufgeteilt und durch diese Leitungen in die Zyklone 5 bzw. 6 getragen. Ein

Teil des aus dem Zyklon 6 austretenden Zementrohmehles durchläuft somit einen ständigen Kreislauf durch das Rohr 17, die Leitung 2, die Zweigleitungen 3 und 4 und die Zyklone 5 und 6. Dabei wird zur Aufrechtcrhaltung des Gleichgewichtszustandes durch entsprechende Einstellung der Klappe 18 jeweils die gleiche Menge Zementrohmehl durch das Rohr 15 in den Drehroh ofen 1 abgeleitet, wie der Erhitzungseinrichtung an frischem Rohmehl durch das Rohr 22 aufgegeben wird. Durch Verstellen der Klappe hat man es daher in der Hand, das Verhältnis der im Kreislauf geführten Rohmehlmenge zu der Aufgabemenge in weiten Grenzen zu regeln.

Das im Kreislauf in die Leitung 2 rückgeführte, auf etwa 800° C erhitzte Zementrohmehl besitzt bereits die erforderliche Kalziniertemperatur. Infolgedessen erfährt es in der Leitung 2 praktisch keine weitere Temperaturerhöhung. Die fühlbare Wärme des heißesten Abgases kommt daher im Bereich der Leitung 2, die sich von der Mündung des Rohres 17 bis zur Mündung des Staubaustragsrohres 14 erstreckt, vor allem der Entsäuerung des Rohmehles zugute. Bei jedem Durchgang durch den genannten Bereich wird deshalb eine beträchtliche Menge Kohlensäure aus dem Zementrohmehl ausgetrieben. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, daß das Zementrohmehl beim Eintritt in den Drehrohrofen bereits in hohem Maße entsäuert ist.

Es ist gemäß der Erfindung auch möglich, eine Erhitzungsstiife so auszubilden, daß sie aus mehr als zwei, beispielsweise drei, derart übereinander angeordneten Zyklonen besteht, daß jeder obere Zyklon unten in offener Verbindung mit den nächsllieferen Zyklon steht.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Erhitzen von feinkörnigem Gut, insbesondere von Zcmcntrohmehl. mit heißem Ofenabgas in mehreren Behandlungsstufen, bestehend aus mehreren Zvklonabseheidem, die in bezug auf den Gasstrom hintereinandergeschaltet sind und jeweils ein zentrisches Gasabzugsrohr und eine mit einer Gutzuführung versehene, tangential im oberen Zyklonbercich einmündende Ofengaslcitung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einer Behandlungsstufe unter dem Zyklon (5) wenigstens ein weiterer, mit dem Zyklon (5) in offener Verbindung stehender Zyklon (6) angeordnet ist. der ebenfalls an die Gasleitung mit einer tangenual einmündenden Zuleitung angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen