DE3230340C2 - Verfahren und Vorrichtung zur in-situ-Reinigung von Drehrohröfen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur in-situ-Reinigung von DrehrohröfenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
- F28G1/12—Fluid-propelled scrapers, bullets, or like solid bodies
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur in-situ-Reinigung von Drehrohröfen, die mit in ihrem Inneren verlaufenden und von einem heißen fluiden Medium, beispielsweise Sattdampf, durchströmten Wärmetauscherrohren beheizt werden und zur Erhitzung von backfähigem Schüttgut, beispielsweise Kokskohle, dienen, wobei dem Schüttgut vor dem Eintritt in einen Drehrohrofen Metallkugeln, vorzugsweise Stahlkugeln, zugesetzt werden, die mit dem Schüttgut durch den Ofen wandern und nach dem Austritt aus dem Ofen mittels einer geeigneten Trenneinrichtung, vorzugsweise einem Magnetabscheider, aus dem Schüttgutstrom ausgeschieden werden. Die Metallkugeln fallen mit dem Schüttgut durch die Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherrohren und schlagen aufgrund ihrer höheren kinetischen Energie gegenüber den Schüttgutpartikel entstehende Anbackungen unverzüglich ab.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur in-situ-Reinigung von Drehrohrofen, die
mittels eines im Inneren jedes Drehrohrofens starr zwischen dessen nichtrotierfinden Endabschnitten installierten
Systems von mit einem heißen fluiden Medium, beispielsweise Sattdampf, beaufschlagten Wärmetauscherrohren
mit rundem oder elliptischem Querschnitt beheizt werden und ihrerseits zur Erhitzung von backfähigem
Schüttgut, beispielsweise Kokskohle, auf eine durch Vorgabe der Betriebsparameter einstellbare
Temperatur unterhalb derjenigen des heißen fluiden Mediums dienen.
Zur optimalen Energienutzung wird seit längerer Zeit in nahezu allen Bereichen der privaten und industriellen
Energieverv· endung nach verfahrenstechnischen Möglichkeiten
gesucht, insbesondere die bei jedem energieverbrauchenden Prozeß anfallende Abwärme zu nutzen.
Dies betrifft unter anderem auch solche Prozesse, bei denen große Mengen von Schüttgut zwecks chemischer
oder physikalisch-chemischer Umwandlung zunächst auf Rot- bis Weißglut erhitzt und anschließend
schnei! abgekühlt werden, beispielsweise das Ablöschen von frisch ausgegartem Koks mit Wasser bei Atmosphärendruck
und Luftzutritt in den bekannten Löschtürmen.
Eine erstrebenswerte Möglichkeit zur Abwärmenutzung ist in solchen Fällen die — zumindest teilweise — Abwärme-Rückgewinnung zum Zwecke der Vorerhitzung des Schüttgutes vor der eigentlichen Wärmebehandlung, womit einerseits wesentlich weniger Abwärme an die Umgebung abgegeben und andererseits eine merkliche Energieeinsparung bei der eigentlichen Wärmebehandlung erreicht wird. Beim Ablöschen mit Wasser bei Almosphärendruck und Luftzutritt ist das Temperaturniveau des entstehenden Wasserdampfes für eine wirtschaftlich sinnvolle Abwärme-Rückgewinnung, insbesondere unter Berücksichtigung des diskontinuierlichen Anfalls, allerdings zu niedrig. Ein alternatives bekanntes Verfahren ist jedoch das Durchblasen des heißen Schüttgutes mit kaltem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, bei leicht erhöhtem Druck und Luftabschluß, im Falle der Kokereitechnik als Kokstrockenkühlung bekannt. Das Temperaturniveau des so erhitzten Gases kann so hoch eingestellt werden, daß es zur Erzeugung von Sattdampf mit einigen hundert Celsius in einem nachgeschalteten Wärmetauscher verwendet werden kann, so daß mit diesem Sattdampf eine wirtschaftlich verwertbare Wärmequelle zur Verfügung steht.
Eine erstrebenswerte Möglichkeit zur Abwärmenutzung ist in solchen Fällen die — zumindest teilweise — Abwärme-Rückgewinnung zum Zwecke der Vorerhitzung des Schüttgutes vor der eigentlichen Wärmebehandlung, womit einerseits wesentlich weniger Abwärme an die Umgebung abgegeben und andererseits eine merkliche Energieeinsparung bei der eigentlichen Wärmebehandlung erreicht wird. Beim Ablöschen mit Wasser bei Almosphärendruck und Luftzutritt ist das Temperaturniveau des entstehenden Wasserdampfes für eine wirtschaftlich sinnvolle Abwärme-Rückgewinnung, insbesondere unter Berücksichtigung des diskontinuierlichen Anfalls, allerdings zu niedrig. Ein alternatives bekanntes Verfahren ist jedoch das Durchblasen des heißen Schüttgutes mit kaltem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, bei leicht erhöhtem Druck und Luftabschluß, im Falle der Kokereitechnik als Kokstrockenkühlung bekannt. Das Temperaturniveau des so erhitzten Gases kann so hoch eingestellt werden, daß es zur Erzeugung von Sattdampf mit einigen hundert Celsius in einem nachgeschalteten Wärmetauscher verwendet werden kann, so daß mit diesem Sattdampf eine wirtschaftlich verwertbare Wärmequelle zur Verfügung steht.
Für die Vorerhitzung von Schüttgut mit derartigem Sattdampf kann einerseits nur eine Schüttguterwärmung
mittels Wärmetauscherrohren in einem abgeschlossenen Raum durchgeführt werden, andererseits
ist bei der Vorerhitzung großer Mengen Schüttgut eine kontinuierlich arbeitende Ofenanordnung empfehlenswert,
beispielsweise die Verwendung von Drehrohr-
öfen. Daher wurden in der Vergangenheit für die Vorerhitzung
von Schüttgut mittels Sattdampf Drehrohröfen
entwickelt, die anstelle der üblichen Beheizung mit offener Flamme mittels in den Ofen eingeblasenen Kohlenstaubs,
Öls oder Gas mit das Ofeninnen; durchziehenden, von einem heißen fluiden Medium, beispielsweise
Sattdampf, durchströmten Wärmef?uscherrohren beheizt werden.
Bei Verwendung derartiger Drehrohröfen tritt bei der Vorerhitzung von backfähigem Schüttgut, beif pielsweise
Kokskohle, jedoch die Schwierigkeit auf, daß sich das Schüttgut an den Wärmetauscherrohren festsetzt
und zwischen diesen zu Brücken zusammenwächst, die den Normalbetrieb des Ofens empfindlich beeinträchtigen.
Auch die Verwendung von Wärmetauscherrohren mit elliptischem statt rundem Querschnitt wobei die
längere Achse der Ellipse in der Senkrechten angeordnet ist, bringt dabei nur eine zwar merkliche, aber immer
noch ungenügende Verlängerung des Zeitabschnitts zwischen je zwei zeitaufwendigen und teuren Reinigungen,
die das Herausnehmen der gesamten Wärmetauscherrohr-Anordnung aus dem Drehrohrofen und das
zeit- und kraftaufwendige Abschlagen der Anbackungen erfordern.
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht,
derartige, mit häufigen und zeitaufwendigen Stillstandszeiten eines Drehrohrofens zur Vorerhitzung von backfähigem
Schüttgut verbundene Reinigungen weitgehend zu vermeiden.
Sie erreicht dies, in dem der für jeden Drehrohrofen installierte, mechanisch und/oder pneumatisch betätigte
Beschickungskanal kontinuierlich aus einem Vorratslager — beispielsweise einer Halde, einem Bunker oder
einem Silo — mit backfähigem Schüttgut — beispielsweise Kokskohle — und außerdem aus einem weiteren
Vorratsbehälter kontinuierlich oder auch diskontinuierlich mit Metallkugeln gespeist wird, deren Durchmesser
kleiner ist als der minimale Abstand zwischen den Wärmetauscherrohren untereinander bzw. zwischen diesen
und der Außenwand des Drehrohrofens einschließlich auf der Innenseite dieser Wand angebrachter und in den
Ofeninnenraum ragender Mitnehmer, und diese Metallkugeln den Drehrohrofen zusammen mit dem zu erhitzenden
Schüttgut durchlaufen und nach dem gemeinsamen Austritt mit dem erhitzten Schüttgut aus dem
Drehrohrofen in den Abzugskanal in einer in diesem angeordneten geeigneten Trenneinrichtung bekannter
Konstruktion aus dem Schüttgutstrom ausgeschieden werden.
Der besondere Vorteil dieser Erfindung ist darin begründet, daß die Metallkugeln als Gemisch mit dem
backfähigen Schüttgut im Drehrohrofen dieselben Wege zwischen den Wärmetauscherrohren zurücklegen
wie das Schüttgut selbst und aufgrund ih>er höheren kinetischen Energie gegenüber den Schüttgutpartikeln
beim Herabfallen zwischen den Wärmetauscherrohren entstehende Anbackungen des Schüttguts an den Wärmetauscherrohren
bereits im Entstehen abschlagen.
Darüber hinaus erweist es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als vorteilhaft, daß sich die Metallkugeln
nach dem Durchgang durch den Drehrohrofen aus dem erhitzten Schüttgutstrom abtrennen und wiederverwenden
lassen.
Von erheblichem Vorteil ist außerdem, daß die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nur
geringfügige Zusatzinstallationen, nämlich einen Vorratsbehälter mit geeigneter bekannter Dosiereinrichtung
für die Metallkugeln und eine geeignete bekannte Trennvorrichtung für die Metallkjgeln im Abzugskanal
des Drehrohrofens, zu jeder bereits vorhandenen oder zukünftigen Anordnung eines mit Wärmetauscherrohren
beheizten Drehrohrofens erfordert.
Ein Anwendungsbeispiel der beschriebenen Vorrichtung zeigen die folgenden Figuren:
Ein Anwendungsbeispiel der beschriebenen Vorrichtung zeigen die folgenden Figuren:
F i g. 1 schematische Darstellung der Drehrohrofenanordnung mit Beschickungs- und Abzugsvorrichtung,
F i g. 2 Schnitt A -A durch den Drehrohrofen.
ίο Fig. 1 zeigt als zentralen Bestandteil der gesamten
Anordnung einen mit seiner Drehachse gegen die Horizontale leicht geneigt installierten Drehrohrofen (1) mit
einer rotierenden Außenwand (2) und nicht rotierenden Endabschnitten (3), die miteinander durch kombinierte
Dichtungen und Lager (4) verbunden sind. Die Beheizung des Drehrohrofens (1) erfolgt über Wärmetauscherrohre,
die in seinem Inneren von einem nicht rotierenden Endabschnitt (3) zum anderen (3) verlaufen und
hier nicht dargestellt sind. Sie werden über die Zuleitung
(12) mit einem heißen fluiden Medium, beispielsweise Sattdampf, beaufschlagt, das nach der Wärmeabgabe im
Drehrohrofen (1) durch die Ableitung (13) aus diesem wieder austritt
Die Beaufschlagung des Drehrohrofens (1) mit backfähigem Schüttgut beispielsweise Kokskohle, erfolgt
kontinuierlich aus dem Vorratslager (6) — Halde, Bunker oder Silo — über den Beschickungskanal (5), der
gleichzeitig aus dem Vorratsbehälter (7) kontinuierlich oder diskontinuierlich mit Metallkugeln, vorzugsweise
Stahlkugeln, gespeist wird. Diese Kugeln durchwandern den Drehrohrofen gemeinsam mit dem Schüttgut und
treten auch gemeinsam mit diesem durch den Abzugskanal (8) wieder aus dem Drehrohrofen (1) aus. In einer
nachgeschalteten geeigneten Trenneinrichtung (9) bekannter Konstruktion, vorzugsweise einem Magnetabscheider,
werden die Metallkugeln aus dem Schüttgutstrom (10) ausgeschieden (11) und stehen zur Wiederverwendung
bereit.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Drehrohrofen (1) am Schnitt A-A. Im Inneren der rotierenden Außenwand (2) des Drehrohrofens befindet sich eine nicht rotierende starre Anordnung von Wärmetauscherrohren (14), die im wesentlichen senkrecht zur Bildebene verlaufen. Das in den Drehrohrofen eingetragene Gemisch aus Schüttgut (15) und Metallkugeln (16), vorzugsweise Stahlkugeln, wird durch an der rotierenden Außenwand (2) fest angebrachte Mitnehmer (17) in den oberen Bereich des Drehrohrofens befördert, von wo es durch die Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherrohren (14) nach unten fällt und dabei erhitzt wird. Der Durchmesser der größten Schütigutpartikel und der Metallkugeln ist dabei kleiner als der Mindestabstand zwischen den Wärmetauscherrohren (14) untereinander bzw. zwischen diesen und der rotierenden Außenwand (2) einschließlich der auf ihrer Innenseite angebrachten Mitnehmer (17). Nach dem Herunterfallen des Gemisches aus Schüttgut (15) und Metallkugeln (16) auf den Bodenteil des Drehrohrofens setzt eine erneute Beförderung des Gemisches in den oberen Ofenbereich ein. Wegen der leichten Neigung zwischen Ofenachse und Horizontaler führt dies insgesamt zur Wanderung des Gemisches in Richtung der Ofenlängsachse bei ständig zunehmender Erhitzung des Gemisches.
Da beim Herabfallen des Gemisches durch die Zwisciienräume zwischen den Wärmetauscherrohren (14) die Metallkugeln (16) eine größere Dichte als die backfähigen Schüttgutpartikel (15) und damit eine höhere kinetische Energie als diese Partikel haben, schlagen die
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Drehrohrofen (1) am Schnitt A-A. Im Inneren der rotierenden Außenwand (2) des Drehrohrofens befindet sich eine nicht rotierende starre Anordnung von Wärmetauscherrohren (14), die im wesentlichen senkrecht zur Bildebene verlaufen. Das in den Drehrohrofen eingetragene Gemisch aus Schüttgut (15) und Metallkugeln (16), vorzugsweise Stahlkugeln, wird durch an der rotierenden Außenwand (2) fest angebrachte Mitnehmer (17) in den oberen Bereich des Drehrohrofens befördert, von wo es durch die Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherrohren (14) nach unten fällt und dabei erhitzt wird. Der Durchmesser der größten Schütigutpartikel und der Metallkugeln ist dabei kleiner als der Mindestabstand zwischen den Wärmetauscherrohren (14) untereinander bzw. zwischen diesen und der rotierenden Außenwand (2) einschließlich der auf ihrer Innenseite angebrachten Mitnehmer (17). Nach dem Herunterfallen des Gemisches aus Schüttgut (15) und Metallkugeln (16) auf den Bodenteil des Drehrohrofens setzt eine erneute Beförderung des Gemisches in den oberen Ofenbereich ein. Wegen der leichten Neigung zwischen Ofenachse und Horizontaler führt dies insgesamt zur Wanderung des Gemisches in Richtung der Ofenlängsachse bei ständig zunehmender Erhitzung des Gemisches.
Da beim Herabfallen des Gemisches durch die Zwisciienräume zwischen den Wärmetauscherrohren (14) die Metallkugeln (16) eine größere Dichte als die backfähigen Schüttgutpartikel (15) und damit eine höhere kinetische Energie als diese Partikel haben, schlagen die
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j 32 30 340 5 Metallkugeln (16) einsetzende Anbaekungen von Schüttgut (15) an bzw. zwischen den Wärmetauscher rohren (14) bereits in der Entstehungsphase ab und füh ren so zu einer in-situ-Reinigung des Drehrohrofens. 5 |
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Claims (6)
1. Verfahren zur in-situ-Reinigung von Drehrohröfen,
die mittels eines im Innerer, jedes Drehrohrofens starr zwischen dessen nicht rotierenden Endabschnitten
installierten Systems von mit einem heißen fluiden Medium, beispielsweise Sattdampf, beaufschlagten
Wärmetauscherrohren mit rundem oder elliptischem Querschnitt beheizt werden und ihrerseits zur Erhitzung von backfähigem Schüttgut,
beispielsweise Kokskohle, auf eine durch Vorgabe der Betriebsparameter einstellbare Temperatur unterhalb
derjenigen des heißen fluiden Mediums dienen, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu
erhitzenden Schüttgut vor dem Eintritt in einen Drehrohrofen kontinuierlich oder diskontinuierlich
Metallkugein zugesetzt werden, ^.eren Durchmesser kleiner ist als der mininmale Absland zwischen den
Wärmetauscherrohren untereinander bzw. zwischen diesen und der Außenwand des Drehrohroiens einschließlich
auf der Innenseite dieser Wand angebrachter und in den Ofeninnenraum ragender Mitnehmer,
und daß diese Metallkugeln den Drehrohrofen zusammen mit dem zu erhitzenden Schüttgut
durchlaufen und nach dem gemeinsamen Austritt mit dem erhitzten Schüttgut aus dem Drehrohrofen
mittels einer geeigneten Trenneinrichtung bekannter Konstruktion aus dem Schüttgutstrom ausgeschieden
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkugeln in einem Kreislauf
gefahren werden.
3. Vorrichtung zur in-situ-keinigung von Drehrohrofen,
die mittels eines im Inneren jedes Drehrohrofens starr zwischen dessen nichtrotierenden
Endabschnitten installierten Systems von mit einem heißen fluiden Medium, beispielsweise Sattdampf,
beaufschlagten Wärmetauscherrohren mit rundem oder elliptischem Querschnitt beheizt verden und
ihrerseits zur Erhitzung von backfähigem Schüttgut, beispielsweise Kokskohle, auf eine durch Vorgabe
der Betriebsparameter einstellbare Temperatur unterhalb derjenigen des heißen fluiden Mediums dienen,
dadurch gekennzeichnet, daß der für jeden Drehrohrofen (1) installierte, mechanisch und/oder
pneumatisch betätigte Beschickungskanal (5) kontinuierlich aus einem Vorratslager (6) — beispielsweise
einer Halde, einem Bunker oder einem Silo — mit backfähigem Schüttgut (15) — beispielsweise Kokskohle
— und außerdem aus einem weiteren Vorratsbehälter (7) kontinuierlich oder auch diskontinuierlich
mit Metallkugeln (16) gespeist wird, deren Durchmesser kleiner ist als der minimale Abstand
zwischen den Wärmetauscherrohren (14) untereinander bzw. zwischen diesen und der Außenwand (2,
3) des Drehrohrofens einschließlich auf der Innenseite dieser Wand angebrachter und in den Ofeninnenraum
ragender Mitnehmer (17), und daß diese Metallkugeln (16) den Drehrohrofen (1) zusammen mit
dem zu erhitzenden Schüttgut (15) durchlaufen und nach dem gemeinsamen Austritt mit dem erhitzten
Schüttgut (15) aus dem Drehrohrofen (1) in den Abzugskanal (8) in einer in diesem angeordneten geeigneten
Trenneinrichtung (9) bekannter Konstruktion aus dem Schüttgutstrom (10) ausgeschieden werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkugeln (16) aus magnetisier-
barem Material, vorzugsweise Stahl, bestehen.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (9)
ein Magnetabscheider bekannter Konstruktion ist
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkugeln (16) irr.
Kreislauf gefahren werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823230340 DE3230340C2 (de) | 1982-08-14 | 1982-08-14 | Verfahren und Vorrichtung zur in-situ-Reinigung von Drehrohröfen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823230340 DE3230340C2 (de) | 1982-08-14 | 1982-08-14 | Verfahren und Vorrichtung zur in-situ-Reinigung von Drehrohröfen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3230340A1 DE3230340A1 (de) | 1984-02-16 |
DE3230340C2 true DE3230340C2 (de) | 1985-06-13 |
Family
ID=6170924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823230340 Expired DE3230340C2 (de) | 1982-08-14 | 1982-08-14 | Verfahren und Vorrichtung zur in-situ-Reinigung von Drehrohröfen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3230340C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4212377A1 (de) * | 1992-04-13 | 1993-10-14 | Siemens Ag | Schwelvorrichtung |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI20021956A0 (fi) * | 2002-11-01 | 2002-11-01 | Seppo Ryynaenen | Kuumennusuuni |
-
1982
- 1982-08-14 DE DE19823230340 patent/DE3230340C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4212377A1 (de) * | 1992-04-13 | 1993-10-14 | Siemens Ag | Schwelvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3230340A1 (de) | 1984-02-16 |
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