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Einrichtung zur thermischen Vorbehandlung von vorzugsweise keramischem
Rohgut Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur thermischen Vorbehandlung
von Gut aller Art, .insbesondere von zu Granahen verformtem Zementrohgut und anderen
keramischen Gütern. Öfen, in denen diese Güter gebrannt werden, bestehen gewöhnlich
aus einem Fertigbrennofen, z. B. einem Drehrohrofen, dessen Abgase zum Vorbehandeln
des Gutes verwendet werden. Bekannte Vorbehandlun:gseinrichtungen bestehen z. B.
aus einer gasdurehlässigen Fördervorrichtung, in der Regel aus einem Wanderrost,
über dem sich mehrere durch Wände voneinander getrennte Kammern befinden, :denen
unterhalb des Rostes liegende entsprechende Saugräume zugeordnet sind.
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Die aus dem Fertigbrennofen kommenden Heißgase werden den einzelnen
Kammern nacheinander zugeführt und jeweils von oben nach unten durch die auf der
Fördervorrichtung befindliche Gutschacht unter Verwendung von einer der Kammerzahl
entsprechenden Zahl von Ventilatoren durchgesaugt. Bei zwei Kammern spricht man
:daher von doppelter Gasführung.-Die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art haben
den Nachteil, :daß sich für :die Vorbehandlungseinrichtun@g große Längen ergeben,
zu deren Unterbringung nicht immer der erforderliche Platz vorhanden ist. Die Erwärmung
des in der Regel etwa 10 % Feuchtigkeit enthaltenden Gutes muß nämlich, solange
noch Feuchtigkeit in ihm enthalten ist, sehr allmählich erfolgen. Insbesondere dann,
wenn heiße Gase in die aus noch feuchten Gran.alien bestehende Gutschicht mit großer
Geschwindigkeit eindringen, ist die Verdampfung :der die Feuchtigkeit hervorrufenden
Flüssigkeit so lebhaft, .daßdiese nahezu explosionsartig erfolgt, wodurch die Granalien
zu Staub und Mull zerplatzen. Hierdurch wird aber die Gasdurchlässigkeit der Gutschicht
beeinträchtigt, und zwar nicht nur am Ort des Zerplatzens, sondern auch für die
ganze Folgezeit, also auch dort ist die Gasdurchlässigkeit der Schicht erheblich
herabgesetzt, wo die Feuchtigkeit schon längst ausgetrieben ist.
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Andererseits hat man beobachtet, daß Gase derselben Temperatur diese
schädliche Wirkung des Zerplatzens der feuchten Formlinge nicht haben, wenn die
Gase nur langsam in die Schicht eindringen. Es kommt also nicht auf die absolute
Höhe der Gastemperatur, sondern, auch auf die Geschwindigkeit an, mit der die Gase
in die Schicht eindringen.
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Kein Zerplatzen tritt dann ein, wenn man die Zahl der hintereinandergeschalteten
Kammern besonders groß wählt, weil dann, die Temperatur der Gase in den Kammern:,
wo das Gut noch Feuchtigkeit enthält, genügend niedrig ist, um .ein zu schnelles
Verdampfen der die Feuchtigkeit hervorrufenden Flüssigkeit zu verhindern. Allerdings
ist dann die Zahl der- Ventilatoren, _die sich ja nach der Kammerzahl richtet, entsprechend
.groß.
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Ebenso läßt sich das Zerplatzen verhindern, wenn man die Größe der
Rostfläche in den Kammern, in denen das Gut noch Feuchtigkeit enthält, besonders
groß wählt, weil dann die Geschwindigkeit der in die Gutschicht eindringenden Gase
entsprechend geringer ist. Es ist offensichtlich, daß beide Wege eine große Rostfläche
bzw. eine große Länge des Rostes ergeben.
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Die .geschilderten Nachteile lassen sich dadurch vermeiden, bzw. man
kommt mit einer viel kleineren Rostfläche aus, wenn man das Gut bereits auf seinem
Weg durch :die Aufgabevorrichtung ganz :allmählich erwärmt. Gemäß der Erfindung
wird daher die Aufgabevorrichtung als Vorwärmbehälter ausgebildet, dem Abgase in
regelbarer Menge zugeführt werden. Der Aufgabevorrichtung wird also nur ein Teil
der zur Verfügung stehenden Abgasmenge zugeleitet, wodurch die Geschwindigkeit der
in der Aufgabevorrichtun.g in die Gutschicht eindringenden Gase herabgesetzt wird.
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Die Aufgabevorrichtung erhält gemäß der Erfindung die Form eines Schachttrockners
(Rieseltrockners), dem die heißen Gase von der Seite zugeführt werden. Die
Gase ziehen also quer zur Wanderrichtung des Gutes, das ja langsam durch den Schacht
abwärts gleitet, durch die Gutschicht hindurch.
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Es ist zwar schon eine Vorbehandlungseinrichtung für Zementrohgut
bekanntgeworden, bei der vom Fertigbrennofen kommende Abgase zuerst quer durch
eine
Fördervorrichtung für das bereits teilweise erwärmte Gut zogen und dann ebenfalls
quer durch einen Schachttrockner, dem das frische Gut aufgegeben wurde, hindurchströmten.
Aber bei dieser bekannten Vorbehandlungseinrichtun,g waren Schachttrockner und gasdurchlässige
Fördervorrichtung sowohl im Hinblick auf die Wanderung des Gutes wie auf den Abgasstrom
hintereinandergeschaltet. Die gesamten Abgase, die durch die gasdurchlässige Fördervorrichtung
gezogen waren, mußten also auch durch den Trocknungsschacht hindurch. Man hatte
keinen Einfluß auf die Menge und damit auch auf die Geschwindigkeit der Gase, die
durch den Schachttrockner zogen.
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Weiter sind schon Vorbehandlungseinrichtungen bekannt, bei denen nur
die gasdurchlässige Fördervorrichtung von dem Abgasstrom quer durchgezogen wurde;
der in Richtung des Gasstroms dahintergeschaltete Trockner dagegen aber im Gegenstrom
betrieben wurde, und zwar ebenfalls von dem gesamten Gasstrom. Hier schlug sich
im Trockner die im unteren, heißeren Teil verdampfte Flüssigkeit im oberen Teil
an dem dort noch kalten Gut wieder nieder, dieses zunächst noch weiter durchnässend.
Das frische Gut backte daher zusammen, es bildeten sich große Gutklumpen, die die
Gasdurchlässigkeit des Gutes beeinträchtigten. Gleich zu Anfang der Wärmebehandlung
wurde also die Gasdurchlässigkeit des Gutes, die durch die Granulierung geschaffen
war, zum Teil wieder zerstört, was natürlich den Wärmeübergang vom Gas an das Gut
während der ganzen Reise des Gutes durch die Vorbehandlungseinrichtung ungünstig
beeinflußte.
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Diese Nachteile treten bei der Einrichtung nach der Erfindung nicht
auf. Hier ragt der Vorwärmbehälter mit seinem unteren Teil in die in Wanderrichtung
des Gutes erste Kammer der gasdurchlässigen Fördervorrichtung hinein, in der_ _das
Gut weiter- bzw. fertiggetrocknet-ivird ün:d die deshalb Trockenkammer der gasdurchlässigen
Fördervorrichtung genannt wird. Der Vorwärmbehälter wird teilweise von den Wandungen
dieser Kammer gebildet. Abgesehen davon, daß die in den Abgasen enthaltene Wärme
besser ausgenutzt wird, als dies ohne den vorgeschalteten Rieseltrockner .geschehen
würde, ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Trockenkammer der gasdurchlässigen
Fördervorrichtung wesentlich kürzer gehalten werden kann als bisher, wodurch Material
eingespart wird. Trotzdem wird das Zerplatzen der Gutkörner vermieden.
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Die heißen Abgase des Fertigbrennofens durchströmen bei dieser Einrichtung
zuerst die auf der gasdurchlässigen Fördervorrichtung liegende getrocknete Gutschicht
von oben nach unten, diese weiter erwärmend. Die heißen Gase kühlen sich dabei ab
und werden dann der kurzen Trockenkammer zugeführt, aus der ein Teil dieser Abgase
durch die auf dem Rost herangeführte Gutschicht von oben nach unten mittels des
zweiten Ventilators gesaugt wird, während ein anderer Teil dieser Gase durch öffnungen
in der der Trockenkammer zuliegenden Wand des Vorwärmbehälters eintritt und das
abwärts wandernde frische Brenngut im Querstrom durchströmt und aufwärmt.
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Eine weitere Möglichkeit der Vortrocknung ist dadurch gegeben, daß
im Vorwärmbehälter eine regelbare Gaszuleitung mündet, durch die Abgase oder warme
Luft aus dem Kühler dem einfließenden Gut zugeführt werden. Diese nur mäßig warme
Kühlluft mischt sich mit den heißen Abgasen aus der Trockenkammer der gasdurchlässigen
Fördervorrichtung und trägt daher dazu bei, das Zerplatzen der frischen Formlinge
zu verhindern.
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Der am vorderen Rostende befindliche Teil der Trockenkammer, der durch
den Vorwärmbehälter gegen diese abgesperrt ist, kann durch eine an diesem Kammerteil
vorgesehene weitere regelbare Gaszuleitung ebenfalls mit Heißgasen oder Warmluft
beschickt werden, die durch in der Kopfwand des Vorwärmbehälters vorgesehene öffnungen
im Querstrom das Gut in dem Vorwärmbehälter durchströmen.
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Im Vorwärmbehälter ist ein Einsatz mit überdeckten Einlaßöffnungen
vorgesehen, an den die Abgasleitung angeschlossen ist, die mit der Saugseite des
zweiten Ventilators verbunden ist. Durch den eingebauten Einsatz wird der Vorwärmbehälter
in zwei Kanäle unterteilt, durch die beide von oben nach unten das frische, noch
viel Feuchtigkeit enthaltende Gut wandert. Derjenige Kanal, der der Trockenkammer
der gasdurchlässigen Fördervorrichtung zugewandt ist, wird also von einem Teil der
heißen Gase dieser Kammer durchflossen, die anschließend über den Einsatz dem zweiten
Ventilator zufließen. Der andere Teil der heißen Gase fließt unmittelbar durch die
Gutschicht der Fördervorrichtung hindurch demselben Ventilator zu. Man hat es also
in der Hand, durch Wahl der Schichtstärke in dem Kanal einerseits und auf der Fördervorrichtung
andererseits dafür zu sorgen, daß die Gasgeschwindigkeit beim Durchfließen des Kanals
so :gering ist, daß ein Zerplatzender dort noch feuchten Formlinge nicht stattfindet.
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Der andere Kanal wird nur von wesentlich kühleren Gasen, insbesondere
Warmluft aus :dem Kühler, durchflossen. Hier besteht also keine Gefahr des Zerplatzens
der Formlinge.
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Wenn das Gut aus den beiden Kanälen unten ankommt, ist dasjenige aus
dem Kanal, der der Trokkenkammer der gasdurchlässigen Fördervorrichtung benachbart
ist, schon im wesentlichen trocken, während das Gut aus dem anderen Kanal noch eine
beträchtliche Feuchtigkeit enthält. Die Aufgabevorrichtung für die beiden Gutströme
auf den Wanderrost ist nun so ausgebildet, daß das feuchtere Gut auf dem Rost unten
zu liegen kommt.
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Dadurch wird erreicht, daß die heißen Gase der Trockenkammer, die
auf die Gutschicht der Fördervorrichtung in dieser Kammer auftreffen und diese Gutschicht
.durchziehen, zunächst nur auf Formlinge treffen., die schon so gut wie trocken
sind. Eine Gefahr des Zerplatzens dieser Formlinge besteht daher nicht mehr, auch
wenn die Gase eine beträchtliche Geschwindigkeit haben. Wenn die Gase dann anschließend
auf die untenliegenden, noch feuchteren Formlinge auftreffen, sind sie schon so
weit abgekühlt, daß auch bei diesen Formlingen kein Zerplatzen mehr eintritt.
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Ein besonderer Vorteil wird durch die Aufgabe des Gutes in zwei Schichten
mit der feuchteren Schicht unten noch dadurch erreicht, daß die fühlbare Wärme der
Gase, ehe sie dem Abgasventilator zuströmen, gut ausgenutzt wird, da sie ihre restliche
Wärme an das untenliegende feuchte Gut abgeben können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
Die aus dem nicht dargestellten Fertigbrennofen kommenden
Heißgase durchströmen in bekannter Weise zunächst die auf der .gasdurchlässigen
Fördervorrichtung 1 liegende getrocknete und zum Teil schon weiter vorgewärmte Gutschicht
in der Vorbrennkammer 2 und werden aus dem Saugraum 3 unter der Vorbreennkammer
von dem Ventilator V1 über eine Leitung in die kurze Trockenkammer 4 gedrückt.
In diese Kammer ist die als Vorwärmbehälte.r ausgebildete Aufgabevorrichtung 5 derart
eingebaut, daß die unteren Seitenwände des Behälters von den Seitenwänden der Trockenkammer
gebildet werden. Der Vorwärmbehälter reicht also über die ganze Breite des Rostes,
und seine Kopfwände erstrecken sich quer zur Wanderrichtung des Rostes. Diese Kopfwände
des Behälters 5 sind im Bereich :der Trockenkammer mit Öffnungen 6, 7 versehen,
die schräg nach unten gerichtet und überdacht sind, um den Durchtritt von Gut aus
dem Behälter zu verhindern.
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Die aus der Kammer 4 durch die Öffnungen 6 in den Behälter
5 eintretenden Heißgase durchströmen das dort .befindliche Gut .im Querstrom. Um
den Eintritt von Falschluft bei der Zuführung des Gutes zu verhindern, welche Kondensation
hervorrufen und die Arbeitsweise .des Gasabzugsventilators V, stören würde, ist
ein regelbarer Gaseinlaß 8 vorgesehen. durch .den Gase, z. B. überschüssige Heißluft
aus dem Kühler, aufgegeben werden können. Unterhalb der Mündung des Rohres 8 ist
ein Einsatz 11 mit abgedeckten Durchlässen 10 vorgesehen, an den die Abgasleitung
12 angeschlossen ist, die zu dem Ventilator V, führt, der auch an den Saugraum
13 unter der gesamten Trockenzone angeschlossen ist. In die Abgasleitung
12 fließen die durch die Öffnungen 6 eintretenden Gase nach dem Durchgang
durch die Gutschicht.
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An der Decke des am Rostende liegenden Kammerteils 4' ist eine weitere
regelbare Gaszuleitung 9 vorgesehen. Das hier eintretende Gas bzw. die Warmluft,
die dem Kühler entnommen werden; kann, strömt durch die Öffnungen 7 in die im Behälter
5 abwärts wandernde Gutschicht ebenfalls im Querstrom und gelangt dann über den
Einsatz 11 und die Abgasleitung 12 zum Ventilator V#,.
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Die Gutaufgabe auf den Rost 1 erfolgt in zwei Schichten. Zu diesem
Zweck ist der Auslauf des Behälters 5 durch eine Trennwand 17 in zwei Teile geteilt.
Der dem Rostende zu liegende Teil 15 kann, wie in der Zeichnung dargestellt, tiefer
liegen als der Aufgabeteil 16. Die getrennte Zuteilung kann auch in der Weise. bewerkstelligt
werden, daß an der Trennwand 17 ein einstellbarer Schieber vorgesehen wird.
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Es wird also als unterste- Rostschicht Gut mit höherem Feuchtigkeitsgehalt
aufgegeben, da dem Gut in der Kammer 4' weniger Wärme zugeführt wird als
dem in der Kammer 4.
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Die Stärke der Gutschicht auf dem Rost 1 wird, wie auch in der Zeichnung
dargestellt, kleiner gewählt als die Schichtstärke zwischen den Öffnungen 6 und
dem Einsatz 11, so daß der Strömungswiderstand hier .größer ist. Nur ein kleiner
Teil der heißen Gase aus der Kammer 4 fließt daher durch den Schacht
5
und dazu nooh verhältnismäßig langsam. Der größere Teil der Gase aus der
Kammer 4 durchfließt,die Gutschicht auf dem Rost. Am größten ist die Feuehtigkeit
des noch frischen Gutes in dem Trockenschacht 5. Hier ist die Geschwindigkeit der
heißen Gase aber gering. Zusätzlich kann die Temperatur und die Geschwindigkeit
der Gase auch noch durch die Zufuhr von Warmluft aus der Leitung 8 beeinflußt
werden.
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Auf diese Weise ist es daher möglich, das Aufgabegut auf seinem Weg
vom Zulauf zur Vorbrennkammer ganz allmählich und stetig zu trocknen und anzuwärmen,
wobei, solange das Gut noch viel Feuchtigkeit enthält, heiße Gase nur in :geringer
Menge und mit .geringer Geschwindigkeit auf das Gut auftreffen. Die Gutzuführung
zum Behälter 5 erfolgt durch eine im Kopf des Behälters angeordnete Schleuse 14
oder eine ähnliche gasdichte Zuführungsvorrichtung.