-
Vorrichtung zum Erhitzen von feinkörnigem Gut Diese Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Erhitzen von feinkörnigem Gut durch direkte Berührung
mit heißem Gas, wobei das Gut mehrmals in den Gasstrom eingebracht und durch plötzlichen
Richtungswechsel des Gasstromes wieder aus diesem ausgeschieden und dabei stufenweise
entgegen der Hauptströmungsrichtung der Gase geführt wird. Derartige Vorrichtungen
finden bei der thermischen Behandlung von Zementrohmehl Verwendung. Sie können aber
auch dort eingesetzt werden, wo die thermische Behandlung des Gutes darin besteht,
daß es im Gasstrom gekühlt wird, wobei dann kühles Behandlungsgas in direkte Berührung
mit heißem Gut kommt, welches, wie eingangs angegeben, stufenweise entgegen der
Hauptströmungsrichtung der Gase geführt wird.
-
Bei einer bekannten Ausführung der erstgenannten Art geschieht das
Erhitzen von feinkörnigem Gut in hintereinandergeschalteten Zyklonen, die nacheinander
von einem heißen Gas durchflossen werden. Das zu erhitzende Gut wird in die Zuführungsleitung
zum letzten Zyklon geleitet und das aus diesem Zyklon ausgeschiedene Gut dem vorletzten
zugeführt. In der Folgezeit wird das in den einzelnen Zyklonen abgeschiedene Gut
dem jeweilig davor geschalteten aufgegeben. Das im ersten Zyklon abgeschiedene Gut
wird dann zur weiteren Verarbeitung beispielsweise in einen Drehrohrofen geleitet,
wenn es sich um Zementfabrikation handelt.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Gut stufenweise und wiederholt
dem Heizgasstrom beizugeben, während dieser ein schlangenförmig gewundenes Rohr
durchströmt. Solche Vorrichtungen sind in den deutschen Patentschriften 967 250
und 1027123 beschrieben. Aber solche Vorrichtungen erfüllen noch nicht die Forderung
nach geringstem Raumbedarf bei bestem Wirkungsgrad, weil entweder längere verzweigte
Rohrleitungen zur Überführung des Gutes von einer Stufe zur anderen notwendig sind,
was wegen des notwendigen Neigungswinkels der Rohre zu großen Bauhöhen und wegen
der Rohrlänge zu Wärmeverlusten führt, oder weil sich aus dem Arbeitsprinzip der
Vorrichtung die Notwendigkeit ergibt, die Abscheidung des Gutes teilweise entgegen
der Schwerkraftrichtung vor sich gehen zu lassen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
bei der mit geringem Raumbedarf, insbesondere geringer Bauhöhe, eine gleichmäßig
günstige Anordnung aller Abscheider unter Verminderung von Wärmeverlusten und Vermeidung
von längeren Rohrleitungen zur Überführung des Gutes erzielt wird. Die Erfindung
soll vorzugsweise für die Erhitzung von Zementrohmehl verwendet werden, jedoch wird
sie auch für die thermische Behandlung, also für die Erhitzung oder Abkühlung, von
feinkörnigem Gut anderer Art mit Vorteil anwendbar sein, z. B. für die thermische
Behandlung von Tonerde.
-
Die Aufgabe wurde mittels einer Anordnung gelöst, bei der der Gaskanal
aus mehreren in zwei nebeneinanderliegenden vertikalen Ebenen übereinander angeordneten,
im wesentlichen bogenförmigen Abschnitten besteht, die unter plötzlicher Richtungsänderung
so hintereinandergeschaltet sind, daß das Gasaustrittsende des in Gasstromrichtung
vorangehenden Abschnittes mit dem Gaseintrittsende des in Gasstromrichtung folgenden
Abschnittes einen spitzen Winkel bildet, an dessen nach unten weisenden Scheitel
die mit einer Schleuse oder einem Zwischenbehälter verbundene Gutauslaßöffnung des
in Gasstromrichtung vorangehenden Abschnittes angeordnet ist.
-
In Ausgestaltung der Erfindung soll der Gutaufgabeöffnung des in Gasstromrichtung
voraufgehenden Kanalabschnittes ein kleiner Zyklon vorgeschaltet sein, wobei letzterer
von einem Teilstrom des Gases des nachfolgenden Kanalabschnittes durchströmt wird.
-
Die im wesentlichen bogenförmigen Kanalabschnitte erhalten am Eingangsende
vorzugsweise ein schräg nach oben gerichtetes Stück. Dort bewegt sich das eingebrachte
Gut gemeinsam mit dem Kern der Gasströmung und erwärmt sich infolge des günstigen
Wärmeüberganges rasch. In dem nachfolgenden Krümmer, an dessen Ende die plötzliche
Richtungsänderung des Gasstromes erfolgt, findet schon eine gute Staubkonzentration
an dem Außenradius des Krümmers statt, so daß durch die Umlenkung selbst nur noch
wenig Gut aus dem Gasstrom
abgeschieden werden muß. Zwecks eines
Gasabschlusses ist es notwendig, in der Auslaufrutsche jedes Abscheiders eine Luftabschlußklappe
als Schleuse vorzusehen. Um lange Rutschen zu vermeiden und um einen guten Materialabfluß
aus den einzelnen Abscheide m. zu gewährleisten, kann mit Vorteil vor der Luftabschlußklappe
ein kleiner Zwischenbehälter vorgesehen werden.
-
Um das Ausscheiden des Gutes aus dem Gasstrom zu verbessern, ist es
von Vorteil, einen Teil des Gasstromes am Ende des Rohrkrümmers in einen kleinen
Zyklon zu leiten. Das Gut, welches sich im Rohrkrümmer an der Außenwand konzentrierte
und durch die plötzliche Umlenkung ausgeschieden wurde, wird durch den Teilgasstrom
mitgerissen und schlägt sich in dem kleinen Zyklon nieder. Die Weiterleitung des
ausgeschiedenen Gutes geschieht genau wie vorher, d. h., es fließt in einen kleinen
Zwischenbehälter und von dort in die Rohrleitung.
-
Die plötzliche Richtungsänderung des Gasstromes wird unterstützt,
wenn der Kanal an der Stelle, wo die Richtungsänderung stattfindet, allseitig nach
unten hin sich verjüngt.
-
In den Abbildungen sind Beispiele für erfindungsgemäße Vorrichtungen
schematisch dargestellt.
-
A b b.1 zeigt die Anordnung von vier hintereinandergeschalteten Kanalabschnitten;
A b b. 2 zeigt die Seitenansicht dazu; A b b. 3 zeigt die Anordnung von kleinen
Zyklonen hinter den Abscheidern.
-
Die Heißgase treten beispielsweise vom Drehofen kommend in Pfeilrichtung
in den ersten Kanalabschnitt 1 ein. Am Beginn der geraden Kanalstrecke 1 a befindet
sich die aus Klappe und Zwischenbehälter bestehende Schleuse 2, über deren Auslaßöffnung
11 bereits stark vorerwärmtes Gut, welches am Ende des folgenden Kanalabschnittes
3 durch plötzlichen Richtungswechsel der Gase im Bereich der Leitplatten 4 nach
unten, also in Schwerkraftrichtung, ausgeschieden wurde, in den Gasstrom eintritt.
Der gleiche Vorgang wiederholt sich an den Schleusen 2 a und 2 b und
den dazugehörigen Kanalabschnitten 3 a und 3 b. Die Gase verlassen die Vorrichtung
nach dem letzten plötzlichen Richtungswechsel im Bereich der letzten Schleuse 2
b durch einen Abzug 6. Das feinkörnige Gut wird der Vorrichtung über an sich bekannte
Organe, wie Fülltrichter mit Schleuse 5, am Gaseintrittsende des, in Gasströmungsrichtung
gesehen, letzten bogenförmigen Abschnittes 3 b zugeführt und bewegt sich im Gleichstrom
mit dem Gas durch diesen Abschnitt 3 b. Der plötzliche Richtungswechsel des Gasstromes
beim Übertritt des Gases aus dem letzten Abschnitt 3 bin den Abzugskanal 6 bewirkt,
daß das vom Gasstrom mitgeführte Gut nach unten zur Ausscheidung kommt, d. h. sich
unter dem Einfluß von Massenkraft und Schwerkraft in Richtung auf die Schleuse 2
b bzw. deren vorgeschalteten Auffangbehälter zu bewegt. Die Schleuse 2 b bewirkt
in bekannter Weise die gleichmäßige Eintragung des ausgeschiedenen, bereits vorgewärmten
Gutes in den, in Gasströmungsrichtung gesehen, vorletzten bogenförmigen Abschnitt
3 a. Diesen Abschnitt 3 a durchläuft das Gut zusammen mit dem Gas in derselben Weise,
wie bereits beschrieben, um am Ende des Abschnittes 3 a nach Ausscheidung aus dem
Gasstrom über die Schleuse 2 a in den in Gasstromrichtung voraufgehenden Abschnitt
3 zu gelangen. Hier wiederholt sich derselbe Vorgang mit Ausscheidung des Gutes
am Ende des Abschnittes 3 und seiner Überführung in den Abschnitt 1 über die Schleuse
2. Hier kommt das Gut mit den Gasen in Kontakt, wo sie ihre höchste Temperatur haben.
Das dabei auf seine Endtemperatur erhitzte Gut gelangt schließlich in den der Schleuse
7 am Ende des ersten Abschnittes 1 vorgeschalteten Auffangbehälter, um von hier
aus dem weiteren Behandlungsprozeß zugeführt zu werden.
-
Die Aufgabe- und die Abzugstellen zugeordneten Schleusen dienen der
Steuerung und gleichmäßigen Eintragung des Gutes in den Gasstrom. Die Ausscheidung
des Gutes, insbesondere die Ausscheidung der feinkörnigen Bestandteile, soll durch
Zyklone 8 verbessert werden, die der Gutaufgabeöffnung der einzelnen Abschnitte
vorgeschaltet sind. Das vor Eintritt in den Zyklon 8 bereits eng gelagerte Gut gelangt
zusammen mit einem Teil der vom Hauptstrom abgezweigten Gase in den Zyklon 8, wobei
dann der Abscheidungsgrad höher ist. Die Abmessungen der Zyklone 8 können
sehr gering gehalten werden, da sie nur von einem Teil der Gase durchströmt werden.
-
Durch das gerade Stück 1 a eines jeden Kanalabschnittes 1, 3,
3 a, 3 b wird ein Bereich geschaffen, in dem sich Gut und Gas im Gleichstrom
ohne Richtungsänderung und in inniger Mischung bewegen. Der Wärmeaustausch ist in
diesem Bereich besonders intensiv. Erst beim Eintritt in den gekrümmten Bereich
eines Kanalabschnittes 1, 3, 3 a, 3 b erfolgt eine stärkere Konzentration des spezifisch
schweren Gutes an der Peripherie der Krümmung.
-
Eine Verbesserung der Ausscheidung wird in vorteilhafter Weise auch
durch eine Verjüngung des Kanalquerschnittes am Ende eines jeden Kanalabschnittes
1, 3, 3 a, 3 b erzielt. Durch die infolge Querschnittsverminderung erhöhte
Gasgeschwindigkeit an der Stelle der plötzlichen Richtungsänderung erhöhen sich
auch die auf die Gutsteilchen wirkenden Massenkräfte, die für die Ausscheidung maßgebend
sind.
-
A b b. 3 zeigt die Anordnung kleiner Zyklone 8 am Ende jeder Stufe
und die Abzweigung eines Teilgasstromes über kurze Rohre 9 und die Wiedervereinigung
mit dem Hauptgasstrom über Rohre 10.
-
Besonders die A b b. 2 veranschaulicht, daß die einzelnen Kanalabschnitte
sehr raumsparend aneinandergefügt werden können, wodurch sich auch wärmewirtschaftlich
günstige Verhältnisse ergeben, weil größere Anteile der Oberfläche verschiedener
Abschnitte einander zugekehrt sind.