DE1271317B

DE1271317B - Device for heating fine-grained material

Info

Publication number: DE1271317B
Application number: DE19651271317
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Karl Goluecke; Dipl-Ing Franz Mueller
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1965-11-30
Filing date: 1965-11-30
Publication date: 1968-06-27

Description

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.Apparatus for Heating Fine Grains This invention relates to on a device for heating fine-grained material by direct contact with hot gas, the material being introduced into the gas stream several times and by sudden Change of direction of the gas flow excreted from this again and thereby in stages is guided against the main flow direction of the gases. Such devices are used in the thermal treatment of cement raw meal. But you can can also be used where the thermal treatment of the goods consists of that it is cooled in the gas stream, with cool treatment gas then in direct contact comes with hot goods, which, as stated at the beginning, gradually go against the Main flow direction of the gases is guided.

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.This happens in a known embodiment of the first-mentioned type Heating of fine-grained material in cyclones connected one after the other, one after the other be flowed through by a hot gas. The material to be heated is placed in the supply line directed to the last cyclone and the goods separated from this cyclone to the penultimate fed. The material separated in the individual cyclones is subsequently lost given up to the previous one. The goods separated in the first cyclone is then passed into a rotary kiln for further processing, for example, when it comes to cement manufacturing.

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.It has already been suggested that the estate be gradual and repeated to be added to the heating gas flow, while this is a serpentine pipe flows through. Such devices are described in German patents 967 250 and 1027123. But such devices do not yet meet the requirement after the smallest space requirement with the best efficiency, because either longer branched Pipelines are necessary to transfer the goods from one level to another, which because of the necessary angle of inclination of the pipes to great heights and because of the pipe length leads to heat loss, or because of the working principle of the Device results in the need to partially oppose the separation of the material to let go of the direction of gravity.

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.The invention is based on the object of creating a device in the case of those with little space requirement, in particular low overall height, a uniform favorable arrangement of all separators while reducing and avoiding heat losses is achieved by longer pipelines for transferring the goods. The invention should preferably be used for heating cement raw meal, but will they are also used for thermal treatment, i.e. for heating or cooling fine-grained goods of other types can be used with advantage, e.g. B. for thermal Treatment of clay.

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.The problem was solved by means of an arrangement in which the gas duct of several arranged one above the other in two adjacent vertical levels, consists essentially of arcuate sections that undergo a sudden change in direction are connected in series so that the gas outlet end of the in the gas flow direction preceding section with the gas inlet end of the following in the gas flow direction Section forms an acute angle at its vertex pointing downwards the material outlet opening of the connected to a lock or an intermediate container is arranged in the gas flow direction preceding section.

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.In an embodiment of the invention, the material feed opening should be in the gas flow direction a small cyclone upstream of the preceding channel section, the latter is flowed through by a partial flow of the gas of the subsequent channel section.

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.The essentially arcuate channel sections are obtained at the entrance end preferably a slanted upward piece. The introduced moves there Good together with the core of the gas flow and heats up as a result of the favorable Heat transfer quickly. In the next bend, at the end of which the sudden one If there is a change in direction of the gas flow, there is already a good concentration of dust at the outer radius of the bend, so that by the deflection itself only little good from the gas flow must be deposited. Purpose of one In order to avoid gas, it is necessary to have an air shut-off flap in the discharge chute of each separator to be provided as a sluice. To avoid long slides and to ensure good material drainage to ensure from the individual separators m., can be advantageous in front of the air damper a small intermediate container can be provided.

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.In order to improve the elimination of the material from the gas flow, it is It is advantageous to divide part of the gas flow into a small one at the end of the pipe elbow Head cyclone. The good that was concentrated in the pipe elbow on the outer wall and excreted through the sudden deflection is through the partial gas flow carried away and reflected in the small cyclone. The forwarding of the excreted good happens exactly as before, d. i.e., it flows into a small one Intermediate tank and from there into the pipeline.

Die plötzliche Richtungsänderung des Gasstromes wird unterstützt, wenn der Kanal an der Stelle, wo die Richtungsänderung stattfindet, allseitig nach unten hin sich verjüngt.The sudden change in direction of the gas flow is supported, if the channel at the point where the change of direction takes place, to all sides tapers towards the bottom.

In den Abbildungen sind Beispiele für erfindungsgemäße Vorrichtungen schematisch dargestellt.The figures show examples of devices according to the invention shown schematically.

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.A b b.1 shows the arrangement of four channel sections connected in series; A b b. 2 shows the side view thereof; A b b. 3 shows the arrangement of small Cyclones behind the separators.

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.The hot gases enter the first channel section 1, for example coming from the rotary kiln, in the direction of the arrow. At the beginning of the straight channel section 1 a there is the lock 2, consisting of flap and intermediate container, via its outlet opening 11 already strongly preheated material, which at the end of the following channel section 3 due to a sudden change of direction of the gases in the area of the guide plates 4 downwards, i.e. in the direction of gravity , has been excreted, enters the gas stream. The same process is repeated at locks 2 a and 2 b and the associated channel sections 3 a and 3 b. The gases leave the device after the last sudden change of direction in the area of the last lock 2 b through a trigger 6. The fine-grained material is transferred to the device via organs known per se, such as filling funnel with lock 5, at the gas inlet end of the last arcuate one, seen in the direction of gas flow Section 3 b is supplied and moves in cocurrent with the gas through this section 3 b. The sudden change in direction of the gas flow when the gas passes from the last section 3 bin the exhaust duct 6 causes the material carried by the gas flow to be separated downwards, ie under the influence of inertia and gravity in the direction of the lock 2 b or their upstream collection container moved to. The lock 2 b causes, in a known manner, the uniform entry of the excreted, already preheated material into the penultimate arcuate section 3 a, as seen in the direction of gas flow. The material passes through this section 3 a together with the gas in the same way as already described, in order to reach the preceding section 3 in the gas flow direction at the end of section 3 a after separation from the gas flow via the lock 2 a. The same process is repeated here with the removal of the material at the end of section 3 and its transfer to section 1 via lock 2. Here the material comes into contact with the gases, where they have their highest temperature. The material, which has been heated to its final temperature, finally arrives in the collecting container upstream of the lock 7 at the end of the first section 1, in order to be fed from here to the further treatment process.

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.The locks assigned to the feed and discharge points are used to control and evenly introduce the material into the gas flow. The separation of the material, in particular the separation of the fine-grained constituents, is to be improved by cyclones 8 which are connected upstream of the material feed opening of the individual sections. The material already tightly stored before entering the cyclone 8, together with some of the gases branched off from the main flow, enter the cyclone 8, the degree of separation then being higher. The dimensions of the cyclones 8 can be kept very small, since only some of the gases flow through them.

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.The straight piece 1 a of each channel section 1, 3, 3 a, 3 b creates an area in which the material and gas move in cocurrent without changing direction and in an intimate mixture. The heat exchange is particularly intense in this area. Only when entering the curved area of a channel section 1, 3, 3 a, 3 b does a greater concentration of the specifically heavy material take place at the periphery of the curve.

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.An improvement in the excretion is also advantageously achieved by tapering the channel cross-section at the end of each channel section 1, 3, 3 a, 3 b . Due to the increased gas velocity at the point of the sudden change in direction due to the reduction in cross-section, the inertial forces acting on the material particles, which are decisive for the separation, also increase.

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.A b b. 3 shows the arrangement of small cyclones 8 at the end of each stage and the branching off of a partial gas flow via short pipes 9 and the reunification with the main gas flow via pipes 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.Especially the A b b. 2 illustrates that the individual channel sections Can be joined together in a very space-saving manner, which is also heat-efficient result in favorable ratios because larger portions of the surface are different Sections are facing each other.

Claims

Claims: 1. Device for heating fine-grained material by direct contact with hot gas, the material being introduced several times into the gas flow and excreted from it again by a sudden change of direction of the gas flow and being guided stepwise against the main flow direction of the gases, characterized in that the gas duct consists of several essentially arcuate sections (1, 3, 3 a, 3 b) arranged one above the other in two adjacent vertical planes, which are connected in series with a sudden change of direction so that the gas outlet end of the section preceding in the gas flow direction with the gas inlet end of the in The section following the gas flow direction forms an acute angle, at the vertex of which the material outlet opening connected to a lock or an intermediate container (2, 2a, 2b) of the section preceding in the gas flow direction is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the material feed opening A cyclone (8) is connected upstream of the channel section preceding in the gas flow direction is, which flows through a partial flow of the gas of the subsequent channel section will.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by a straight piece at the entrance of each channel section, in which the material is inclined with the gas flow moves in an ascending direction.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the channel is at the point where the change of direction the gases takes place, tapers downwards on all sides. Considered publications: German patent specifications No. 967 250, 1027123.