DE1608023B1 - Ofen mit bewegtem Einsatz zur thermischen Behandlung von grobkoernigem Gut - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft einen Ofen mit bewegtem eines Rostes oder einer fluidisierten Feststoffschicht

Einsatz zur thermischen Behandlung von grobkör- kontinuierlich hindurchgeführt wird, wobei in stetem

nigem Gut, wie Erz- und Kohlebriketts oder Pellets, Strom durch die Feststoffschicht nach oben geführtes

in Kontakt mit einem feinkörnigeren Feststoff mit Heißgas das Behandlungsgut trocknet. Das zum hohem spezifischen Gewicht, beispielsweise Sand. 5 Wärmeaustausch bestimmte Medium besteht hier aus

Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Gas, das zwangläufig eine bestimmte Ofenatmosphäre feinkörniges Gut, beispielsweise Sand, in einer sich schafft, die beispielsweise bei der Behandlung von drehenden Trommel mit einem sehr grobkörnigen Erz- und Kohlebriketts hinderlich sein kann, wenn Feststoff in Kugelform zur thermischen Behandlung Gase während der Behandlung entstehen, die in mögdes feinkörnigen Gutes in Kontakt gebracht wird. io liehst reiner Form erhalten oder im anderen Fall Das Gut und der Feststoff werden an entgegengesetz- auf jeden Fall nach außen abgeführt werden müssen, ten Trommelseiten aufgegeben. Sie durchlaufen die In solchen Fällen ist das im Kreislauf geführte Gas-Trommel in axialer Richtung im Gegenstrom unter medium hinderlich. Außerdem läßt sich mit einem gegenseitigem Wärmeaustausch, und werden an ent- Medium dieser Art keine Wärmebehandlung durchsprechend auseinanderliegenden Trommelseiten ent- 15 führen, bei der ein Verbacken eines grobkörnigen nommen. Die Vorrichtung kann zum Kühlen, Er- Behandlungsgutes eintreten und verhindert werden hitzen oder Trockendestillieren des feinkörnigen muß. Der Anwendungsbereich des bekannten Wirbel-Gutes dienen. Der grobkörnige Feststoff muß not- betttrockners ist daher eng begrenzt,
wendigerweise Kugelform aufweisen, damit sich über- Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, haupt eine Strömung des grobkörnigen Feststoffes in 20 einen vielseitig verwendbaren und für große Durchaxialer Richtung der Trommel ausbilden kann. satzmengen geeigneten Ofen für eine kontinuierliche Kugeln, die sich bereits in der Trommel befinden, Behandlung mittels eines aus Feststoffen bestehenden werden nämlich lediglich durch seitlich gerichtete Wärmeträgers zu schaffen, der im Querstrom durch Komponenten der Schwerkraft von Ansammlungen das Behandlungsgut geführt wird und ein Verbacken nachfolgender Kugeln axial bis zum anderen 25 des grobkörnigen Behandlungsgutes verhindert.
Trommelende gefördert. Außerdem behindern die Als Lösung ist ein Ofen mit bewegtem Einsatz gegenläufigen Ströme einander zwangläufig, und ihre zur thermischen Behandlung von grobkörnigem Gut, Bewegung wird nur aufrechterhalten, wenn sich das wie Erz- und Kohlebriketts oder Pellets, im Kontakt Gut und der Feststoff in der Korngröße erheblich mit einem feinkörnigeren Feststoff mit hohem spezivoneinander unterscheiden. Außerdem besteht die 30 fischen Gewicht, beispielsweise Sand, vorgesehen, der Gefahr einer Entmischung mit Beeinträchtigung des erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Wärmeübergangs, wobei sich entweder das Gut oder kontinuierlicher Kettenförderer in horizontaler oder der Feststoff jeweils unmittelbar am Boden an- geneigter Lage oder ein horizontaler Schüttelrost sammeln und sich die andere Schicht der erstge- oder ein geneigter Rost aus einem oder mehreren nannten überlagert. Schließlich ist noch zu erwähnen, 35 Teilen vorgesehen und mit variabler Energie angedaß die Oberfläche der Kugeln im Verhältnis zu trieben ist, der die Gutschicht trägt, daß unter dem ihrem wärmetransportierenden Volumen verhältnis- Gutschichtträger ein Wirbelbett zur Einstellung der mäßig klein ist. Dadurch ist der Wirkungsgrad der Temperatur des Sandes vorgesehen ist, und daß ober-Wärmeübertragung von vornherein geringer als bei halb des Gutschichtträgers Randeinfüllbehälter angeeinem feinkörnigeren Feststoff. Da die Aufgebe- und 40 ordnet sind, die den Sand aus dem Wirbelbett über Entnahmestellen für den Feststoff und ebenso für das die ganze Gutschicht im Ofen verteilen.
Gut festliegen und eine Beeinflussung der Ströme Diese erfindungsgemäße Lösung beruht auf dem nach dem Eingeben von Gut und Feststoff nicht mög- Prinzip, daß ein feinkörniger Feststoff mit hohem lieh ist, können keine thermischen Behandlungen in spezifischen Gewicht, beispielsweise Sand, auf Grund dieser Vorrichtung durchgeführt werden, die eine 4s seiner Schwerkraft eine in horizontaler oder geneigdifferenzierbare Behandlungsweise erfordern. Die ter Lage bewegte Schicht aus grobkörnigerem Gut Vorrichtung eignet sich auch nicht für große Durch- durchdringen bzw. durchqueren kann. Die Berühsatzmengen. rung der beiden Stoffe beim Durchgang des fein-

Bei einem anderen bekannten Ofen werden zum körnigeren Feststoffs durch die Gutschicht wird für Sintern bestimmte Gutstücke in Form von vorgebil- 50 einen Wärmeaustausch zwischen beiden Stoffen bedeten Körpern in eine Wirbelschicht aus feinkörnige- nutzt. Um den Austritt des Sandes aus der untersten rem Feststoff eingegeben, der seinerseits auf das je- Gutschicht zu ermöglichen, wird diese auf einem weils erforderliche Temperaturniveau aufheizbar ist. Kettenförderer oder einem Schüttelrost transportiert, Das Sinterverfahren wird intermittierend durchge- der das Gut zurückhält und den Sand durchläßt, führt. Zur Bildung einer Wirbelschicht wird zunächst 55 Dabei können die Abmessungen der Gutkörper der feinkörnigere Feststoff in den Ofen eingebracht, zwischen 7 und 100 mm liegen, während der Sand worauf dann die keramischen Gutkörper in diese aus einem beliebigen Feststoff mit feinen Körnern Wirbelschicht gestreut und der gewünschten ther- besteht, deren Abmessung beispielsweise kleiner als mischen Behandlung unterzogen werden. Der Ofen 1 mm ist. Dadurch, daß der Schüttelrost bzw. der wird nach Abschluß der Behandlung zum Trennen 60 Kettenförderer mit variabler Energie angetrieben ist, von Gut und Feststoff entleert. Diese intermittierende bewegen sich die einzelnen Körper innerhalb der Arbeitsweise läßt keine großen Durchsatzmengen zu Gutschicht, während der Sand die bewegte Gut- und eignet sich daher allenfalls zur Behandlung hoch- schicht durchdringt und ein intensiver Wärmeauswertiger Gutkörper, die unter genau einstellbaren tausch zwischen den Oberflächen der Gutkörper und Bedingungen einer vorsichtigen Behandlung unter- 65 den Sandkörnern stattfindet. Es ist klar, daß der zogen werden müssen. Sand schneller durch die Gutschicht fließt, wenn die

Es ist zwar auch ein Ofen, nämlich ein Wirbelbett- Abmessungsunterschiede zwischen den Gutkörpern

trockner, bekannt, durch den-Jcörniges'^Qut obefhj||MÖ ^unc* den Sandkörnern verhältnismäßig groß sind.

3 4

Außerdem hängt die Sandgeschwindigkeit davon ab, schließend ohne Zwischenerhitzung in der Vorwärm-

tnit welcher Leistung der Gutträger, beispielsweise zone einsetzen und den aus dieser wiedergewonnenen

der Schüttelrost, betrieben wird. Hierdurch läßt sieh Sand in der Abkühlzone verwenden,

die Durchgangsgeschwindigkeit des Sandes steuern. Es ist zweckmäßig, wenn ein oder mehrere nach

Wenn der Sand die Gutschicht und deren Träger 5 oben führende Fördereinrichtungen für den Sand durchdrungen hat, gelangt er in ein Wirbelbett, in vorgesehen sind, die im wesentlichen aus einem dem sich die jeweils gewünschte Temperatur des Hauptrohr, das in das Wirbelbett eintaucht, und aus Sandes einstellen läßt. Von dort wird der Sand einem weiteren koaxial zu dem ersten angeordneten unter Anwendung einer geeigneten, bekannten For- Rohr bestehen, das eine Hilfsgasströmung zur pneudervorrichtung zu oberhalb des Gutschichtträgers io matischen Förderung des Sandes von dem Wirbelangeordneten Sandeinfüllbehältern geführt, die den bett zu den Sandeinfüllbehältern führt, wobei das Sand wieder auf die Oberfläche der gesamten Gut- Gas aus Druckluft, aus heißen Rauchgasen von Wirschicht austragen. belbettbrennern besteht.

In dem erfindungsgemäßen Ofen lassen sich ther- Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform sind mische Behandlungen von grobkörnigem Gut ver- 15 der oder die Sandeinfüllbehälter mit Steuereinrichschiedenster Art durchführen. Der Ofen eignet sich tungen wie elektrischen Kontakten zum Überwachen beispielsweise zum Trocknen und erhitzen nahezu der Einhaltung einer bestimmten oberen und unteren aller in Form eines grobkörnigen Gutes vorliegender Füllhöhe in den Sandeinfüllbehältern und zum beMaterialien und insbesondere zur Behandlung von darfsweisen Einschalten der pneumatischen Sand-Schwelgut, wobei die Schwelgase unverdünnt, d. h. 20 fördereinrichtungen versehen.

ohne zusätzliche Luft, entnommen werden können Nach einer zweckmäßigen Anordnung ist vorge-

und das Gut nach dem Schwelvorgang als nicht ver- sehen, daß die Brenner im Innern von Brennkammern

backenes, körniges Gut anfällt. In dem Ofen können in das Wirbelbett eintauchen und daß ein Zyklon

außerdem zur Rauchentziehung von Erz- und Kohle- zum Abseheiden des von den Rauchgasen beim Ver-

briketts oder Pellets sowie auch zur Reduktion der 25 lassen der Brennerkammern mitgerissenen Sandes

Erzbriketts oder Pellets verwendet werden. Über die vorgesehen ist. In dem Wirbelbett sind zweckmäßig

vorstehenden Beispiele hinaus sind selbstverständ- Umlenkbleche vorgesehen, die dem Sand Richtungs-

üch noch weitere Anwendungsbereiche denkbar. änderung erteilen, damit dieser einen genau vorge-

Dadurch, daß der Sand im Querstrom zu einem schriebenen Weg einhält, der für eine genaue Einkontinuierlich in horizontaler oder schräger Lage 30 stellung der Temperatur und für eine wirtschaftliche bewegten Gutstrom durch diesen geführt wird, läßt Ausnutzung der Brennerwärme notwendig ist.
sich ein sehr intensiver Wärmeaustausch und gleich- Wenn der Ofen zur Behandlung von verschwelzeitig ein hoher Ofendurchsatz erreichen. Im Ofen baren Materialien eingesetzt werden soll, ist es zweckläßt sich praktisch jede gewünschte Atmosphäre ein- mäßig, daß Vorrichtungen zum Auffangen und Nutzstellen, weil das den Wärmeaustausch bewirkende 35 barmachen von Verbrennungsgasen — und zwar Medium, nämlich der Sand, neutral ist. Daraus er- ohne Verdünnung oder mit gesteuerter Verdünnung gibt sich die besondere Eignung des Ofens für Be- derselben — vorgesehen sind, die sich bei der Verhandlungsvorgänge, wie Schwelbehandlungen, bei schwelung des klumpenförmigen Gutes oder ihrer denen Gase anfallen, die möglichst unverdünnt in Bindemittel ergeben, die Vorrichtungen aus einem reiner Form abgezogen werden sollen. 40 Ventilator und wärmeisolierten Kanälen zum An-

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Er- saugen dieser Gase bestehen, und Regeleinrichtungen findung ist das Wirbelbett als sehleifenförmige Wir- mit einem Ventil angeordnet sind, die zur Aufrechtbeibahn für die Zirkulation des Sandes ausgebildet, erhaltung eines Druckniveaus innerhalb des Ofens in der der Sand im Gegenstrom zur Bewegungsrich- dient, dessen Wert geringfügig oberhalb des Außentung der Gutschicht zirkuliert und aus der der Sand 45 drucks liegt. Man kann dabei die Schwelgase den in parallelgeschalteten Schleifen aus dem Wirbelbett Brennern des Ofens über eine Leitung zuführen und über die Sandeinfüllbehälter durch die Gutschicht gegebenenfalls anfallende, überschüssige Gasmengen und zurück ins Wirbelbett strömt. Dadurch, daß der in einer angeschlossenen Heizeinrichtung verbrennen. Sand im Wirbelbett im Gegenstrom zur Bewegungs- Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des richtung der Gutschicht zirkuliert, ist ein sehr wirt- 50 Ofens ist ferner vorgesehen, daß das Fluidisierungsschaftlicher Wärmehaushalt und eine vielfältige Sand- gas von den Wirbelbetten entweder über Öffnungen entnahme zur Speisung der Sandeinfüllbehälter mög- in dem äußeren Rohr der pneumatischen Fördereinlich, richtung oder über einen Speicherbunker des Wirbel-

Um eine differenzierbare, thermische Behandlung betts entweicht.

zu ermöglichen, sind in dem Ofen in erfindungsge- 55 Für den Fall, daß das Behandlungsgut im Verlauf

mäßer Weiterbildung mehrere thermisch verschieden der Wärmebehandlung eine Phase plastischer Ver-

auf die Gutschicht einwirkende Behandlungszonen formbarkeit erreicht, ist es vorteilhaft, wenn der Rost

ausgebildet, nämlich eine Vorwärmzone, eine Heiz- in diesem Bereich mit einer metallischen Platte ver-

zone und eine Abkühlzone. Diese Einteilung ge- sehen ist, die längs eines Teils des Rostes jedes

stattet es, die Gutschicht einer abgestuften ther- 60 Durchströmen von Sand verhindert. Auf diese Weise

mischen Behandlung zu unterziehen, obwohl es sich werden die Gutkörper praktisch auf einem Sand-

um eine kontinuierlich vorrückende Gutschicht han- kissen so lange weitergefördert, bis keine Gefahr

delt. In Verbindung mit der schleifenförmigen Wir- mehr besteht, daß eine unerwünschte Verformung

beibahn unterhalb des Gutschichtträgers läßt sich der Gutkörper eintritt.

die in einer Behandlungszone anfallende Wärmemenge 65 Je nach der gewählten Behandlungsart und dem

wiedergewinnen und für eine andere Behandlungs- zu behandelnden Gut kann eine Verschmutzung des

stufe verwenden. So kann man den zur Behandlung Sandes eintreten. In diesem Fall ist es vorteilhaft,

des Gutes in den Heizzonen eingesetzten Sand an- wenn in erfindungsgemäßer Verfahrensweise ein Teil

5 6

des Sandes zum Entfernen der Verunreinigungen auf anspruchung an diesen auftritt. Die Frequenz und die eine hohe Temperatur erhitzt wird, worauf der ge- Amplitude der Schüttelbewegung ermöglichen eine reinigte Sandteil wieder mit der übrigen Sandmenge genaue Regelung des Gutvorschubs. Hierzu dienen vermischt wird. bekannte Vorrichtungen.

Ein weiteres, zweckmäßiges Verfahren zum Be- 5 Es sind fest angeordnete Abstreicher vorgesehen, trieb des erfindungsgemäßen Ofens ist dadurch ge- deren Finger im Bereich der Stäbe jedes Rostes gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die Behandlung führt werden, um jede Verschmutzung zu vermeiden, des Gutes eine starke Abkühlung erfordert, der Sand Die Finger 20 (F i g. 2) eines Abstreichers sind in im Rückführkanal des Wirbelbettes durch Wasser- Verbindung mit dem Rostteil 13 dargestellt, wie sie oder Dampfrohre oder durch eine direkt im Wirbel- io die Stäbe dieses Rostteils vor einer Verschmutzung bett herbeigeführte Wasserverdampfung gekühlt schützen,
wird. . Sand S wird auf die Oberfläche der Gutschicht B

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von über deren gesamte Länge durch mehrere Sandein-Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnun- füllbehälter 15 verteilt. Ein solcher Guteinfüllbegen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt 15 hälter 15 besteht aus einem oberen festen Gehäuse

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Ofens im Vertikal- 21, in das eine Zuführleitung 22 für zur Behandlung schnitt längs der Linie 1-1 von Fig. 3, des Gutes B bestimmten Sand mündet, wie weiter

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Ofen nach Fig. 1 unten beschrieben werden wird, und aus einem im Schnitt, Mantelrohr 23, das in der Höhe parallel zur Mittel-

F i g. 3 eine Vorderansicht des Ofens nach den 20 achse des Behälters verschiebbar ist, um den Abvorhergehenden Figuren im Schnitt entlang der stand, der den unteren Teil des Behälters von dem Linie3-3 von Fig. 1, Rost trennt, zu verändern, d. h. die Höhe des aus ^

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Teils des den Sandeinfüllbehältern auf die GutschichtB aus- % Ofens aus den vorhergehenden Figuren im Schnitt getragenen Sandes und dessen natürliche Böschung entlang der Linie 4-4 von Fig. 2, 25 zu variieren.

F i g. 5 eine schematische Ansicht des Ofens im Seitlich wird der Sand ebenfalls durch die Trenn-

Schnitt längs der Linie 5-5 von F i g. 2, wände 24, 24' eines die Rostteile tragenden Kastens

F i g. 6 eine schematische Ansicht eines Teils eines gehalten, und an jedem Ende sind Sanddichtungen Ausführungsbeispiels im Schnitt zur Darstellung der 25, 26 vorgesehen, die für die Abdichtung des Ofen-Hochförderung des Sandes zu Sandeinfüllbehältern, 30 raums 27 sorgen, in dem das Gut B und der Sand S

F i g. 7 und 8 je eine schematische Darstellung für in gegenseitigem Wärmeaustausch stehen und inverschiedene Möglichkeiten des Sandkreislaufs im folgedessen von der Ofenumgebung zweckmäßig abOfen, geschlossen sind.

F i g. 9 eine schematische Darstellung eines Aus- Die Menge des durch das Gut B rieselnden Sandes

führungsbeispiels für den Abzug von Gasen, die bei- 35 kann durch einen doppelten Satz horizontaler Platten spielsweise bei der Verschwelung des grobkörnigen 28, 28' in Stabform (vgl. F i g. 1 und 3) geregelt wer-Gutes oder seines Bindemittels anfallen. den, die senkrecht zur Förderrichtung des Gutes an-

Aus den Zeichnungen, insbesondere aus den F i g. 1 geordnet und jeweils unter jedem Rostteil vorgesehen und 2 ist ersichtlich, wie ein grobkörniges Gut B, das und aufeinander verschiebbar sind. Die Platten 28, thermisch behandelt werden soll, von links nach 40 28' bilden einen variablen Widerstand für die Sandrechts — mit Bezug auf die Zeichnungen — geführt bewegung, der von Hand beispielsweise mittels eines wird. Die Gutschrift ruht auf einem Schüttelrost, der Griffs 29 (Fig. 3) betätigt werden kann. Es ist jeeine einzige Arbeitsebene aufweisen oder auch eine doch auch möglich, hierfür einen Servomotor vortreppenförmige Aufnahmefläche aufweisen kann, um zusehen. Dadurch kann die Durchgangsmenge des Gutteile zurückzuführen und so ein Entklumpen 45 Sandes und infolgedessen auch die Temperatur des sicherzustellen. Je nach der unter den gegebenen Gutes beeinflußt und auf einem bestimmten Wert Umständen vorteilhaftesten Anordnung kann der gehalten werden.

Rost horizontal oder schräg geneigt sein. Er besteht Nach Durchgang durch das Gut B fällt der Sand S

in dem gewählten Ausführungsbeispiel aus mehreren in mehrere Bunker 30, die unterhalb des Rostes anaufeinanderfolgenden Teilen 11-14. Der Rost läßt 5° geordnet sind und den Sand einem Wirbelbett 31 sich mit variabler Energie antreiben, die hydrau- zuführen. An der untersten Stelle jedes Bunkers ist lischen Zylindern 16 zugeführt wird. Diese Zylinder eine pneumatische Fördereinrichtung vorgesehen, die sind an einem die Teile des Schüttelrostes tragenden jeweils einen der obenliegenden Sandeinfüllbehälter Gestell (F i g. 3) befestigt, und ihre Kolbenstangen 15 speisen. Jede dieser Fördereinrichtungen besieht sind an festliegenden Ofenteilen befestigt, oder um- 55 aus zwei koaxialen Rohren, nämlich einem Hauptgekehrt. Das Gestell 17 des Rostes ruht auf Rollen rohr 32 und einem koaxial zu diesem angeordneten 18, 18', die, genau wie der Zylinder 16, außen an Rohr 33, die den Sand bis zu der Leitung 22 fördern, dem Ofen angeordnet sind. Die Rollen 18, 18' sind Ein Zyklon 34 (vgl. F i g. 3) dient dazu, die Sandmit Achsen versehen, die an einem festen Lagerbock körner von der durch das Rohr 33 zugeführten 19 starr befestigt sind, der auf dem Boden ruht. Der 60 Trägerluft zu trennen.

Abstand der Roststäbe wird so gewählt, daß sich Darüber hinaus sind Einrichtungen vorgesehen,

keine Gutteile in dem Schüttelrost verklemmen um die Höhe des Sandniveaus in den Sandeinfüllbekönnen. Das auf den Schüttelroststellen 11 bis 14 hältern 15 zu regeln. Diese Einrichtungen bestehen bewegte Gut wird seitlich durch vertikale Trenn- im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus elektrischen wände 24, 24' gehalten. 65 Kontakten, die jeweils im Innern der Sandeinfüll-

Die Neigung des Schüttelrostes und seine Schüttel- behälter 15 angeordnet sind und dazu dienen, die bewegung können derart sein, daß keine merkliche Einhaltung einer bestimmten oberen und unteren Reibung an den Rostteilen und keine stoßartige Be- Füllhöhe in den Sandeinfüllbehältern zu überwachen.

Sie schalten bedarfsweise die pneumatischen Sand- und zu speichern. Ein Entnahmerohr R ist in den

fördereinrichtungen 32, 33 ein. Bunker T eingetaucht und dient zur Speisung des

Die Breite des Kastens, der seitlich durch die Sandkreislaufs im Wirbelbett. Mit Hilfe des Rohrs R Trennwände 24, 24' begrenzt ist, entspricht der Breite wird der Wirbelbahn F jeweils so viel Sand zuge-

des Rostes 11 bis 14. Dagegen richtet sich die Ge- 5 führt, wie unter den gegebenen Umständen jeweils

samtlänge des Kastens nach der Permeabilität, d. h. erforderlich und günstig ist. Die zugeführte Menge

nach der Durchdringbarkeit des Gutes und nach der soll so bemessen sein, daß die Wärmerückgewinnung

Menge des Sandes, die jeweils im Wärmeaustausch optimal ist. Es liegen günstige Bedingungen vor, wenn

mit dem Gut steht. Wenn man beispielsweise ein Gut das Wärmespeichervermögen des Sandes etwa gleich

thermisch behandeln will, durch das der Sand sehr io dem des Gutes ist.

leicht hindurchrieselt, ist die Gesamtlänge des Kastens Wenn für das zu behandelnde Gut eine starke Abkleiner gegenüber der Rostlänge als im Falle eines kühlung erforderlich ist, wird der Sand im Rückführweniger durchdringbaren Gutes, um in jedem Fall kanal der Wirbelbahn F beispielsweise durch Wasserzu vermeiden, daß eine Verbindung zwischen dem oder Dampfrohre oder durch eine direkt im Wirbel-Ofeninnern und der Ofenumgebung auf dem Wege i₅ bett herbeigeführte Wasserverdampfung gekühlt,
durch die kontinuierlich in den Ofen eintretende Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 ist der Gutschicht herbeigeführt wird. Rückgewinnungskreislauf unabhängig von der Zirku-

Um die Verteilung des Sandes über die Oberfläche lation des Sandes durch die Gutschicht hindurch. Da-

des Gutes B zu verbessern, kann die Unterseite jedes gegen nimmt man nach der Ausführungsform von

Sandeinfüllbehälters durch eine Schlitz- oder Loch- ao Fig. 8 eine Reihenschaltung der vier ZonenZl bis

platte 35 (vgl. Fig. 1) abgeschlossen sein. Z4 vor. Der Sand wird an der tiefsten Stelle jeder

Nach einer vorteilhaften, in Fig. 6 der Zeichnun- Zone durch einen Bunker aufgenommen und durch

gen dargestellten Ausführungsform erfolgt die Wieder- ein Saugrohr wieder angehoben, wie es beispielsweise

aufnahme des Sandes im unteren Teil jedes Bunkers in F i g. 6 dargestellt und weiter oben beschrieben ist.

30 in mit Gas durchsetzter Phase in einer Kolonne 36 25 Eine solche Ausführungsform ist zwar wirtschaft-

durch Zufuhr von Druckgas an der tiefsten Stelle 38 licher, sie verringert jedoch die Anpassungsfähigkeit

der Kolonne. Ein elektrischer Kontakt 37 dient zur des Ofens. Die Zonen Zl bis Z 4 lassen sich auch in

Unterbrechung der Druckgasspeisung für den Fall, anderer Weise verbinden. Es ist beispielsweise mög-

daß das Sandniveau im Bunker 30 zu niedrig liegt. Hch, sie paarweise in Reihe zu schalten. Bisher sind

Im folgenden wird beschrieben, welchen Weg der 30 ledglich vier Ofenzonen erwähnt worden. Es ist

Sandumlauf im Falle des gewählten Ausführungs- selbstverständlich möglich, die Anzahl der Zonen je

beispiels nimmt. nach Art der erforderlichen Wärmebehandlung zu

In den F i g. 7 und 8 ist der Ofen jeweils in vier erhöhen oder zu verringern, ohne den grundsätzlichen

Zonen, nämlich eine Vorwärmzone Zl (entsprechend Aufbau des Ofens zu verändern,

dem Rostteil 11), zwei HeizzonenZ2 und Z3 (ent- 35 An Hand der Fig. 1 bis 5 soll nun beschrieben

sprechend den Rostteilen 12 und 13) und eine Kühl- werden, wie die Aufheizung des Sandes vor sich geht,

zone Z 4 (entsprechend dem Rostteil 14) unterteilt. In Brennerkammern sind zwei Tauchbrenner 39

Die Gutschicht B rückt von einer Aufgabestelle A und 40 angeordnet, die in das Wirbelbett 31 ein-

in Pfeilrichtung b von links nach rechts — mit Bezug tauchen. Es handelt sich dabei um eine bekannte

auf die F i g. 7 und 8 — kontinuierlich vor, wobei 40 Brennerausführung, die sich besonders zur Erhitzung

eine Relativbewegung der Gutteile infolge der Be- von pulverförmigen bzw. feinkörnigen Feststoffen in

wegung des Schüttelrostes vorhanden ist. In dem einem Wirbelbett eignen.

Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist das Wirbelbett Ein Zyklon 41 nimmt die Rauchgase der Brenner als schleifenförmige Wirbelbahn F für eine Zirkula- 39 und 40 auf und gibt diese nach außen über eine tion des Sandes ausgebildet, in der der Sand in einer 45 Austragsleitung 42 ab. Die Brennerkammern weisen Richtung s im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung b im Wirbelbett 31 Umlenkbleche 43 auf, die es erder Gutschicht B zirkuliert. Hierdurch ist die Mög- möglichen, der Sandströmung Richtungsänderungen lichkeit gegeben, die aus der Abkühlung des Gutes in zu erteilen, die in F i g. 2 durch Pfeile bezeichnet der Kühlzone Z 4 stammende Wärme wiederzuge- sind und dazu dienen, eine gleichmäßige Erwärmung winnen und die aus den Heizzonen stammende 50 des Sandflusses zu erreichen.

Wärme zur Vorwärmung in der Vorwärmzone Z1 zu Ein größerer Ofen würde eine entsprechend größere

verwenden. Anzahl von Brennern erfordern. Der Sand läßt sich

Nach dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungs- im übrigen auch außerhalb des Ofens in einem

beispiel gelangt der Sand in parallelgeschalteten Wirbelbett mit innerer Verbrennung erwärmen oder

Schleifen, die jeweils einer Zone zugeordnet sind, 55 in einem Bett mit Rauchgasdurchgang oder auch in

aus dem Wirbelbett 31 über die Sandeinfüllbehälter einem Drehofen oder in jeder anderen geeigneten

15 durch die Gutschicht B zurück ins Wirbelbett. Weise erhitzen.

Brennerkammern C, die weiter unten genauer be- Wenn der Sand im Kontakt mit dem Gut verschrieben sind, liefern die zur Aufheizung des San- schmutzt wird, kann ein Teil des Sandes auf eine des erforderliche Wärme. 60 hohe Temperatur erhitzt werden, um die Verschmut-

Am Ende der schleifenförmigen Wirbelbahn F zungen abzubrennen oder in anderer Weise durch

wird der Sand über eine Kippeinrichtung geführt und die Hitzeeinwirkung zu lösen. Der gereinigte Sand

fällt von dort in einen Speicherbunker T. Diese Über- wird anschließend wieder mit der übrigen Sandmenge

laufeinrichtung erlaubt es, das Wirbelbett 31 (F i g. 1) vermischt.

auf konstantem Niveau zu halten. Der Bunker T ver- 65 Innerhalb des Ofens kann der Sand durch die

schafft der gesamten Anordnung eine gewisse Sand- pneumatischen Fördereinrichtungen, nämlich durch

reserve, wodurch es möglich ist, auch bei einem deren Saug- bzw. Pumpenrohre, erhitzt werden, wo-

Stillstand des Ofens weiterhin Sand aufzunehmen für beispielsweise die Rohre32 und 33 (vgl. Fig. 3

9 10

und 5) in Frage kommen. Die Rohre werden dann besitzen, um so den Eintritt von Luft zu vermeiden,

direkt durch die heißen Rauchgase aus einem Bren- der zu einem explosionsfähigen Gemisch führen

ner gespeist. Der Brennstoff und die Luft können zu würde.

diesem Zweck direkt bis zum unteren Ende des je- Dadurch, daß man einen feinkörnigen Feststoff

weiligen Rohrs geführt werden, wo ein Brenner aus- 5 für den Wärmeaustausch wählt und das Ofeninnere

gebildet bzw. angeordnet ist. weitgehend abgedichtet ist, läßt sich der Ofen zur

Der Ofen ist vorzugsweise mit Vorrichtungen zum Behandlung einer Vielzahl von Gutarten verwenden,

Auffangen und Nutzbarmachen von Verbrennungs- da nahezu jede Atmosphäre, die bei der betreffenden

gasen ausgerüstet, damit auch verschwelbare Mate- Behandlung erforderlich ist, im Ofeninnern einge-

rialien in wirtschaftlicher Weise behandelt werden io stellt werden kann.

können. Wenn der Ofen beispielsweise zur Rauch- Hinsichtlich der Form und Abmessungen des Be-

entziehung von Kohlebriketts oder zur Behandlung handlungsgutes ergeben sich kaum Schwierigkeiten,

von Pech- oder Bitumenagglomeraten benutzt wird, da nahezu sämtliche Feststoffe in Form von Kugeln,

fallen Gase an, die entweder aus der Kohle bzw. Klumpen, Körnern od. ä. behandelt werden können,

dem entsprechenden Produkt oder aus dessen Binde- 15 durch die der Sand hindurchrieseln kann. Es kann

mittel stammen. Die Gase sind brennbar. Sie be- sich dabei beispielsweise um Pellets, Erz- oder

stehen beispielsweise aus einer Mischung aus Wasser- Kohlebriketts oder um agglomerierte Erzstücke, ge-

stoff, CH₄ usw. Es können auch Teerblasen sein. gebenenfalls mit Bindemitteln, handeln. Diese Fest-

Bei dem größten Teil der bekannten Öfen zur Be- stoffe können einem Trocknungs-, Abkühl-, Rost-,

handlung von verschweißbaren Materialien gehen 20 Sintervorgang od. ä. oder einer Behandlung zur

diese Gase und flüchtigen Stoffe verloren, wenn sie Rauchentziehung unterworfen werden,

nicht unmittelbar verbrannt werden können. Ihr Ab- Während der Behandlung kann das Gut in eine

zug durch einen Schornstein führt zu einer Luftver- Phase plastischer Verformbarkeit übergehen, wie dies

schmutzung, die meist nicht zugelassen werden kann. bei Kohlebriketts geschehen kann. Für diesen Fall

Der besondere Vorteil des Ofens bei der Behänd- 25 ist es möglich, unter einem oder mehreren der Rost-

lung von verschwelbaren Materialien besteht darin, teile eine metallische Platte anzubringen, die das

eine Verdünnung der brennbaren Dämpfe zu ver- Austreten von Sand über eine Zone bestimmter

meiden, so daß die entstehenden Gase in reinem, Länge verhindert. Auf diese Weise wird das Gut

unverdünntem Zustand mit hohem Heizwert an- ohne jegliche Verformung in einem festen Bett wie

fallen. 30 auf einem Polster gehalten. Die großen, durch den

In Fig. 9 ist schematisch dargestellt, wie man die Sand zugeführten Wärmemengen veranlassen bei

Brennstoffdämpfe auffangen kann. Sie werden bei 45 einem hierfür geeigneten Gut die Überschreitung der

aus dem Ofenraum 27 (F i g. 1) durch einen Venti- kritischen Temperatur, die am Beginn der Phase liegt,

lator (Fig. 9) 44 in wärmeisolierte Kanäle 45 ange- in der eine plastische Verformung möglich ist.

saugt. Gleichzeitig wird das Druckniveau im Ofen- 35 Die Art des Sandes richtet sich nach den für den

raum 27 geringfügig oberhalb des Außendrucks ge- feinkörnigeren Feststoff erforderlichen Temperaturen,

halten. Ein entsprechend ausgebildetes Ventil 46 damit der Sand sowohl diese Temperaturen als auch

dient der Druckregelung im Innern des Ofens. Die eine mögliche Erosion aushalten kann. Es wird je-

über die Leitung 47 abgezogenen Dämpfe werden zu weils eine Korngröße für den Sand bestimmt, die ge-

den Brennern des Ofens geführt. Überschüssige Gas- 40 währleistet, daß der Sand das Gut leicht durchdrin-

mengen werden in einem angeschlossenen Kessel ver- gen und zu einem intensiven Wärmeaustausch mit

brannt. diesem kommen kann.

Je nach der Art der verschwelbaren Materialien Wenn ein Erweichen oder Verbacken der Erz-

kann eine geringfügige Verdünnung die Extraktion briketts oder Pellets auftritt, so kann man einen aus

der Brennstoffdämpfe erleichtern. Eine dosierbare 45 diesem Erz bestehenden Sand benutzen, der hierfür

Rauchgasmenge wird hierfür über geeignete Zufüh- auf eine günstige Korngrößenverteilung abgesiebt

rangen in den Innenraum des Ofens eingebracht. wird. Das aus dem Ofen stammende, staubförmige

Um den Eintritt von Luft zu vermeiden, wird der Gut wird dann zum Bilden der Erzbriketts oder Ofen mit balgartigen Abdeckungen 48, 49 (vgl. Pellets wiederverwendet. Im Ofen wird der Sand ab-Fig. 1 und 2) abgedichtet, die an jedem Ofenende 50 gesiebt, bevor er in den Speicherbunker eintritt, um angeordnet sind. Darüber hinaus wird bei den an den zu verhindern, daß zu grobe Körner in dem Sand-Ofenenden gelegenen Sandeinfüllbehältern besonders umlauf bleiben.

auf einen kontinuierlichen Austrag geachtet, damit Nach einer anderen Ausführungsform kann der

ein Sandverschluß innerhalb der Gutschicht vor- Ofen einen Teil einer Anlage bilden, mit der Erz-

handen ist, der den Eintritt von Außenluft verhin- 55 und Kohlebriketts oder Pellets agglomeriert werden,

dert. Das Wirbelbett 31 wird in geschlossenen Kästen Das vor der Agglomerierung fertiggestellte Gut macht

eingerichtet, die ohnehin abgedichtet sind. eine Trocknung erforderlich, die durchgeführt wer-

Das Fluidisierungsgas kann entweder über Öffnun- den könnte, indem man das Gut vor der Agglomerie-

gen50 (vgl. Fig. 3) austreten, die im Außenrohr der rung inerhalb der Gutschicht während der Abküh-

pneumatischen Fördereinrichtung ausgespart sind, 60 lung zirkulieren läßt.

oder am Ende des Kühlkanals zum Speicherbunker T Auf Grund der vorstehend in der Beschreibung er-

hin entweichen. Darüber hinaus begrenzt die Sand- läuterten Merlanale von Ausführungsbeispielen ist

kolonne im unteren Teil jedes Bunkers 30 den Ein- ersichtlich, daß sich der Ofen für eine kontinuier-

tritt eines unerwünschten Mediums erheblich. liehe Behandlung von grobkörnigem Gut eignet, wo-

Wenn die während der Behandlung erzeugten Gase 65 bei die Möglichkeit eines sehr schnellen Wärmeüber-

brennbar sind, werden das Wirbelbett und die pneu- gangs auf Grund der ungewöhnlich großen Aus-

matischen Fördereinrichtungen mit entstaubten tauschoberflächen von Gut und Feststoff und auf

Rauchgasen gespeist, die keinerlei Sauerstoff mehr Grund der günstigen Wärmeübergangsverhältnisse

zwischen diesen besteht. Die Rückgewinnung eines Teils der aufgewendeten Wärme läßt sich, ohne daß hierfür ein besonders ausgestalteter Anlagenteil erforderlich ist, in der Abkühlungszone des Ofens erreichen, und auch flüchtige Dämpfe, die sich aus der Verschwelung von bestimmtem Gut oder dessen Bindemittel ergeben, können ohne Schwierigkeiten aufgefangen und nutzbar gemacht werden, so daß sich auch keine Probleme der Luftverschmutzung ergeben. Der die Gutschicht tragende Rost wird in stoßweiser Bewegung angetrieben und stets der gleichen Temperatur ausgesetzt, so daß die thermische Beanspruchung des Rostmaterials gering ist.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Ofen mit bewegtem Einsatz zur thermischen Behandlung von grobkörnigem Gut, wie Erz- und Kohlebriketts oder Pellets, im Kontakt mit einem feinkörnigeren Feststoff mit hohem spezifischen Gewicht, beispielsweise Sand, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierlicher Kettenförderer in horizontaler oder geneigter Lage oder ein horizontaler Schüttelrost oder ein geneigter Rost aus einem oder mehreren Teilen (11-14) vorgesehen und mit variabler Energie angetrieben ist, die die Gutschicht (B) tragen, daß unter dem Gutschichtträger (11-14) ein Wirbelbett (31) zur Einstellung der Temperatur des Sandes vorgesehen ist, und daß oberhalb des Gutschichtträgers (11-14) Sandeinfüllbehälter (15) angeordnet sind, die den Sand aus dem Wirbelbett über die ganze Gutschicht im Ofen verteilen.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelbett (31) als schleifenförmige Wirbelbahn (F) für die Zirkulation des Sandes ausgebildet ist, in der der Sand im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung der Gutschicht (5) zirkuliert und aus der der Sand in parallelgeschalteten Schleifen aus dem Wirbelbett (31) über die Sandeinfüllbehälter (15) durch die Gutschicht (B) und zurück ins Wirbelbett (31) strömt.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere thermisch verschieden auf die Gutschicht (B) einwirkenden Behänd-Iungszonen ausgebildet sind, nämlich eine Vorwärmzone (Zl), eine Heizzone (Z 2, Z 3) und eine Abkühlzone (Z 4).

4. Ofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere nach oben führende Fördereinrichtungen für den Sand vorgesehen sind, die im wesentlichen aus einem Hauptrohr (32), das in das Wirbelbett (31) eintaucht, und aus einem weiteren koaxial zu dem ersten angeordneten Rohr (33) bestehen, das eine Hilfsgasströmung zur pneumatischen Förderung des Sandes von dem Wirbelbett (31) zu den Sandeinfüllbehältern (15) führt, wobei das Gas aus Druckluft oder aus heißen Rauchgasen von Wirbelbettbrennern (39, 40) besteht.

5. Ofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Sandeinfüllbehälter (15) mit Steuereinrichtungen, wie elektrischen Kontakten zum Überwachen der Einhaltung einer bestimmten oberen und unteren Füllhöhe in den Sandeinfüllbehältern und zum bedarfsweisen Einschalten der pneumatischen Sandfördereinrichtungen (32, 33) versehen sind.

6. Ofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (39, 40) im Inneren von Brennerkammern in das Wirbelbett (31) eintauchen und daß ein Zyklon (41) zum Abscheiden des von den Rauchgasen beim Verlassen der Brennerkammern mitgerissenen Sandes vorgesehen ist.

7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wirbelbett (31) Umlenkbleche (43) vorgesehen sind, die dem Sand Richtungsänderungen erteilen.

8. Ofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 zur Behandlung von verschwelbaren Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zum Auffangen und Nutzbarmachen von Verbrennungsgasen — und zwar ohne Verdünnung oder mit gesteuerter Verdünnung derselben — vorgesehen sind, die sich bei der Verschwelung des klumpenförmigen Gutes oder ihrer Bindemittel ergeben, die Vorrichtungen aus einem Ventilator (44) und wärmeisolierten Kanälen (45) zum Ansaugen dieser Gase bestehen und Regeleinrichtungen mit einem Ventil (46) angeordnet sind, die zur Aufrechterhaltung eines Druckniveaus innerhalb des Ofens dient, dessen Wert geringfügig oberhalb des Außendruckes liegt.

9. Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schwelgase den Brennern (39, 40) des Ofens über eine Leitung (47) zuführt und gegebenenfalls anfallende überschüssige Gasmengen in einer angeschlossenen Heizeinrichtung verbrennt.

10. Ofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidisierungsgas von den Wirbelbetten (31) entweder über Öffnungen (50) in dem äußeren Rohr (32) der pneumatischen Fördereinrichtung oder über einen Speicherbunker (T) des Wirbelbetts (31) entweicht.

11. Ofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß das Behandlungsgut (B) im Verlauf der Wärmebehandlung eine Phase plastischer Verformbarkeit erreicht, der Rost (11-14) in diesem Bereich mit einer metallischen Platte versehen ist, die längs eines Teils des Rostes jedes Durchströmen von Sand verhindert.

12. Verfahren zum Betrieb eines Wirbelbettofens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer gewissen Verschmutzung des Sandes infolge der Berührung mit dem zu behandelnden Gut ein Teil des Sandes zum Entfernen der Verunreinigungen auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, worauf der gereinigte Sandanteil wieder mit der übrigen Sandmenge vermischt wird.

13. Verfahren zum Betrieb eines Ofens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die Behandlung des Gutes eine starke Abkühlung erfordert, der Sand im Rückführkanal des Wirbelbettes durch Wasser- oder Dampfrohre oder durch eine direkt im Wirbelbett herbeigeführte Wasserverdampfung gekühlt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnurmcn Copy