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Brennanlage zum Betrieb eines Drehrohrofens zum Brennen von Zement, Magnesit, Kalk od. dgl.
Zum Brennen von Zement, Magnesit, Kalk od. dgl. werden in grossem Umfang Drehrohröfen verwendet. Da die Abgase dieser Drehrohröfen am Brennguteinlaufende den Drehrohrofen mit einer verhältnismä- ssig sehr hohen Temperatur verlassen, hat der Betrieb eines solchen Drehrohrofens einen beachtlichen Abgaswärmeverlust zur Folge. Um diesen Abgaswärmeverlust nach Möglichkeit auszuschalten, hat man solchen Drehrohröfen Abgaswärmeaustauscher vorgeschaltet. So kennt man als Abgaswärmeausnutzungseinrichtung in Umdrehung versetzbare, in den Abgasstrom einschaltbare Trommeln mit gasdurchlässiger Wandung. Diese Trommeln sind mit Raschigringen mehr oder weniger angefüllt. Solche Abgasausnutzer eignen sich nur für das Schlammverfahren.
Bei Anwendung des Trockenverfahrens hat man sich mit Erfolg hinsichtlich der erzielten Wärmewirtschaft des Wanderrostes, des Schwebegasaustauschers und des Wirbelstromverfahrens bedient. Hier handelt es sich um Wärmeaustauscher, in denen granuliertes oder pulverförmiges Rohmaterial mit den Abgasen des Drehrohrofens in unmittelbaren Kontakt gebracht wird, gegebenenfalls unter Einsatz von Zyklonen u. dgl.
Diese für das Trockenverfahren bestimmten Wärmeaustauscher bedingen zum Teil eine beträchtliche Bauhöhe und machen auch zum Teil zusätzliche mechanische Einrichtungen notwendig, so dass eine solche Abgasausnutzung insgesamt eine aufwendige Bauart in beachtlichem Ausmass zur Voraussetzung hat.
Es sind Schachtvorwärmer bekanntgeworden, die im Höhenbereich der unteren Zone Gasanschlusshauben sowie im Höhenbereich der oberen Schachtvorwärmcrzone Gasabzugshaubenaussen am Schachtvorwärmer aufweisen, bei der durch eine am oberen Ende des Schachtvorwärmers angeschlossene VentilatorAnlage die Abgase von aussen nach innen durch die Materialschichten hindurchströmen.
Derartige bekannte Schachtvorwärmer weisen aber nicht nur eine umständliche und störungsanfällige Bauart auf, die sich durch denEinbau der Ventilatoranlage und gegebenenfalls Staubabscheidern sowie durch Anordnung eines Antriebes zum Hin-und Herdrehen des oberen Teiles des Schachtzylinders zur Vermeidung von Gewölbebildungen innerhalb des Materials ergibt, sondern bei diesen durchströmen die Abgase die Materialschich- ten mehr oder weniger senkrecht bzw. schräg nach oben, so dass sie-was besonders nachteilig ist-nicht auf kürzestem Weg in geringer Wandstärke vorliegende, gleichmässig geschichtete Materialschichten quer durchströmen.
Hinzu kommt der weitere erhebliche Nachteil, dass bei solchen bekannten Schachtvorwärmem die heissen Abgase des Drehrohrofens eine Abkühlung nach aussen erfahren, bevor sie die Materialschichten durchdringen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bekannter Schachtvorwärmer zu beseitigen und diese so auszubilden, dass sie eine vom Standpunkt der Wärmebilanz leistungsfähige Anlage darstellen, bei denen bewegliche mechanische Teile auf ein Mindestmass beschränkt werden, die Ofenabgase auf kürzestem Wege tatsächlich quer strömend die in verhältnismässig geringer Wandstärke vorliegenden Materialschichten durchströmen, und die Materialschichten weitgehend von Staubbestandteilen entlastet werden, die entweder bereits durch die Materialaufgabe im Schachtvorwärmer entstehen, oder aber durch die Abgase des Drehrohrofens mitgerissen werden.
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Zur Lösung dieser Aufgaben geht die Erfindung davon aus, in einer Brennanlage zum Betrieb eines Drehrohrofens zum Brennen von Zement, Magnesit, Kalk od. dgl. einen an sich bekannten Schachtvorwärmer für das zu brennende Material zu wählen, der nebeneinander einen Gas-und einen Materialschacht aufweist. Die Abgase des Drehrohrofens durchdringen die Materialschichten im Materialschacht zweimal i quer zur Materialschicht durch Einsatz einer Ventilatoranlage.
Bei einer solchen bekannten Brennanlage mit einem Schachtvorwärmer für das zu brennende Material, dernebeneinander einenGas-und mindestens einenMaterialschacht aufweist, wobei die Trennwand bzw.
Trennwände zwischen Gasschacht und Materialschacht gasdurchlässig sind und die Abgase des Drehrohrofens zunächst eine untere Zone des Schachtvorwärmers, alsdann eine mit einer ausserhalb des Schachtvorwärmers befindlichen Ventilatoranlage gekoppelten Staubabscheideeinrichtung und schliesslich die obere Zone des Schachtvorwärmers durchdringen, besteht die Erfindung in erster Linie darin, dass die Abgase des Drehrohrofens einem mittleren Gasschacht zugeführt werden, der in der Höhe des Überganges von der unteren zur oberen Zone des Schachtvorwärmers durch eine Querwand unterteilt ist in einen unterenGasstauraum und in einen oberenGasabzugsraum, dass im Höhenbereich der unteren Zone des Schachtvorwärmers Gasabzugshauben sowie im Höhenbereich der oberen Zone des Schachtvorwärmers Gasanschlusshauben vorgesehen sind,
wobei die mit den Staubabscheidern gekuppelte Ventilatoranlage zwischen den Gasabzugshauben und den Gasanschlusshauben zwischengeschaltet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Schachtvorwärmer einen rechteckigen Querschnitt auf.
Bei einer solchen Brennanlage ist es weiterhin von grossem Vorteil, mindestens an zwei gegenüberliegenden Wandungen des Gasschachtes je einen Materialschacht vorzusehen.
Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Gasschacht oberhalb der Querwand im Bereich des oberen Teiles des Schachtvorwärmers an seinem oberen Ende mit einem Ventilatorabzug versehen.
Eine solche Schachtvorwärmeranlage, die in Verbindung mit einem Drehrohrofen arbeitet, hat ge- genüber allen bisher bekanntgewordenen Schachtvorwärmern und sonstigen Vorwärmeanlagen sehr erhebliche Vorteile. Die Abgase des Drehrohrofens durchdringen zunächst den unteren Teil der Materialschicht des Schachtvorwärmers. Die Abgase werden hiebei aus dem Drehrohrofen durch die Materialschicht des Schachtvorwärmers mittels einer Ventilatoranlage hindurchgesaugt, die aussen am Schachtvorwärmer angebracht ist. Hiebei werden die Abgase, nachdem sie die Materialschicht des unteren Teiles des Schachtvorwärmers durchdrungen haben, sofort einem Staubabscheider zugeführt.
Die Staubbestandteile der Ofenabgase, ebenso wie auch etwaige Staubbestandteile aus der Materialschicht des unteren Teiles des Schachtvorwärmers werden somit durch diesen Staubabscheider aus dem Schachtvorwärmer entfernt. Es mag besonders darauf hingewiesen werden, dass von diesem Staubabscheider aus die gereinigten Abgase des Ofens dem oberen Teil des Schachtvorwärmers zugeführt werden. Es erfolgt also nicht, wie es bei bekannten Einrichtungen der Fall ist, eine Anreicherung des oberen Teiles des Schachtvorwärmers mit Staubbestandteilen der Abgase aus dem unteren Teil desSchachtvorwärmers, sondern gereinigte Abgase des Ofens werden durch den oberen Teil des Schachtvorwärmers hindurchgeführt und sind besonders geeignet, die Staubbestandteile mitzunehmen, die in der Materialschicht des oberen Teiles des Schachtvorwärmers sich befinden sollten.
Bei der bisher bekannten Anordnung war ein Ventilator vorgesehen, der in dem Gasschacht selbst untergebracht war und die Abgase des Drehrohrofens aus dem unteren Teil des Schachtvorwärmers abzieht, aber auch gleichzeitig diese Abgase seinerseits durch die Materialschicht des oberen Teiles des Schachtvorwärmers hindurchdrückt. Am Materialschacht angebrachte Ventilatoren sind demgegenüber wesentlich betriebssicherer und durch die Zwischenschaltung des Staubabscheiders wird auch der Verschleiss dieser aussen am Schacht angebrachten Ventilatoren sehr erheblich herabgesetzt.
Es ist zwar bereits ein Abgaswärmeaustauscher vorgeschlagen worden, bei welchem ein in einem Gehäuse befindlicher kegelförmiger mit einem Antrieb versehener Drehrost vorgesehen ist, von dem das vorzuwärmende Material in einer einstellbaren Schichtstärke sich ablagern und dem Drehofeneinlaufende
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Abgase des Drehrohrofensabsenkbaren Staubringes zweistufig die auf dem Drehrost befindliche Gutschicht durchdringen, wobei zwischen diesen beiden Stufen ein Staubabscheider eingeschaltet ist.
Eine solche Einrichtung ist störanfällig, bedingt durch den ständig anzutreibenden Drehrost in Verbindung mit dem jeweils entsprechend einzustellenden Stauring. Die zweistufige Durchdringung der auf dem kegelförmigen Drehrost aufliegenden Gutschicht ist praktisch nur dann erreichbar, wenn der Drehrost wirklich auf seiner gesamten Kegelfläche mit einer Gutschicht gleicher Schichtstärkebeaufschlagt ist,
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was in der Praxis aber gerade durch den in die Gutschicht eintauchenden Stauring 23 kaum erreicht werden kann.
Gemäss der Erfindung erfolgt die zweistufige Durchdringung der Materialschicht in Verbindung mit einem Gasschacht und mindestens einem Materialschacht. Im Innenraum des schachtartigen Abgasvor- wärmers sind nach der Erfindung keine beweglichen Maschinenteile vorhanden. Infolge der Schachtanord- nung ist im Materialschacht eine stets gleich breite Materialschicht gesichert. Dieser Drehrostabgasvor- wärmer unterscheidetsich nicht nur gattungsmässig von der Einrichtung nach der Erfindung, vielmehr bringt die Erfindung eine demgegenüber entscheidende neue Bauart, die sowohl in betriebstechnischer als auch in wärmetechnischer Beziehung einen ausschlaggebenden Fortschritt gewährleistet.
Durch einen rechteckigen Querschnitt bzw. durch Anordnung je eines Materialschachtesanzweigegen- überliegenden Wandungen wird es möglich, an Höhe bezüglich des Schachtvorwärmers zu sparen. Dafür kann der Schachtvorwärmer in seinem rechteckigen Querschnitt entsprechend lang ausgestaltet werden.
Man wird hiebei auch in der Lage sein, die Dicke der Materialschichten nur in einer solchen Bemessung durchzuführen, dass das Durchsaugen der Abgase durch diese Materialschichten mit einem erträglichen
Kraftaufwand für die Ventilatoranlage vorgenommen wird. Der Gasschacht oberhalb der Trennwand im
Bereich des oberen Teiles des Schachtvorwärmers kann an seinem oberen Ende mit einem Ventilatorab- zug versehen werden. Dieser Ventilator ist an dieser Stelle nicht unzumutbaren Belastungen ausgesetzt, weil an der oberen Stelle des oberen Teiles des Schachtvorwärmers die Abgase schon erheblich in ihrer
Temperatur abgekühlt sind, und weil hier praktisch staubfreie Abgase nach aussen geleitet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung, die sich auf die Ausgestaltung der Wandungen der Material- schächte bzw. des Gasschachtes, auf die Materialaufgabevorrichtung und auf die den Materialschächten nachgeschaltete Entleerungsvorrichtung beziehen, ergeben sich aus dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen Fig. 1 einen Schachtvorwärmer mit dem Einlaufende des nach- geschalteten Drehrohrofens im Längsschnitt, teilweise in Ansicht und Fig. 2 einen Querschnitt nach der
Linie A-A der Fig. 1.
Der Schachtvorwärmer besteht aus dem Gasschacht 1 und den beiden diesem Gasschacht benach- barten Materialschächten 2 und 3. Die Fig. 2 zeigt, dass sowohl der Gasschacht l als auch die beiden benachbarten Materialschächte 2 und 3 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Abmessungen für diesen Schacht, nämlich für den Gasschacht 1 einschliesslich der beiden Materialschächte 2 und
3 mögen im Querschnitt 1, 20 x l, 20 m und in der Höhe etwa 6 m betragen.
Der Schachtvorwärmer ist mittels des Überführungsstückes 4 mit dem Einlaufende 5 des Drehrohrofens verbunden. Das Rohgut wird als Rohmehl den beiden Aufgabevorrichtungen 6 und 7 übergeben. Diese Aufgabevorrichtungen sind in bekannter Weise als Granulierteller ausgebildet. Die Granulierteller befinden sich im spitzen Winkel zu der Horizontalen. Durch die Wasseraufgabe auf diesen Granulierteller wird das Rohmehl granuliert und gelangt in diesem granulierten Zustand zu der Schüttelrinne 8, 8a. Das nicht genügend granulierte Material bzw. staubförmige Bestandteile werden auf den Schüttelrinnen 8,8a, deren Bodenfläche siebartig gestaltet ist, abgesiebt. Diese Rohgutbestandteile gelangen dann über die Trichter 9,9a wieder zum Rohmehlvorrat oder zum Granulierteller zurück.
Das ausreichend granulierteRohgut wird von den Schüttelrinnen 8,8a den Förderbändern 10, 10a übergeben. DieRohmehlgranalien gelangen dann von den Förderbändern 10, 10a in den Überlauftrichter 11, lla. Die Bodenfläche 12,12a dieser Trichter 11, lla mag hinsichtlich ihres Winkels zur Horizontalen verstellbar sein. Es kann auch ein Antrieb für diese Bodenflächen 12, 12a bzw. für den Gesamttrichter 11, 11a vorgesehen werden, der die stetig veränderliche Neigung dieser Trichter bzw. der Bodenflächen steuert.
Der Zweck einer solchen Aufgabevorrichtung, wie soeben geschildert, besteht darin, dass die Rohgutgranalien sanft in die Brenngutschächte 2 und 3 zur Ablage kommen. Die auf dem Granulierteller 6,7 gebildeten Granalien sollen möglichst schonend in den Materialschacht überführt werden, damit im Materialschacht selbst alsdann keine zusätzliche Mehlbildung mehr in nennenswertem Umfang zu erwarten ist, die den Durchgang des Abgases erschweren könnte. Es kann z. B. auch die Bodenfläche 12, 12a der Trichter 11, 11a als Förderband ausgebildet werden, welches durch einen entsprechenden Antrieb in eine hin-und hergehende Bewegung in der Richtung der Längsachse der Brenngutschächte 2 und 3 versetzt wird.
Die Überlauftrichter 11, lla können bis zu den Überlaufgehäusen 13, 13a im Anschluss an die Granulierteller 6,7 mit einem Gehäuse 14,14a versehen werden, so dass die gesamte Materialaufgabe vom Granulierteller bis zum oberen Beschickungsende der Materialschächte 2 und 3 staubsicher eingehaust ist.
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An die Aussenwände 15, 15a der beiden Materialschächte 2 und 3 sind Mundstückgehäuse 16,
16a und 17, 17a angesetzt. Diese Mundstückgehäuse sind, wie Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 erkennen lässt, über Leitungen 18,18a und 19, 19a mit Ventilatoren 20,20a verbunden. In diese Ventilator- aggregate sind Zyklonstaubabsauger 21,21a eingeschaltet. Der hier abgesonderte Rohmehlstaub wird über die Leitungen 22,22a wieder dem Frischrohmehl zugeleitet.
In dem Gasraum 1 befindet sich eine Querwand 23. Das Abgas aus dem Drehrohrofen 5 ge- langt über das Übergangsstück 4 in den durch die Querwand 23 nach oben abgegrenztenRaum des
Gasschachtes 1. Die Aussenwandungen 15, 15a und die Innenwandungen 24,24a des Gasschach- tes bzw. der Materialschächte sind, um diese Wandungen gasdurchlässig zu machen, mit Schlitzen ver- sehen.
Das Abgas, welches in den unteren Raum des Gasschachtes 1 eintritt, wird durch den in den Ge- häusemundstücken 16,16a erzeugten Unterdruck durch die Schlitze 25,25a der Wandungen des
Gasschachtes, quer durch die Materialschicht der Materialschächte 2 und 3 hindurch und dann durch die Schlitze 26,26a hindurchgesaugt. Das gleiche Abgas wird dann nach Reinigung durch die Zyklon- abscheider 21, 21a über die Ventilatorenanlage 20,20a und über die Leitungen 27,27a und die
Gehäusemundstücke 17, 17a in den oberen Teil der Materialschächte 2 und 3 durch die Schlitze 28,
28a zum zweiten Mal durch die hier befindliche Materialschicht und alsdann durch die Schlitze 29,29a in den oberen Teil 30 des Gasschachtes gedrückt.
Hier kann dann über eine weitere Ventilatoranlage
31 mit Zyklonabscheidern 32 das Abgas am oberen Ende des oberen Raumes 30 des Gasschachtes über die Leitung 33 den Schachtvorwärmer weitestgehend abgekühlt verlassen.
DieSchlitze 15, 15a, 26,26a, 28,28a und 29,29a in den zugehörigen Wandungen des Schachtvorwärmers sind schräg nach abwärts in Richtung auf das Materialgut im Materialschacht geneigt. Diese Schlitze können eine unterschiedliche Neigung aufweisen bzw. können die Schlitze 26,26a und die Schlitze 29, 29a stärker geneigt sein als die übrigen Schlitze. Es soll hiedurch verhindert werden, dass durch den Unterdruck zusätzliche Materialbestandteile in das Ventilatorsystem mit abgesaugt werden können.
Am unteren Ende der Materialschächte 2 und 3 sind Entleerungseinrichtungen für diese Schächte vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jedem Materialschacht 2,3 insgesamt je vier Stösselvorrichtungen zugeordnet. Ein einzelner Stössel 34 ist in Fig. l links dargestellt. Dieser Stössel befindet sich in einer entsprechenden Ausnehmung des Mauerwerks des Schachtvorwärmers. Der Stössel weist eine geneigte Lage auf und arbeitet in Richtung auf die schräg verlaufende Ebene 35. Das Auslaufende dieser schrägen Ebene 35 ist noch mit einer nach aufwärts gerichteten Nase 36 versehen.
Bei Stillstand des Stosseis 34 ist durch die Nase 36 in Verbindung mit der schrägen Ebene 35 dafür gesorgt, dass das in den Materialschächten 2 und 3 befindliche Material nicht nach abwärts durch- schiessen kann. Die Stössel 34 werden durch einen nicht dargestellten Antrieb derart bewegt, dass die vier Stössel eines jeden Materialschachtes im Taktverfahren arbeiten. Hiedurch wird dafür gesorgt, dass das Gut in dem Materialschacht auf die gesamte Länge dieses Schachtes gleichmässig abgefördert wird.
Die jeweils den Schacht verlassende Materialmenge hat dabei in Übereinstimmung zu stehen mit der Rohmaterialmenge, die in Granalienform durch die bereits näher erläuterte Aufgabevorrichtung den Materialschächten zugeführt wurde.
Die gewählte Anordnung sowohl für den Gasschacht als auch für den oder die Materialschächte sowie die Ausgestaltung ihrer Trennwände gewährleistet mit der gemäss der Erfindung gewählten Art der Abgasführung, die ihrerseits wiederholt durch das Materialbett hindurchgeleitet wird, eine besonders wirtschaftliche Ausnutzung der Abgaswärme.
Die Anordnung der wenigen vorhandenen mechanischen Einrichtungen wird in diesem Schachtvorwärmer derart von aussen vorgenommen, dass sie der Wärmeeinwirkung weitgehend entzogen sind und von dem Bedienungspersonal gut überwacht werden können. Ihre Störanfälligkeit ist damit weitgehend herabgesetzt.
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