CS236899B2

CS236899B2 - Rotary tubular furnace

Info

Publication number: CS236899B2
Application number: CS972383A
Authority: CS
Inventors: Hannes Mittendrein
Original assignee: Voest Alpine Ag
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1985-05-15
Also published as: ATA468282A; AT382452B; DD210340A5; DE3341538A1

Description

Vynález se týká rotační trubkové pece opatřené pecním - pláštěm, ke kterému je . na čelní straně, protilehlé ke vstupu materiálu, přiřazen hořák a který obklopuje nejméně dva rovnoběžné - axiální proudové kanály, vyúsťující v oblasti hořáku, z nichž jeden - proudový kanál, dopravující materiál, vede proud horkého plynu hořáku a druhý proudový kanál vede v protiproudu k proudu horkého plynu proud tlakového plynu.The invention relates to a rotary tube furnace provided with a furnace jacket to which it is attached. on the front side opposite the material inlet, there is a burner and which surrounds at least two parallel - axial flow channels resulting in the burner region, one of which - the flow channel carrying the material conducts the hot gas flow of the burner and the other flows in countercurrent to hot gas stream compressed gas stream.

Aby bylo možno zajistit dostatečnou teplotu zpracování pro materiál také proti oblasti vstupu do rotační trubkové pece, musí být počítáno s odpovídající vysokou počáteční teplotou proudu horkého plynu, vedeného v protiproudu k průchodu materiálu. Vysoké teploty - horkého plynu v oblasti hořáku přinášejí však sebou nebezpečí, ' že materiál vystavený těmto horkým plynům bude přehříván. Mimoto nemůže . být hospodárně - - - - využito - ^: citlivé odpadní teplo při srovnatelně vyšších výstupních teplotách horkých plynů. Aby se odstranily tyto nedostatky, je rotační trubková pec podle zveřejněné evropské přihlášky - č. EU 30 403 opatřena v oblasti ' hořáku trubkovou soustřednou vložkou, - která zachycuje proud horkého plynu a teplo proudu horkého . . plynu .vede dále svými stěnami na zpracovávaný materiál, dopravovaný prstencovým prostorem mezi trubkovou vložkou a pláštěm trubky, který tak v oblasti vložky není bezprostředně vystaven proudu horkého plynu. Aby mohlo být lépe využito citelné odpadní teplo proudu horkého plynu, přivádí se dílčí proud horkého plynu, vystupující z rotační trubkové pece v oblasti vstupu materiálu po odpovídajícím odprášení k hořáku. Přes toto opatření nemůže být zajištěn rychlý a hospodárný přestup tepla mezi proudem horkého plynu a materiálem, jelikož přestup tepla musí být proveden přes trubkovou vložku právě v oblasti hořáku.In order to ensure a sufficient processing temperature for the material also against the inlet region of the rotary tube furnace, a correspondingly high initial temperature of the hot gas stream led in countercurrent to the material passage must be taken into account. However, the high temperatures of the hot gas in the region of the burner pose the risk that the material exposed to these hot gases will be overheated. Besides, he can't. be economically - - - - exploited - ^: sensitive waste heat at comparatively higher hot gas outlet temperatures. In order to overcome these drawbacks, the rotary tube furnace according to published European application - EU No. 30 403 is provided with a tube concentric insert in the region of the burner - which captures the hot gas stream and the heat of the hot stream. . Furthermore, it flows through its walls to the material to be processed, transported by the annular space between the tube insert and the tube jacket, which is thus not immediately exposed to the hot gas stream in the region of the insert. In order to better utilize the sensible waste heat of the hot gas stream, a partial hot gas stream emerging from the rotary tube furnace in the region of the material inlet after appropriate dedusting is supplied to the burner. Despite this measure, a rapid and economical heat transfer between the hot gas stream and the material cannot be ensured, since the heat transfer must be carried out via the pipe insert just in the region of the burner.

Pro lepší využití citelného odpadního tepla proudu horkého plynu je ze spisu DE-PS 201406 známo uzavřít pecní prostor před hořákem, aby se oběhem, případně tvorbou víru části proudu horkého plynu zlepšilo tepelné zpracovávání pecního materiálu.In order to better utilize the sensible waste heat of the hot gas stream, it is known from DE-PS 201406 to enclose the furnace space in front of the burner in order to improve the heat treatment of the furnace material by circulating or vortexing part of the hot gas stream.

Při vyšších teplotách horkého plynu existuje přitom opět nebezpečí přehřátí zpracovávaného materiálu. Mimoto se ve vzdouvacím prostoru před hořákem podstatně sníží rychlost proudění horkých plynů, které přicházejí do styku se zpracovávaným materiálem, což ovlivňuje příznivý přestup tepla.At higher hot gas temperatures, there is again a risk of the material being overheated. In addition, the flow velocity of the hot gases coming into contact with the material to be treated is considerably reduced in the air space upstream of the burner, which affects the favorable heat transfer.

Za účelem zlepšení využití citelného odpadního tepla proudu horkého plynu v rotační trubkové peci je dále ze spisu DE-PS 388 283 známo vhánět axiálními kanály v pecním pláštf v protiproudu k proudu horkých plynů hořáku přídavný spalovací vzduch proti plamenu hořáku, aby se dosáhlo zvíření jednak - ještě nespáleného paliva a spalovacího vzduchu a jednak dosáh lo zabrzděn í rychlosti - proudění. Tato opatření však nemohou - zabránit tomu, aby se zpracovávaný materiál nepřehříval. Mimoto může být přestup tepla z horkých plynů do - zpracovávaného materiálu zlepšen pouze - tím, že se buď zvýší teplota horkých plynů, což v důsledku nebezpečí přehřátí je však možné pouze v omezené míře, anebo dojde ke stoupnutí rychlostí proudění, čehož může být sotva dosaženo vháněním spalovacího vzduchu proti plameni v opačném směru proudu horkého plynu, čímž se podstatně zvyšují ztráty odpadními plyny.Furthermore, in order to improve the utilization of the sensible waste heat of the hot gas stream in a rotary tube furnace, it is known from DE-PS 388 283 to inject additional combustion air against the burner flame through the axial ducts in the furnace jacket upstream of the burner hot gas. and unburned fuel and combustion air, and on the other hand it has reached the speed of flow - flow. However, these measures cannot - prevent the material being processed from overheating. In addition, heat transfer from hot gases to - treated material can only be improved by either raising the temperature of the hot gases, but this is only possible to a limited extent due to the risk of overheating, or the flow velocities increase, which can hardly be achieved by blowing combustion air against the flame in the opposite direction of the hot gas stream, thereby substantially increasing the waste gas losses.

Vynálezu byla tak stanovena úloha vytvořit rotační trubkovou pec, u které by bylo zabráněno přehřívání zpracovávaného materiálu v oblasti hořáku a to za dodržení dostatečné teploty horkých plynů v oblasti vstupu materiálu a zaručen výhodný přestup tepla z proudu horkého plynu do zpracovávaného materiálu, aniž by se muselo brát v úvahu zvětšení ztrát odpadním teplem.The object of the present invention is to provide a rotary tube furnace which avoids overheating of the material to be treated in the region of the burner, while maintaining a sufficient temperature of the hot gases in the region of the material inlet and ensuring favorable heat transfer from the hot gas stream to the material. take into account the increase in waste heat losses.

Rotační trubková pec již popsaného druhu řeší úlohu danou vynálezem tak, že proudový kanál pro proud tlakového plynu je napojen na výtlačné potrubí - nejméně jednoho dmychadla, upraveného na pecním plášti, jehož sací potrubí - je vyústěno v oblasti výstupního otvoru proudového kanálu pro proud horkého plynu z hořáku a průřez vstupu sacího potrubí dmychadla je menší než průřez výstupního otvoru proudového kanálu pro proud horkého plynu.A rotary tube furnace of the type described above solves the task of the invention in that the flow channel for the pressurized gas stream is connected to a discharge line - at least one blower provided on a furnace jacket whose suction line - terminates in the region from the burner and the cross section of the inlet of the blower suction pipe is smaller than the cross section of the outlet port of the hot gas flow channel.

V důsledku těchto opatření se nejdříve dosáhne toho, že zpětným vedením části proudu horkého plynu od hořáku k proudu horkého plynu je tato část proudu v oblasti hořáku natolik ochlazena, že může být vyloučeno nebezpečí přehřátí zpracovávaného materiálu. Jelikož se toto chlazení provádí pouze částí horkých plynů, které již předaly část svého tepelného obsahu zpracovávanému materiálu, nezvětší se množství odpadních plynů přídavným proudem tlakového plynu, čímž ztráty odpadními plyny zůstávají malé. Omezení teploty horkých plynů na hodnotu, vylučující přehřátí zpracovávaného materiálu, ohraničuje podle přírodních zákonů možnost zlepšení přestupu tepla na opatření, které slouží ke zvýšení rychlosti proudění proudu horkého plynu. Vzhledem k tomu, že rychlost proudu horkého plynu je současně určována množstvím horkého plynu vedeného v oběhu, může být rychlost proudění řízena také množstvím horkého plynu vedeného v oběhu, takže v oblasti proudového kanálu, v němž se nachází zpracovávaný materiál a proud horkého plynu, je udržována vyšší zvolená rychlost proudění, nezávislá na výstupní rychlosti odpadních plynů z rotační trubkové pece. Dmychadlo, napojené svým sacím potrubím na proudový kanál pro zpracovávaný materiál a proud horkého plynu hořáku a svým výtlačným potru2 ' 36 '8 9 9 bím napojené na proudový kanál pro zpětné přiváděný podíl proudu horkého plynu, potřebuje za tím účelem dbát pouze o odpovídající vracení plynu. Rychlost proudění horkého plynu, který přichází do styku se zpracovávaným materiálem, podstatně zvýšená oproti stávajícím rotačním trubkovým pecím, přináší s sebou rozhodující zlepšení přestupu tepla bez nebezpečí přehřátí, jelikož se zabrání běžnému značnému poklesu teploty po délce pece směrem od hořáku a v oblasti proudového kanálu pro zpracovávaný materiál a pro proud horkého plynu napojeného na sání dmychadla, je zaručen značně rovnoměrný průběh teploty, který je výhodně přizpůsoben potřebě tepla zpracovávaného materiálu. Tím zůstává potřeba energ^;e rotační trubkové pece srovnatelně malá.As a result of these measures, it is first achieved that by returning a portion of the hot gas stream from the burner to the hot gas stream, this portion of the stream in the region of the burner is sufficiently cooled that the risk of overheating of the material being processed can be avoided. Since this cooling is carried out only by a portion of the hot gases which have already passed a portion of their heat content to the material being processed, the amount of waste gases is not increased by an additional pressurized gas stream, thereby reducing waste gas losses. Limiting the temperature of the hot gases to a value that avoids overheating of the treated material limits, according to natural law, the possibility of improving the heat transfer to a measure which serves to increase the flow rate of the hot gas stream. Since the flow rate of the hot gas stream is simultaneously determined by the amount of hot gas circulated, the flow velocity can also be controlled by the amount of hot gas circulated so that in the area of the flow channel containing the material to be treated and the hot gas stream there is a higher selected flow rate is maintained, independent of the outlet velocity of the waste gases from the rotary tube furnace. The blower connected by its suction line to the flow channel for the material to be processed and the burner hot gas stream and its discharge screed connected to the flow channel for the return flow of the hot gas stream need only ensure adequate gas return for this purpose. . The flow velocity of the hot gas coming into contact with the material to be processed, substantially increased over existing rotary tube furnaces, results in a decisive improvement in heat transfer without the risk of overheating, by avoiding the usual significant temperature drop along the length of the furnace away from the burner and for the material to be processed and for the hot gas stream connected to the blower suction, a substantially uniform temperature curve is guaranteed, which is preferably adapted to the heat demand of the material to be treated. This remains the need for energy ^; Rotary tube furnaces comparably small.

Vzhledem k tomu, že proudícím kanálem napojeným na výtlačné potrubí dmychadla muže být v oběhu přirozeně vedena pouze část proudu horkého plynu, musí být dbáno o to, aby mohlo být vždy odváděno množství horkých plynů, vyráběné hořákem. Za tím účelem je průřez vstupu sacího potrubí dmychadla odpovídajícím způsobem zvolen menší než průřez výstupního οίνο™ proudového kanálu pro proud horkého plynu. Toto je nutné také proto, aby bylo možno do proudového kanálu napojeného na sací potrubí dmychadla zavádět zpracovávaný materiál. Obzvlášť výhodné poměry se· dosáhnou dalším vytvořením vynálezu, kde proudový kanál napojený na výtlačné potrubí dmychadla probíhá soustředně s pecním pláštěm a mezi tímto proudovým kanálem a hořákem je v axiální vzdálenosti od výstupního otvoru proudového kanálu na straně hořáku umístěna vratná stěna.Since only a portion of the hot gas stream can naturally be circulated through the flow duct connected to the blower discharge pipe, care must be taken that the amount of hot gas produced by the burner can always be removed. For this purpose, the cross section of the inlet of the blower suction line is correspondingly chosen to be smaller than the cross section of the outlet flow channel for the hot gas stream. This is also necessary to allow the material to be fed into the flow channel connected to the blower suction line. Particularly advantageous ratios are achieved by a further embodiment of the invention, wherein the flow channel connected to the blower discharge pipe extends concentrically with the furnace shell and a return wall is located at an axial distance from the flow channel outlet on the burner side between the flow channel and the burner.

Vzhledem k tomu, že úprava napojení proudového kanálu na výtlačné · potrubí dmychadla v ose pece, pro vedení materiálu mezi tímto proudovým kanálem a pecním pláštěm, umožňuje rozprostření zpracovávaného materiálu na větším povrchu, je zaručena větší teplosměnná plocha a tím zlepšený přestup tepla. Přitom však musí být zabráněno tomu, aby proud horkého plynu, vyráběného hořákem, vstupoval do soustředného proudového kanálu, který je určen ke zpětnému vedení části proudu horkého plynu. Vratná stěna upravená mezi, soustředným proudovým kanálem a hořákem vede jednak horké plyny hořáku radiálně směrem ven a jednak obrací zpět pod tlakem proudící horké plyny z proudového kanálu, čímž se tyto horké plyny ze soustředného proudového kanálu mohou směšovat s proudem horkého plynu hořáku.Since adjusting the connection of the flow channel to the blower discharge line in the furnace axis to guide the material between the flow channel and the furnace jacket allows the material to be spread over a larger surface, a greater heat exchange surface and thus improved heat transfer is ensured. However, it must be prevented that the stream of hot gas produced by the burner enter the concentric flow channel, which is intended to return part of the stream of hot gas. The return wall provided between the concentric flow channel and the burner conducts the burner hot gases radially outwardly and reverses the pressurized hot gases from the flow channel under pressure so that the hot gases from the concentric flow channel can be mixed with the burner hot gas stream.

Je-li soustředný proudový kanál obklopen větším počtem proudových kanálů pro vedení materiálu a proudu horkého plynu, upravených na obvodu pecního pláště, může být plocha pece určená pro vedení zpracovávaného materiálu, vůči prstencovému prostoru, obklopujícímu soustředný proudový kanál, přídavně zvětšena a účinnost zvýšena. Rozdělení vedení horkého plynu do většího počtu proudových kanálů má výhodu ve zvýšení rychlosti proudění, jelikož v důsledku menšího průřezu proudění může být zmenšeno množství plynu určeného k obrácení.If the concentric flow channel is surrounded by a plurality of material flow channels and a hot gas stream provided at the periphery of the furnace jacket, the surface of the furnace intended to guide the material being processed may be additionally increased and the efficiency increased with respect to the annular space surrounding the concentric flow channel. Splitting the hot gas line into a plurality of flow channels has the advantage of increasing the flow velocity, since the amount of gas to be reversed can be reduced due to the smaller flow cross section.

Další možnost konstrukčního vytvoření spočívá v tom, že soustředný proudový kanál je tvořen keramickými trubkovými díly, spojenými kovovými manžetami, které jsou pomocí radiálních výztuh upevněny na pecním plášti, zasahujícím do kovových manžet, a radiální výztuhy nesou nebo tvoří dělicí stěny, rozdělující pecní plášť na sektory proudových kanálů pro materiál a proud horkého plynu.A further possibility of construction consists in that the concentric flow channel is formed by ceramic tubular parts connected by metal collars, which are fixed by means of radial stiffeners on the furnace sheath extending into the metal sleeves, and radial stiffeners carry or form dividing walls dividing the furnace sheath into flow channel sectors for material and hot gas stream.

Vložka, vytvořená v podstatě z keramického materiálu, je vhodná pro vysoké tepelné namáhání a může být jednoduše pomocí kovových manžet upevněna na pecním plášti, dbá-li se o to, aby radiální výztuhy měly odpovídající vyrobnání roztažnosti. Radiální výztuhy mohou být s výhodou využity pro vytvoření dělicích stěn, které rozdělí ve tvaru sektorů prstencový prostor mezi vložkou a pecním pláštěm na větší počet proudových kanálů.The liner formed essentially of ceramic material is suitable for high thermal stresses and can be simply attached to the furnace jacket by means of metal collars, provided that the radial stiffeners have adequate expansion. Advantageously, the radial stiffeners can be used to form partitions which divide the annular space between the liner and the furnace shell into a plurality of flow channels in the form of sectors.

Použije-li se namísto keramické vložky kovová vložka, musí se věnovat obzvláštní pozornost vznikajícímu tepelnému roztažení této vložky. K · tomu účelu může být pecní plášť opatřen vložkou z většího počtu plechů, zahnutých do tvaru U a rovnoběžných s osou pece, které jsou na pecním plášti upevněny pomocí k sobě přiléhajících ramen, odstávajících radiálně k ose pece, které mezi sebou a pecním pláštěm ohraničují po jednom proudovém kanálu pro zpracovávaný materiál a proud horkého plynu a mezi můstky, které · spojují ramena, ohraničují středový proudový kanál pro proud tlakového plynu.If a metal liner is used instead of a ceramic liner, particular attention shall be paid to the thermal expansion of the liner. For this purpose, the furnace sheath may be provided with an insert of a plurality of U-bent sheets parallel to the furnace axis, which are fixed to the furnace sheath by adjoining arms extending radially to the furnace axis defining between it and the furnace sheath one flow channel for the material to be processed and a stream of hot gas, and between the bridges connecting the arms, define a central flow channel for the pressurized gas stream.

Vzhledem k tomu, že plechy, vyhrnuté do tvaru U, jsou pouze svými rameny, směřujícími proti pecnímu plášti, na tomto plášti upevněny a mají směrem k ose pece volný prostor pro pohyb, mohou se ’ tyto plechy ve tvaru U při tepelném zatížení značně volně tvarovat, takže je zabráněno výskytu deformačních sil. Přestože chybí zvláštní konstrukční těleso pro středový proudový kanál, je tento proudový kanál vytvořen, jelikož plechy vyhnuté do tvaru U ohraničují vzájemným dolehnutím svých ramen s můstky, které spojují ramena, uzavřený kanál.Since the U-shaped sheets are only fastened to the furnace shell with their arms facing the furnace shell and have free movement towards the furnace axis, these U-shaped plates can become quite free under the thermal load shape, so that deformation forces are prevented. Although a separate structural element for the central flow channel is missing, this flow channel is formed since the U-shaped sheets limit their closed channel with the bridges which connect the arms with the bridges connecting the arms.

Další možnost vytvořit odpovídající proudové kanály spočívá v tom, že proudové kanály jsou tvořeny keramickými vložkami s radiálními podélnými stěnami. Tyto o sobě známé vložky umožňují obzvlášť vhodným způsobem konstrukční provedení vynálezu, obzvláště tehdy, jsou-li proudové kanály pro zpracovávaný materiál a proud horkého plynu opatřeny tepelně izolujícím vyložením. S takovým tepelně izolujícím vyložením může být zabráněno již tak vysokému tepelnému zatížení keramického materiálu, takže mohou být použity odpovídající levnější materiály. Pro ochranu tepelně izolujícího vyložení může být toto vyložení zakryto tepelně odolnými kovy, výhodně teplotně stálými odlitky.A further possibility of providing corresponding flow channels is that the flow channels consist of ceramic inserts with radial longitudinal walls. These inserts known per se enable the construction of the invention in a particularly suitable manner, in particular if the flow channels for the material to be processed and the hot gas flow are provided with a thermally insulating lining. With such a thermally insulating lining, an already high thermal load of the ceramic material can be avoided so that corresponding cheaper materials can be used. In order to protect the heat-insulating lining, the lining may be covered with heat-resistant metals, preferably thermally stable castings.

Aby bylo možno dosáhnout účinku podle vynálezu, a to zvýšení proudové rychlosti pro horké plyny bez zvýšení ztrát odpadního plynu, je také možné, aby proudový kanál pro materiál a proud horkého plynu byl vytvořen středovou trubkovou vložkou a prstencový prostor mezi vložkou a pecním pláštěm tvořil proudový kanál pro proud tlakového plynu. Takové vedení plynu je výhodné proto, že zpět vedený podíl horkého plynu, který již odevzdal část svého tepla zpracovávanému materiálu, je veden v oblasti pecního pláště, takže pecní plášť je chráněn před vyššími teplotními namáháními.In order to achieve the effect of the invention by increasing the flow velocity for hot gases without increasing waste gas losses, it is also possible for the material flow channel and the hot gas flow to be formed by a central tubular liner and an annular space between the liner and furnace jacket channel for pressurized gas stream. Such gas conduction is advantageous because the recirculated portion of the hot gas, which has already given part of its heat to the material to be processed, is guided in the region of the furnace jacket, so that the furnace jacket is protected from higher thermal stresses.

Vynález je znázorněn na příkladu provedení na připojených výkresech, kde značí obr. 1 rotační trubkovou pec podle vynálezu ve schematickém podélném řezu, obr. 2 příčný řez rotační trubkovou pecí podle čáry II—II z obr. 1 ve zvětšeném měřítku, obr. 3 příčný řez podle čáry III—III z obr. 1 rovněž ve zvětšeném měřítku, obr. 4 konstrukční variantu rotační trubkové pece odpovídající obr. 1, obr. 5 až 8 různé tvary řezů rotační trubkovou pecí pro vytváření rovnoběžných proudových kanálů a obr. 9 grafické znázornění teplotního průběhu proudu horkého plynu a zpracovávaného materiálu po délce pece.The invention is illustrated by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic longitudinal section of the rotary kiln according to the invention; FIG. 2 is a cross-section of the rotary kiln according to line II-II of FIG. Fig. 4 is a sectional view along line III-III of Fig. 1, also on an enlarged scale; Fig. 4 shows a design variant of the rotary tube furnace corresponding to Fig. 1, Figs. 5 to 8 different sectional shapes of rotary tube furnace for generating parallel flow channels; the temperature course of the hot gas stream and the material being processed along the length of the furnace.

Jak může být obzvlášť zjištěno z obr. 1, sestává znázorněná rotační trubková pec v podstatě z otáčivě uloženého pecního pláště 1, který je na jedné čelní straně opatřen vstupem 2 materiálu a druhé čelní straně horákem 3, aby bylo možno zpracovávaný materiál ovlivňovat protiproudem proudu horkého plynu z hořáku 3. Spalovací vzduch pro hořák 3 se přivádí potrubími 4, která jsou upravena rozděleně na obvodu pecního pláště 1. Hotově zpracovávaný materiál se vynáší potrubími 4. Pro odvod pecních odpadních plynů slouží odplyňovací potrubí 5 na straně vstupu materiálu rotační trubkové pece.As can be seen in particular from FIG. 1, the rotary tube furnace illustrated consists essentially of a rotatably mounted furnace shell 1, which is provided with a material inlet 2 on one end and a burner 3 on the other side to counteract the material to be treated. The combustion air for the burner 3 is supplied via ducts 4, which are arranged at the periphery of the furnace jacket 1. The material to be processed is discharged via ducts 4. The exhaust gas ducts 5 at the material inlet side of the rotary tube furnace are used for exhausting the kiln waste gases.

Aby se zvýšila rychlost proudu horkého plynu, a tím se zlepšil přestup tepla z horkých plynů na zpracovávaný materiál, je podle obr. 1 soustředně s pecním pláštěm 1 umístěn trubkový proudový kanál 6, s nímž rovnoběžně probíhá proudový kanál 7 mezi proudovým kanálem 6 tvořeným trubkovou vložkou 8 a pecním pláštěm 1. Tyto oba proudové kanály 6 a 7 jsou otevřeny směrem к hořáku 3, přičemž mezi vložkou 8 a hořákem 3 je v axiální vzdálenosti od výstupního otvoru 9, ze strany hořáku, umístěna vratná stěna 10, která zabraňuje tomu, aby proud horkého plynu hořáku 3 vnikl do proudového kanálu 6. Proud horkého plynu hořáku 3 je tedy nucen proudit proudovým kanálem 7, kterým je v protiproudu veden zpracovávaný materiál.In order to increase the velocity of the hot gas stream and thereby to improve the heat transfer from the hot gases to the material to be treated, a tubular flow channel 6 is disposed concentrically with the furnace jacket 1 with which the flow channel 7 extends parallel to the flow channel 6 The two flow channels 6 and 7 are open towards the burner 3, wherein a return wall 10 is located between the insert 8 and the burner 3 at an axial distance from the burner side 9, The hot gas flow of the burner 3 is thus forced to flow through the flow channel 7 through which the material to be processed is countercurrent.

V oblasti výstupního otvoru 11 proudového kanálu 7, přivráceného ke vstupu 2 materiálu, ústí sací potrubí 12 dvou dmychadel 13, která jsou upravena vně na pecním plášti 1. Výtlačná potrubí 14 těchto dmychadel 13 jsou napojena na proudový kanál 6, takže podíl proudu horkého plynu, nasátý z proudového kanálu 7, je ve směru, opačném ke směru proudu v proudovém kanálu 7, tlačen středovým proudovým kanálem 6. Podíl plynu vedený zpět proudovým kanálem 6 je na vratné stěně 10 obrácen a smísí se s proudem horkého plynu z hořáku 3. Působením vratného proudu vedeného přes dmychadla 13 se zvětší množství plynu, proudící proudovým kanálem 7, v závislosti na dopravním výkonu dmychadel 13, vůči množství horkého plynu z hořáku 3, což se nuceně projeví ve zvýšení rychlosti proudu. Se zvýšením rychlosti proudu horkých plynů v proudovém kanálu 7 se značně zlepší přestup tepla z těchto horkých plynů na zpracovávaný materiál. Přitom neodpadá žádné větší množství pecního odplynu, poněvadž pouze část proudu horkého plynu je vedena v oběhu. Oběhové vedení části proudu horkého plynu má za následek nejen zvýšení rychlosti proudu v proudovém kanálu 7 s uloženým zpracovávaným materiálem, nýbrž se také příznivě projevuje na průběhu teploty po délce pece, jelikož se přívodem chladnějšího množství horkého plynu jednak ochladí proud horkého plynu hořáku 3, čímž nevznikne nebezpečí přehřátí zpracovávaného materiálu, a jednak se dosáhne vyšší hladina teploty v oblasti výstupního otvoru 11 proudového kanálu 7, přivráceného ke vstupu materiálu.In the region of the outlet opening 11 of the flow channel 7 facing the material inlet 2, the suction line 12 of two blowers 13 extends outwardly on the furnace shell 1. The discharge lines 14 of these blowers 13 are connected to the flow channel 6 so that the hot gas stream sucked in from the flow passage 7, in the direction opposite to the flow direction in the flow passage 7, is pushed by the central flow passage 6. The proportion of gas conducted back through the flow passage 6 is reversed on the return wall 10 and mixed with the hot gas stream from the burner. The effect of the return flow through the blowers 13 increases the amount of gas flowing through the flow passage 7, depending on the conveying capacity of the blowers 13, relative to the amount of hot gas from the burner 3, which is forcibly reflected in an increase in flow rate. As the flow rate of the hot gases in the flow passage 7 increases, the heat transfer from these hot gases to the material to be treated is greatly improved. In this case, no larger amount of furnace offgas is dispensed with, since only part of the hot gas stream is circulated. The recirculation of a portion of the hot gas stream not only results in an increase in the flow velocity in the flow channel 7 containing the material to be processed, but also has a favorable effect on the temperature along the furnace length. there is no risk of the material being overheated and, on the other hand, a higher temperature level is achieved in the region of the outlet opening 11 of the flow channel 7 facing the material inlet.

Na obr. 9 je znázorněn zásadní průběh teploty po délce pece stávajících rotačních trubkových pecí ve srovnání s rotační trubkovou pecí podle vynálezu. Přitom je na souřadnici Y souřadnicového systému vynesena teplota a na souřadnici x délka pece, počínaje od vstupu 2 materiálu až к hořáku 3. Čárkovaná křivka 15a představuje průběh teploty pro proud horkého plynu bez vedení části horkého plynu v kruhovém oběhu, přičemž podle očekávání značně narůstá teplota proudu horkého plynu za hořákem a potom v podstatě konstantně klesá až к výstupní teplotě. Podle vynálezu působením chlazení proudu horkého plynu pomocí zpětně vedených chladnějších plynů průběh 15b teploty proudu horkého plynu za hořákem 3 značně poklesne, aby probíhal v oblasti proudového kanálu 7 takřka konstantně. Mezi proudovým kanálem 7 a pecním výstupem pak teplota pecních odplynů značně klesne. V důsledku toho se zpracovávaný materiál podle plně vytažené křivky 16a pro stávající rotační trubkové pece rovnoměrně ohřeje, přičemž nemůže být brán ohled na spotřebu tepla podle průběhu reakce. Existuje dokonce nebezpečí, že zpracovávaný materiál bude v oblasti před hořákem 3 přehříván. Průběh teploty zpracovávaného materiálu u rotační trubkové pece podle vynálezu, znázorněný křivkou 16b, zaručuje obzvlášť výhodné podmínky, přičemž dodávka tepla nemůže být přizpůsobena spotřebě tepla.Fig. 9 shows the principal temperature curve over the length of the furnace of the existing rotary tube furnaces compared to the rotary tube furnace according to the invention. In this case, the temperature is plotted at the coordinate system Y and the furnace length x at the x coordinate, starting from the material inlet 2 to the burner 3. The dashed line 15a represents the temperature curve for the hot gas flow without guiding part of the hot gas in the circulation. the temperature of the hot gas stream downstream of the burner and then substantially decreases substantially to the outlet temperature. According to the invention, by cooling the hot gas stream by means of recirculated cooler gases, the temperature curve 15b of the hot gas stream downstream of the burner 3 decreases substantially so that it runs almost constant in the region of the flow channel 7. Between the flow channel 7 and the furnace outlet, the temperature of the furnace off-gases then drops considerably. As a result, the material to be processed is uniformly heated according to the fully extended curve 16a for the existing rotary tube furnaces, and the heat consumption according to the course of the reaction cannot be taken into account. There is even the danger that the material to be treated will be overheated in the region upstream of the burner. The temperature curve of the material to be processed in the rotary tube furnace according to the invention, represented by curve 16b, guarantees particularly advantageous conditions, and the heat supply cannot be adapted to the heat consumption.

Pro konstrukční variantu podle obr. 4 platí v podstatě stejné podmínky. Na rozdíl od rotační trubkové pece, znázorněné na obr. 1, není zpracovávaný materiál veden ve vnějším proudovém kanálu, nýbrž ve středovém proudovém kanálu 7, který je obklopen proudovým kanálem 6 pro proud plynu, vedený v kruhovém oběhu. Přitom je opět chlazen proud horkého plynu hořáku 3, vnikající do středového proudového kanálu 7, a to pomocí podílu proudu vedeného oběhem, rychlost proudu se odpovídajícím způsobem zvětšením objemu plynu zvětší, přičemž dochází ke stejným účinkům.For the design variant of FIG. 4, substantially the same conditions apply. In contrast to the rotary tube furnace shown in Fig. 1, the material to be processed is not guided in the outer flow channel but in the central flow channel 7, which is surrounded by the flow channel 6 for the gas flow conducted in a circular circulation. In this case, the hot gas flow of the burner 3 entering the central flow channel 7 is again cooled by means of a proportion of the current flow, the flow rate correspondingly being increased by increasing the gas volume, with the same effects.

Aby byla udržena velká plocha pro výměnu tepla, je vhodné rozdělit proud horkého plynu do více proudových kanálů 7, které jsou upraveny rozděleně kolem středového proudového kanálu 6 pro zpětné vedení části tohoto proudu horkého plynu. Jelikož každý z proudových kanálů 7 vede také část zpracovávaného materiálu, může se zpracovávaný materiál rozprostřít po celé větší ploše, což zajišťuje požadovanou velkou plochu pro výměnu tepla. V této souvislosti je třeba vzít samozřejmě v úvahu také pohyb materiálu v důsledku otáčení pecního pláště.In order to maintain a large heat exchange area, it is desirable to divide the hot gas stream into a plurality of flow channels 7 which are arranged distributed around the central flow channel 6 to return a portion of this hot gas stream. Since each of the flow channels 7 also carries a portion of the material to be processed, the material to be processed can extend over a larger surface area, providing the required large area for heat exchange. In this context, the movement of the material due to the rotation of the furnace shell must of course also be taken into account.

Na obr. 5 až 8 jsou znázorněny různé možnosti, jak získat více proudových kanálů 7, které jsou upraveny kolem středového proudového kanálu 6. Podle obr. 5 sestává soustředný proudový kanál 6 z keramických trubkových dílů 18, doražených к sobě a spojených pomocí kovových manžet 18, které jsou pomocí radiálních výztuh 19 upevněny na pecním plášti 1. Toto upevnění musí být však provedeno tak, aby mohlo být vyrovnáváno tepelné roztažení radiál-5 to 8 show various possibilities for obtaining a plurality of flow channels 7 which are arranged around the central flow channel 6. According to FIG. 5, the concentric flow channel 6 consists of ceramic tubular parts 18, joined together and connected by metal collars 18, which are fastened to the furnace shell 1 by means of radial stiffeners 19. However, this fastening must be designed in such a way that the thermal expansion of the radial

Claims

1. A rotary tube furnace provided with a furnace jacket to which a burner is associated on the front side opposite the material inlet and which surrounds at least two parallel axial flow channels resulting in a burner region, one flow channel carrying the material carrying a hot jet The burner gas stream and the second flow passage lead in a countercurrent to the hot gas flow a pressurized gas flow, characterized in that the pressurized gas flow passage (6) is connected to a discharge pipe (14) of stiffeners 19. In order to form the flow passages 7 material and hot gas, form radial stiffeners 1Ί of the partition wall 20, which divide the annular space between the flow channel 6 and the furnace jacket 1 into sectors.

According to FIG. 6, a metal liner is used for the furnace jacket 1. This liner is provided with a plurality of U-shaped sheets 21 whose arms 22 extend radially opposite the furnace shell in pairs and are connected to the furnace shell 1. The bridges 23 connecting these arms 22 therefore delimit a central channel which can serve as a flow channel 6 for the return of hot gases. Due to the one-sided clamping of the U-shaped sheets 21, considerably free deformation is guaranteed for these sheets so that thermal expansion cannot lead to any harmful deformation forces.

According to FIG. 1, the flow channels 6 and 7 are formed by ceramic inserts 24, which are provided with an alternate opening for the flow channel 6 and radial longitudinal walls 25 for dividing the flow channels 7. The number of the flow channels 7 can be selected accordingly. 8 differs from FIG. 7 in that the ceramic liners 24 of the furnace shell 1 carry a thermal insulation lining 26 in the region of the flow channels 7, which prevents a higher thermal load on the ceramic material. This lining 26 may be provided with a cover of thermally stable castings.

Moreover, the flow channels 7 may be provided with blades, ribs, guide walls and the like intended to carry the material, which need not be described in detail.

By means of the measures according to the invention, the flow rate of the hot gas stream has been increased by more than half compared to known rotary tube furnaces, without increasing the losses of off-gases.

The blower output can be controlled by a variable speed drive and automatically adapted to the actual power requirement.

of the at least one blower (13) provided on the furnace jacket (13), the suction line (12) of which flows in the region of the outlet opening (11) of the flow channel (7) for the hot gas flow from the burner (3) and (2) the blower (13) is smaller than the cross section of the outlet opening (11) of the flow channel (7) for the hot gas stream.

Rotary tube furnace according to claim 1, characterized in that the flow channel (6), connected to the discharge pipe (14) of the blower (13), runs concentrically with the furnace jacket (1) and between the flow channel (6). 6) and a burner (3) is provided with a return wall (10) at an axial distance from the outlet opening (9) of the flow channel (6) on the burner side.

Rotary tube furnace according to claim 2, characterized in that the concentric flow passage (6) is surrounded by a plurality of flow passages (7) for guiding the material and the hot gas stream disposed at the periphery of the furnace jacket (1).

Rotary tube furnace according to claim 3, characterized in that the concentric flow channel (6) consists of ceramic tube parts (18) connected by metal sleeves (17) which are fixed to the furnace shell (1) by means of radial stiffeners (19). , extending into the metal collars (17) and radial stiffeners (19) support or form partitions (20) dividing the furnace shell (1) into the flow channel sectors (7) for the material and the hot gas stream.

Rotary tube furnace according to claim 3, characterized in that the furnace jacket (1) is provided with an insert formed of a plurality of sheets (21) bent U-shaped and arranged parallel to the furnace axis which is fixed to the furnace jacket (1) by double , there are arms (22) lying on one another, projecting radially with respect to the furnace axis, between which a flow channel (7) for the material and the hot gas stream is bounded between the furnace shell (1) and between its bridges (23) connecting the arms (22) 1), the central flow channel (6) for the pressurized gas flow is delimited.

Rotary tube furnace according to claim 3, characterized in that the flow channels (6, 7) are formed by ceramic inserts (24) with radial longitudinal walls (25).

Rotary tube furnace according to claim 6, characterized in that the material flow channels (7) and the hot gas stream are provided with a thermally insulating lining (26).

Rotary tube furnace according to claim 1, characterized in that the material flow channel (7) and the hot gas stream are formed by a central tube insert and the annular space between the liner and the furnace jacket (1) forms a flow channel (6) for the pressurized gas stream. .