DE2310853B2 - Vorwaermer fuer einen drehrohrofen - Google Patents

Description

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Aufgrund der Rosations^rnrncirii. der Gasströmung wird außerdem das durch d?n Behälter fließende Material sehr gleichmäßig erwärmt

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführur.gsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch tinen erfindungsgemäßen Vorwärmer entlang der Linie 1-1 in F i g. 2;

Fig.2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie i-3 in Fig. 2.

Der :n den Zeichnungen dargestellte Vorwärmer besteht aus einem Behalter 11 mit einem äußeren Stahlmantel 12 und einer Auskleidung 13 aus hitzebeständigem Material. ,₅

Das Material 14 wird in einem zylindrischen Abschnitt 15 dieses Behälters zugeführt. Ein Gasauslaß 16 ist konzentrisch im Abschnitt 15 angeordnet, nach unten offen und hat einen erweiterten Außendurchmesser von etwa 60 bis 75% des Behälteriurchmessers. Der Abzug wird von einer waagrechten Leilung 17 gebildet. die sich durch den Abschnitt 15 erstreckt und zu einem nicht gezeigten Gebläseeinlaß führt. Die Spitze des Behälterabschnitts 15 wird von einer schematisch strichpunktiert gezeigten Zuführungseinrichtung 18 abgeschlossen, durch die das Material eingeführt wird, so daß die Ofenabgase durch eingeleiteten Druck durch das Material abgezogen werden kann, ohne daß kalte Umgebungsluft eingezogen wird. Die Zufuhmngseinrichtung kann etwa als Drehtor mit einer Vielzahl von durch radiale Flügel gebildeten Abschnitten abgebildet sein. Das obere Niveau 19 des Materials wird an einer Stelle oberhalb des Gasauslasses 16 gehalten, so daß das Material ein symmetrisches Stem\olumen zum Durchführen der Gase bildet. Be. einer geeigneten Tiefe unterhalb des Niveaus des Gusauslasses 16 sind die zvlmdrischen Vorwarmerwände auf einen größeren Durchmesser vergrößert Der Vorwärmer hai einen waagrechten Absatz 21, der die Abschnitte 15 und 20 verbindet und sich über den Abschnitt 20 hinaus erstreckt- Von der Außenkante des Absatzes 21 erstreckt sich eine Wand 22 nach unten und bidet auf diese Weise einen ringförmigen Verteilerkanal 23 zwischen dem Abschnitt 20 und der Wand .22. Die Abgase 24 aus dem nicht gezeigten Drehofen werden ti :a-h die Leitung 25 aufwärts diesem Kanal zugeführt. \\ ,_feen des Ruhewinkels der kegelstumpfförinigen Fläche 26 des Materials 14 w ird unterhalb des Rands 21 ein ringförmiger Zwischenraum 27 gebildet. Unmittelbar unterhalb des Rands 21 ist in der oberen Kante des Abschnitts 20 eine Vielzahl von Öffnungen 28, die den Gaseinlaß bilden, vorgesehen. Die heißen Gase werden vom Verteilerkanal 23 durch die Öffnungen 28 in das Matenalbett nach innen gezogen. Der Strom der heißen Gase bei der Bewegung durch diese Öffnungen ist im allgemeinen radial nach innen sowie quer zur Abwärtsbewegung des Materials gerichtet. Die heißen Gase werden auf diese Weise gleichmäßig über die verhältnismäßig große, kegelstumpfförmige Fläche des Materials verteilt, das gegenüber der Abzugsfläche symmetrisch verteilt ist. Die Gase strömen durch die Zwischenräume im Material nach oben, wenn sie durch den Abschnitt 15 strömen. Der Verteilerkanal 23 gestattet ein Ab ,eizen des in .den Gasen mitgeführten Staubs, der durch Abzugskanäle entfernt werden kann.

Im Vorwärmer ist ein sich unterhalb des Abschi.itts 20 erstreckender als Durchglühbereich dienender Materialhalteabschnitt 29 gebildet. Dieser Abschntt ist konisch, mit verhältnismäßig steilem Winkel ausgebildet und fuhrt abwärts zu einem einzelnen, zentralen Materialauslaß 3i mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt. Am Materialauslaß 31 ist eine schematisch und strichpunktiert dargestellte Beschickungseinrichtung 32 befestigt, die Material durch ein strichpunktiert dargestelltes, übliches Beschickungsrohr 33 zum nicht gezeigten Drehofen abgibt. Um eine Bewegung des Materials über dem gesamten Querschnitt des Vorwärmers sicherzustellen, ist innerhalb des konischen Materialhalteabschniues 29 ein Prallkörper 34 angeordnet. Dieser Prallkörper 34 ist über dem Hauptteil seiner Lange konisch und in diesem Bereich komplementär zum Materialhalteabschnitt 29 ausgebildet und hat an seinem Oberteil umgekehrt konische Form 35. Der Prallkörper 34 wird von einer Vielzahl radialer Träger 36 getragen und gewährleistet auf diese Weise eine Bewegung des Materials über dem gesamten Quer schnitt des Materialhalteabschnitts 29 zum Materialauslaß 31. Wegen des hohen Widerstands des tiefen Maierialbettes und der verhältnismäßig k/einen Querschnittsfläche findet in dieser Zone nur ein geringer Gasstrom statt. Auf diese Weise bildet der Materialhalteabschnitt eine Haltezone, in der die Hitze vom Inneren der Materialteilchen aufgenommen wird.

Die Bemessung des Materialhalteabschnitts 29 und insbesondere die Verweilzeit für das darin befindliche Material ändern sich entsprechend den Erfordernissen. Diese werden durch drei Faktoren beherrscht:

a) Temperatur der in den Abschnitt 20 eintretenden Gase.

b) Durchschnittsgröße der Materialteilchen.

c) Wärmeleitfähigkeit des Materials.

Das gerade aus dem Abschnitt 20 ausgetretene Material hat grundsätzlich eine der Gastemperatur gleiche Oberflächememperatur. F.s sei z. B. angenommen, daß an der Oberfläche eines kugelförmigen Teilchens mit 38 mrn Durchmesser eine Temperatur von 3632 C und in der Mitte eine Temperatur von 2192' C herrscht. Bei einer Wärmeleitfähigkeit im voraussichtlichen Bereich von Schieferstein oder Schieferton (für Öfen mit leichten Zuschlagstoffen) dürfte die Wärmeleitung die Temperaturen oberhalb der äußeren 9.5 mm (oder ^7/8 des gesamten Teilchenvolumens) ir sieben bis elf Minuten ausgleichen.

Kalkstein unterscheidet sich darin, daß in der Berührungszone Hitze zur Herstellung eines dünnen Kalziumoxidfilms auf der Steinoberfläche verbraucht wird, so daß das Innere des Materials nicht zu viel Hitze aufnimmt. Wenn sich das Material durch den Materialhalteabschnitt 29 bewegt, kann die Oberfläche wieder aufkohlen, bildet Kalkstein und gibt Hitze ab. Dies vergrößert das Erreichen eines relativen Gleichgewichts und erfordert eine längere Zeit in dem Materialhalteabschnitt.

Im Betrieb strömen die heißen Gase 24 aufwärts durch die Leitung 25 und um den Verteilerkanal 23 herum, treten in den Zwischenraum 27 über die öffnungen 28 ein und bewegen sich durch die Hohlräume im Material 14. Diese Gase strömen durch den zylindrischen Abschnitt 15 des Vorwärmers aufwärts. Wenn sich das Material durch diese Zone abwärts bewegt, breitet es sich zum Abschnitt 20 hin aus. Dieser Abschnitt ist, wie der Abschnitt 15, ein aktiver Heizbereich, indem die heißen Gase durch die Materialhohlräume strömen. Da der Heizbereich verhältnismäßig nahe an der Zuführungseinrichtung 18 liegt, durch die die Teilchen bei Umgebungstemperatur

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ren eintreten, gibt es große Temperaturdifferenzen zwischen den heißen Gasen und den Oberflächen der Teilchen. Dies ergibt eine unmittelbare große Wärmeaufnahme.

Da das erhitzte Material sich weiterhin abwärts bewegt, tritt es in den Materialhalteabschnitt 29 ein, wo es stufenweise hinaus zu einem verhältnnismäßig schmalen Querschnittsbereich verengt wird und dann durch den Materialauslaß 31 austritt. Während der Zeit, in der sich das Material in dem Materialhalteabschnitt befindet, dringt die von den äußeren Abschnitten der Teilchen aufgenommene Wärme in ihr Inneres und erzeugt eine gleichförmigere Temperatur der Teilchen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 23 10 353
   ι

   (US-PS 25 90 090) ist der Gaseinlaß am unleren Ende

   Patentansprüche: des Behälters, und zwar unterhalb einer konischen

   Verengung, durch die das Material hindurchtntt,

   1. Vorwärmer für einem Drehrohrofen zuzufüh- angeordnet und er besteht aus einer an der Seitenwand rendes körniges Material, bestehend aus einem 5 des Behälters angeordneten einzelnen Öffnung. Der feuerfest ausgekleideter. Behälter mit einem einen Luftauslaß befindet sich am oberen Ende des Behälters. Matertaleinlaß bildenden oberen zylindrischen Ab- und er besteht ebenfalls aus einer einzelnen Öffnung, die schnijt^inem sich an diesen zylindrischen Abschnitt seitlich versetzt zu dem sich in der Mitte des Behälters anschließenden Mittelabschnitt vergrößenen befindlichen Materialeinlaß angeordnet ist. Da der Durchmessers, einem sich an den Mittelabschniit «o Gaseinlaß im Bereich des Materialauslasses angeordnet anschließenden Materialhalteabschnitt. einem am ist, wird das Material gerade im Materialauslaß extrem Boden des Materialhalteabschnitts angeordneien hohen Temperaturen ausgesetzt. Die aus dem Vorwär-Materialauslaß. einem im Bereich des Materialein- mer austretenden Materialkörper nehmen somit eine lasses angeordneien Gasauslaß, und einem unterhalb sehr hohe Oberflächentemperatur an. wogegen sie in des Materialeinlasses angeordneten Gaseinlaß, d a - «5 ihrem Inneren verhältnismäßig kalt bleiben. Dies führt durch gekennzeichnet, daß der Gasauslaß nicht nur zu hohen Abstrahlverlusten, sondern hat auch (16) konzentrisch innerhalb des den Materialeinlaß den Nachteil, daß das in den Drehrohrofen eintretende bildenden oberen Abschnitts (15) des Behälters (H) Material aufgrund seiner hohen Oberflächentemperatur angeordnet ist, wobei sich das Niveau (19) des nur relativ wenig Wärme vom Drehrohrofen absorbiekörmgen Materials (14) oberhalb des Gasauslasses *> ren kann. Ferner bedingt die seitliche Anordnung des befindet und daß der Gaseinlaß aus mehreren über Gaseinlasses sowie Gasauslasses eine asymmetrische den umfang verteilten, angrenzend an der Oberseite Strömung des Gases durch das Material, was zu einer des Mittelabschnitts angeordneten Öffnungern (28) ungleichmäßigen Erwärmung des Materials und unter besteht. Umständen zu örtlichen Überhit/ungen führen kann. Da

   2. Vorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 schließlich das Gas durch die gesamte Höhe des im zeichnet, daß der Gaseinlaß (28) mit beträchtlichem Gehälter befindlichen Materials strömen muß. um vom Höhenunterschied zu dem Materialauslaß (31) Gaseinlaß zum Gasauslaß zu gelangen, findet es einen angeordnet ist und der Materialhalleabschnitt so relativ hohen Strömungswiderstand vor. der den große Abmessungen aufweist, daß in den durch den Strömungsdurchsat/ und damit die Wärmeausbeute Materialhalteabschnitt (29) nach unten wandernden 3° verringert.

   Körnern ein Wärmeausgleich zwischen Oberseite Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

   und Innerem der Körner möglich ist. Vorwarmer der eingangs angegebenen Art so aus/ubil-

   i. Vorwärmer nach Anspruch I oder 2. dadurch den. daß eine bessere und gleichmäßigere Wänr.caufgekennzeichnet. daß der Materialhalteabschniti (30) nähme des Materials im Behälter gewährleistet ist.
   konisch ausgebildet ist un4 konzentrisch innerhalb 35 Diese Aufgabe wird bei einem Vorwärmer mit den des Materialhalteabschnitts (29) ein konisch ausgt;- eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß bildeter Prallkörper(34) angeordnet ist. dadurch gelöst, daß der Gasauslaß konzentrisch

   4. Vorwärmer nach einem der Ansprüche I bis i. innerhalb des den Materialeinlaß bildenden oberen dadurch gekennzeichnet. d.-?ß um die Öffnungen (28) Abschnitts des Behälters angeordnet ist. wobei sich das herum ein ringförmiger Verteilerkanal (23) angeord- 4° Niveau des körnigen Materials oberhalb des Gasauslas net ist. ses befindet, und daß der Gaseinlaß aus mehreren über

   5. Vorwärmer nach Anspruch 4. dadurch gekenr- den Umfang verteilten, angrenzend an der Oberseile zeichnet, daß der Verteilerkanal (23) einen uniercn des Miilclabschnitts angeordneten öffnungen besteht.
   Staubsammelabsehnitt aufweist, in dessen Boden Das Gas durch mehrere über den Umfang verteilte Abzugskanäle für den Staub vorgesehen sind. 45 Öffnungen zuzuführen, ist bei Vorwärmern für sich

   6. Vorwärmer nach einem der Ansprüche I bis 5, bereits bekannt (FR-PS 10 83 593).

   dadurch gekennzeichnet, daß der Gasauslaß (16) aus Durch die erfindungsgeinäße Ausbildung erhält man

   einem sich nach unten erweiternden Konus besteh . eine rotationssymmetrische, radial nach innen gerichte-

   der mit einer horizontal durch den zylindrischen te Strömung des Gases vom Gaseinlaß/um Gasauslaß.

   Abschnitt des Behälters verlaufenden Leitung (17) 50 Von besonderer Bedeutung in diesem Zusammenhang

   verbunden ist. ist das Merkmal, daß das Gas un der Oberseite des

   Mitteiubschnitts. also unmittelbar .mgren/enil am

   Materialeinlaß und somit mit erheblichem Absland /um

   Materialauslaß angeordnet ist. Hierdurch wird zum 55 einen erreicht, daß das vom Gaseinlaß zum Gasauslaß

   Die Erfindung betrifft einen Vorwärmer für einem strömende Gas nur einen verhältnismäßig geringen

   Drehrohrofen zuzuführendes körniges Material, beste Weg durch das Material hindurch zurücklegen muß.

   hend aus einem feuerfest ausgekleideten Behälter mil wodurch ein hoher Strömungsdurchsatz erreicht wird,

   einem einen Materialeinlaß bildenden oberen zylindri- Zum andern wird das Material unmittelbar nach Eintritt

   sehen Abschnitt, einem sich an diesen zylindrischen 60 in den Behälter erwärmt, und nach der Erwärmung

   Abschnitt anschließenden Mittelabschnitt vergrößenen verbleibt es noch eine geraume Zeit in dem Behälter,

   Durchmessers, einem sich an den Mittelabschnitt und zwar in dem Materialhalteabschnitt zwischen dem

   anschließenden Materialhalteabschnitt, einem am Bo- Gaseinlaß und dem Materialauslaß. Das erwärmte Gas

   den des Materialhalteabschnitts angeordneten Mate- verbleibt somit solange im Behälter, bis ein Wärmeaus-

   rialauslaß. einem im Bereich des Materialeinlasses ⁶S lausch zwischen der Oberfläche und dem Inneren der

   angeordneten Gasauslaß, und einem unterhalb des Materialkörner stattgefunden hat. Hierdurch wird eine

   Materialeinlasses angeordneten Gaseinlaß. relativ große Wärmemenge absorbiert, ohne daß die

   Bei einem vorbekannten Vorwärmer dieser Art Oberflächentemperatur zu große Werte annimmt.