Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärme­behandlung von feinkörnigem Gut mit Drehrohrofen (4), Vorwärmer und Brennkammer (2) zur Vorcalcination, wo­bei die Decke der Brennkammer eine zur Drallstabi­lisierung dienende zentrale Einbuchtung (9) aufweist, deren Boden mit der Brennstoffzuführung (10) versehen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (entspre­chend dem Oberbegriff des Anspruches 1) zur Wärme­behandlung von feinkörnigem Gut, wie Zementrohma­terial.

[0002] Vorrichtungen entsprechend dem Oberbegriff des An­spruches 1 sind beispielsweise durch die DE-A- 24 51 197 und 27 37 992 bekannt. Sie ermögli­chen eine Vorcalcination (Entsäuerung) des vorge­wärmten Gutes in der mit Kühlerabluft (Tertiärluft) versorgten Brennkammer, wobei das auf diese Weise schon hoch erhitzte und weitgehend entsäuerte Gut anschließend in die Ofenabgasleitung eingetragen wird und hier durch die heißen Ofenabgase und even­tuell zusätzlichen Brennstoff eine weitere Entsäue­rung erfährt ,ehe es nach Abscheidung im untersten Zyklon des Vorwärmers in den Drehrohrofen gelangt.

[0003] Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist die Decke der im oberen Bereich zylindrisch ausgebilde­ten Brennkammer im wesentlichen eben und im Bereich ihrer Mitte mit der Brennstoffzuführung versehen. Praktische Erfahrungen mit derartigen Vorrichtungen lassen es als wünschenswert erscheinen, die Verbren­nungsbedingungen in der Brennkammer sowie den Ver­brennungsstart zu verbessern.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kenn­ zeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

[0005] Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge­genstand der Unteransprüche.

[0006] In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Schemadarstellung eines ersten Aus­führungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 und 3 Teildarstellungen der für die Erfin­dung wesentlichen Elemente der Vor­richtung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Brennkammer gemäß den Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 bis 7 Schemadarstellungen (entsprechend Fig 2) von drei weiteren Ausführungs­beispielen der Erfindung.

[0007] Die in den Fig. 1 bis 4 veranschaulichte Vorrich­tung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut, ins­besondere von Zementrohmaterial, enthält einen nur ganz schematisch dargestellten mehrstufigen Vorwär­mer 1 zur Vorwärmung des Gutes. Dieser Vorwärmer 1 besteht vorzugsweise aus einer Anzahl von über ihre Gas- und Gutleitungen miteinander verbundenen Zyklo­nen, in denen das Gut stufenweise durch die heißen Abgase der nachstehend beschriebenen Brenn- und Vor­ calcinationszone vorgewärmt wird.

[0008] Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 enthält weiterhin eine Brennkammer 2, einen Zyklon 3, einen Drehrohrofen 4 sowie einen Kühler 5.

[0009] Die in ihren Einzelheiten aus Fig. 4 ersichtliche Brennkammer 2 enthält einen zylindrisch ausgebilde­ten oberen Bereich 6 und einen als Trichter 7 aus­gebildeten unteren Bereich. Die Decke 8 der Brenn­kammer ist mit einer nach unten gerichteten zentra­len Einbuchtung 9 versehen, deren Boden 9a mit einer Brennstoffzuführung 10 versehen ist.

[0010] Weiterhin enthält die Brennkammer 2 im oberen Be­reich auf Höhe der zentralen Einbuchtung 9 eine tan­gentiale Verbrennungsluftzuführung 11. Der Boden 9a der zentralen Einbuchtung 9 liegt dabei etwas tie­fer als die Unterkante der tangentialen Verbrennungs­luftzuführung 11.

[0011] Im mittleren Teil der Höhe des oberen, zylindrisch ausgebildeten Bereiches 6 der Brennkammer 2 sind in der Umfangswand der Brennkammer zwei einander diametral gegenüberliegende Gutzuführungen 12, 13 (beispielsweise in Form von Streukästen) vorgesehen.

[0012] Das Verhältnis der Länge L zum Durchmesser D des obe­ren, zylindrisch ausgebildeten Bereiches 6 der Brenn­kammer liegt zweckmäßig zwischen 2 und 2,5.

[0013] Eine an den Kühler 5 angeschlossene,Kühlerabluft (sogenannte Tertiärluft) führende Leitung 14 ver­zweigt sich bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestell­ten Ausführungsbeispiel in eine mit der Brennkammer 2 verbundene Leitung 14a und zwei Leitungen 14b, 14c, die direkt an die den Drehrohrofen 4 mit dem Zyklon 3 verbindende Ofenabgasleitung 15 ange­schlossen sind.

[0014] Die Leitung 14a mündet über die bereits erwähnte Verbrennungsluftzuführung 11 in die Brennkammer 2 ein, während die Leitungen 14b und 14c - wie Fig.2 erkennen läßt - mit nach unten gerichteter Neigung in die Ofenabgasleitung 15 einmünden. In den ge­nannten drei Leitungen 14a, 14b und 14c sind je­weils Klappen 16a, 16b, 16c zur Einstellung der in die Brennkammer 2 und in die Ofenabgasleitung 15 eingeführten Luftströme vorgesehen.

[0015] Der Trichter 7 der Brennkammer 2 ist mit der Ofen­abgasleitung 15 verbunden, wobei die Einmündung dieses Trichters 7 in die Ofenabgasleitung 15 auf gleicher Höhe, oberhalb oder unterhalb der Einmün­dung der Leitungen 14b und 14c liegen kann.

[0016] Die Leitungen 14b und 14c sind kurz vor ihrer Ein­mündung in die Ofenabgasleitung 15 mit Anschlüssen 17b, 17c zur Zuführung von Brennstoff sowie mit Anschlüssen 18b, 18c zur Zuführung von vorgewärm­tem Gut versehen (vgl. Fig. 2). In Fig. 1 sind die vom Vorwärmer 1 zu den Anschlüssen 18b, 18c führen­ den Gutleitungen schematisch mit 18ʹb bzw. 18ʹc bezeichnet. In entsprechender Weise sind die zu den Gutzuführungen 12, 13 der Brennkammer 2 füh­renden Leitungen mit 12ʹ bzw. 13ʹ gekennzeichnet. Die vom Trichter 7 zur Ofenabgasleitung 15 füh­rende Gutleitung ist mit 7ʹ bezeichnet.

[0017] Die Anlage enthält zweckmäßig (in der Zeichnung nicht veranschaulichte) Einrichtungen, um auch die in die Brennkammer 2 und direkt in die Ofen­abgasleitung 15 eingeführten Gutströme wahlweise einstellen zu können.

[0018] Die Funktion der dargestellten Anlage ist wie folgt:

[0019] Im Vorwärmer 1 wird das feinkörnige Gut mit den heißen Abgasen des Drehrohrofens 4 und der Brenn­kammer 2 vorgewärmt. Ein einstellbarer Teil des vorgewärmten Gutes gelangt vom Vorwärmer 1 über die Leitungen 12ʹ, 13ʹ in die Brennkammer 2 und wird hier durch den bei 10 zugeführten zusätzli­chen Brennstoff weiter erhitzt und hoch entsäu­ert. Dabei dient die in der Decke der Brennkammer 2 vorgesehene zentrale Einbuchtung 9 zur Drallsta­bilisierung der tangential zugeführten Verbren­nungsluft. Der Brennstoff wird über die Zuführung 10 zentral in die Brennkammer 2 eingegeben und zündet in reiner Luft. Etwa auf halber Höhe des zylindrischen oberen Bereiches 6 der Brennkammer 2 gelangt das Gut über die Zuführungen 12, 13 in die Brennkammer 2. Hierdurch wird zugleich die Tem­peratur in der Brennkammer gesteuert.

[0020] Das in der Brennkammer 2 hoch entsäuerte Gut ge­langt dann über die Leitung 7ʹ in die Ofenabgas­leitung 15 und vermischt sich hier mit den Gutströ­men, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel über die Leitungen 18ʹb, 18ʹc in die direkt in die Ofen­abgasleitung 15 mündenden Tertiärluftleitungen 14b, 14c eingeführt werden.Zur Entsäuerung dieser Gut­ströme wird über die Anschlüsse 17b, 17c weiterer Brennstoff in die Leitungen 14b, 14c (unmittelbar vor ihrer Einmündung in die Ofenabgasleitung 15) eingeführt.

[0021] Das im Zyklon 3 abgeschiedene Gut wird dann über eine Leitung 19 dem Drehrohrofen 4 zugeführt, in diesem zu Klinker gebrannt und anschließend im Küh­ler 5 gekühlt. Der vom Gut befreite Gasstrom wird über eine Leitung 20 den weiteren Stufen des Vor­wärmers 1 zugeführt.

[0022] Fig. 5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel, bei dem sich die Kühlerabluft führende Leitung 14 nur in zwei Leitungen 14a, 14ʹa verzweigt, die mit je einer Brennkammer 2 bzw. 2ʹ verbunden sind. Die Trichter dieser Brennkammern 2, 2ʹ sind an unter­schiedlichen Stellen an die Ofenabgasleitung 15 angeschlossen (wobei die Einmündungen nicht unbe­dingt auf gleicher Höhe liegen müssen, sondern auch höhenversetzt sein können). Die Brennkammern 2, 2ʹ sind in gleicher Weise ausgebildet, wie bereits an­hand von Fig.4 erläutert.

[0023] Fig. 6 zeigt eine Variante, bei der sich die Ter­tiärluft führende Leitung 14 nicht verzweigt, son­dern an die einzige Brennkammer 2 angeschlossen ist, deren Trichter 7 mit der Ofenabgasleitung 15 verbun­den ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher im allgemeinen die gesamte, vom Vorwärmer 1 kommen­de Gutmenge in die Brennkammer 2 eingeführt.

[0024] Schließlich ist aus Fig. 7 noch eine Variante der Ausführung gemäß Fig. 6 ersichtlich, bei der sich der Trichter 7 der einzigen Brennkammer 2 in zwei Leitungen 7ʹa, 7ʹb verzweigt, die an unterschiedli­chen Stellen in die Ofenabgasleitung 15 einmünden.

[0025] Im übrigen entspricht die Ausbildung der Brennkam­mer 2 der Ausführung gemäß Fig. 4.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörni­gem Gut, wie Zementrohmaterial, enthaltend

a) einen mehrstufigen Vorwärmer (1) zur Vorwär­mung des Gutes,

b) eine zur Vorcalcination des vorgewärmten Gu­tes dienende, senkrecht angeordnete Brennkam­mer (2), deren oberer Bereich (6) zylindrisch und deren unterer Bereich als Trichter (7) ausgebildet ist, wobei die Decke (8) der Brenn­kammer (2) mit einer Brennstoffzuführung (10), der obere Bereich (6) der Brennkammer mit einer tangentialen Verbrennungsluftzuführung (11) sowie mit wenigstens einer Gutzuführung (12, 13) und der Trichter (7) mit einer Öff­nung zur Abführung von Gas und Gut versehen ist, wobei der Brennkammer (2) Verbrennungs­luft vom Kühler (5) zugeführt wird,

c) einen Drehrohrofen (4) zum Fertigbrennen des vorcalcinierten Gutes,

d) sowie einen Kühler (5) zum Kühlen des fertig gebrannten Gutes,

e) wobei der Brennkammer (2) Verbrennungsluft vom Kühler (5) zugeführt wird und der die Abgase der Brennkammer (2) sowie das vorcalcinierte Gut führende Trichter (7) an die den Dreh­rohrofen (4) mit der untersten Stufe des Vor­wärmers (1) verbindende Ofenabgasleitung (15) angeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

f) die Decke (8) der Brennkammer (2) eine nach unten gerichtete, zentrale Einbuchtung (9) aufweist, die auf Höhe der tangentialen Ver­brennungsluftzuführung (11) liegt und deren Boden (9a) mit der Brennstoffzuführung (10) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß der Boden (9a) der zentralen Einbuchtung (9) etwas tiefer als die Unterkante der tangentia­len Verbrennungsluftzuführung (11) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die Gutzuführung (12, 13) im mittleren Teil der Höhe des oberen, zylindrisch ausgebilde­ten Bereiches (6) der Brennkammer (2) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß in der Umfangswand der Brennkammer (2) zwei, vorzugsweise einander diametral gegenüber­liegende Gutzuführungen (12, 13) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verhältnis von Länge (L) zu Durch­messer (D) des oberen, zylindrisch ausgebildeten Bereiches (6) der Brennkammer (2) zwischen 2 und 2,5 liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß sich eine Kühlerabluft führende Leitung (14) in eine mit der Brennkammer (2) verbundene Leitung (14a) und wenigstens eine direkt mit der Ofenabgasleitung (15) verbundene Leitung (14b, 14c) verzweigt, wobei diese letztere Leitung (14b, 14c) kurz vor ihrer Einmündung in die Ofenabgas­leitung mit Anschlüssen (17b, 17c, 18b, 18c) zur Zuführung von Brennstoff und vorgewärmtem Gut versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­net, daß sich die Kühlerabluft führende Leitung (14) in eine mit der Brennkammer (2) verbundene Leitung (14a) und zwei direkt mit der Ofenabgas­leitung (15) verbundene, an unterschiedlichen Stel­len in die Ofenabgasleitung einmündende Leitungen (14b, 14c) verzweigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß sich eine Kühlerabluft führende Leitung (14) in zwei mit je einer Brennkammer (2, 2ʹ) ver­bundene Leitungen (14a, 14ʹa) verzweigt, wobei die Trichter der beiden Brennkammern bzw. an die Trichter angeschlossene Leitungen in die Ofenab­gasleitung (15) einmünden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß sich der Trichter (7) der Brenn­kammer (2) in zwei Leitungen (7ʹa, 7ʹb) ver­zweigt, die an unterschiedlichen Stellen in die Ofenabgasleitung (15) einmünden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß Einrichtungen zur wahlweisen Einstellung der zur Brennkammern (2) und di­rekt zur Ofenabgasleitung (15) geführten Luft­ströme sowie zur wahlweisen Einstellung der in die Brennkammer und in die direkt in die Ofen­abgasleitung mündende Luftleitung (14b, 14c) eingeführten Gutströme vorgesehen sind.

Zeichnung