Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Aufgabegut.

Auf dem Gebiet der Wärmebehandlung von Rohstoffen, insbesondere bei der Vorwärmung bzw. Calcinierung von Rohstoffen der Zement- bzw. Kalkindustrie, ist zwischen zwei Wärmebehandlungsstufen oftmals eine Trennung bzw. Klassierung des Materials erforderlich. Zu diesem Zweck werden beispielsweise Klassierroste und Wirbelschichteinrichtungen verwendet. Bedingt durch das heiße Material, welches Temperaturen von mehr als 750°C aufweisen kann, kommt es hierbei immer wieder zu Verstopfungen und Einschränkungen in der Funktion der Siebvorrichtung.

Aus der DE-AS-1 124 892 ist ein Drehstabrost- oder Siebbodensystem bekannt, welches mittels elektrischer Energie, Flüssigkeiten oder Gasen gekühlt oder erhitzt werden kann. Bei der Wärmebehandlung von Rohstoffen, insbesondere bei der Vorwärmung bzw. Calcinierung von Rohstoffen der Zement- bzw. Kalkindustrie ist ein gekühlter Klassierrost jedoch bisher nicht zum Einsatz gekommen.

Die WO 01/09548 A1 offenbart eine Anlage zur Wärmebehandlung von Aufgabegut mit einer im Bereich des Calcinators angeordneten Brennkammer für brennbaren Abfall. In der Brennkammer wird der Abfall mittels eines Drehtellers auf einem kreisförmigen Weg zum Ausgang transportiert.

Das Dokument US 3 439 652 A zeigt den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9.

Darin wird ein Brennrost gezeigt, dessen Roststäbe mit einem Kühlmedium durchströmt werden können. Die bei der Verbrennung von festen Brennstoffen entstehende Asche kann zwischen den Roststäben nach unten fallen. Weitere beheiz- oder kühlbare Roste, die auch zum Klassieren verwendet werden, sind aus der DE 11 11 571 B, der DE 518 605 C und er US 1 647 812 A bekannt.

Die DE 1 801 362 offenbart eine Anlage und ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Gut unterschiedlicher Körnung, wobei Grobgut und Feingut zunächst getrennt voneinander vorgewärmt und anschließend gemeinsam in einem Drehrohrofen wärmebehandelt werden. Das vorgewärmte Feingut wird vor der Zuführung in den Drehrohrofen klassiert, sodass nur die Grieße in den Drehrohrofen gelangen.

In der DD 0 152 361 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Erzpellets beschrieben, wobei das Ausgangsmaterial zunächst vorgewärmt wird, anschließend in einer Klassiertrommel die feinen Anteile abgetrennt werden und dann nur die groben Anteile in einen Ofen gelangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anlage und das Verfahren zur Wärmebehandlung von Aufgabegut, insbesondere bei der Vorwärmung bzw. Calcinierung von Rohstoffen der Zement- bzw. Kalkindustrie, zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Wärmebehandlung von Aufgabegut umfasst einen Vorwärmer zum Vorwärmen des Aufgabegutes, einen Drehrohrofen zum Brennen des vorgewärmten Aufgabegutes, sowie eine zwischen Vorwärmer und Drehrohrofen angeordnete Vorrichtung zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut in wenigstens zwei unterschiedliche Komfraktionen die eine Siebeinrichtung aufweist, die durch drehbare Elemente, d.h. einen Rollenrost gebildet wird, wobei die drehbaren Elemente in Lagern gelagert und über geeignete Antriebsmittel zumindest teilweise antreibbar sind, und wobei wenigstens eine feinere Kornfraktion zwischen den drehbaren Elementen hindurchfällt und Mittel zur Zuführung eines Kühlmediums zu den drehbaren Elementen vorgesehen sind. Die drehbaren Elemente weisen einen Grundkörper und eine verschleiß- und/oder temperaturbeständige, äußere Ummantelung auf, wobei der Grundkörper einen in Richtung seiner Drehachse verlaufenden, mit dem Kühlmedium beaufschlagbaren Kanal vorsieht, der mit den Mitteln zur Zuführung des Kühlmediums in Verbindung steht.

Durch die zwischen dem Vorwärmer 200 und dem Drehrohrofen 300 angeordnete Vorrichtung zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut kann eine für den Drehrohrofen unerwünscht feine Kornfraktion ausgeschieden werden.

Die äußere Ummantelung hat insbesondere eine Verschleiß- und/oder Temperaturschutzfunktion, während der Grundkörper als Tragkörper dient, wobei dessen Tragfähigkeit durch die Kühlung deutlich erhöht wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das Aufgabegut eine Temperatur von wenigstens 250°C, insbesondere von wenigstens 750°C aufweisen. Durch das Vorsehen der Mittel zum Kühlen der drehbaren Elemente kann der Rollenrost bei diesen extremen Bedingungen zum Einsatz kommen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Siebeinrichtung ist vorzugsweise als Rollenrost und die drehbaren Elemente sind als Rollen oder Walzen ausgebildet. Die drehbaren Elemente dienen dabei für eine größere Komfraktion als Förderelemente und sind zu diesem Zweck zumindest teilweise antreibbar.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann zwischen der äußere Ummantelung und dem Grundkörper eine Isolierung vorgesehen werden, sodass eine kostengünstige Kühlung des Grundkörpers mittels Luft in Betracht kommt.

Die Lagerung der drehbaren Elemente erfolgt zweckmäßigerweise außerhalb des Gehäuses, wobei zusätzlich eine Kühlung der Lager vorgesehen werden kann.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1

eine schematische Längsschnittdarstellung der Vorrichtung zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut,

Fig. 2

eine schematische Seitenansicht im Bereich eines drehbaren Elementes,

Fig. 3

eine Schnittdarstellung eines drehbaren Elements,

Fig. 4

eine Schnittdarstellung im Bereich benachbarter drehbarer Elemente mit einem Materialleitelement,

Fig. 5

eine Schnittdarstellung im Bereich benachbarter drehbarer Elemente mit Mittel zum Reinigen des Spaltes zwischen den beiden drehbaren Elementen,

Fig. 6 bis Fig. 8

verschiedene Querschnittsdarstellungen der drehbaren Elemente und

Fig. 9

eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anlage zur Wärmebehandlung von Aufgabegut.

Die in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 100 zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut 1 in wenigstens zwei unterschiedliche Kornfraktionen 2, 3 weist eine Aufgabeöffnung 4, eine als Rollenrost ausgebildete Siebeinrichtung 5 sowie wenigstens eine Auslassöffnung 6 für eine feinere Kornfraktion 2 und eine Auslassöffnung 7 für eine gröbere Kornfraktion 3 auf.

Die Siebeinrichtung 5 sieht eine Vielzahl als Rollen oder Walzen ausgebildete drehbare Elemente 8 vor, die zumindest teilweise antreibbar sind. Die feinere Kornfraktion 2 fällt zwischen den drehbaren Elementen 8 hindurch, sodass der Abstand zwischen zwei benachbarten drehbaren Elementen die Größe der feineren Kornfraktion 2 bestimmt. Der Abstand kann über die Länge des Rostes gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen benachbarten drehbaren Elementen 8 einstellbar.

In Fig. 1 ist durch die gestrichelt eingezeichnete Wand 9 angedeutet, dass über die Länge der Siebeinrichtung 5 unterschiedliche Kornfraktionen als Durchfallgut abgezogen werden könnten. Zu diesem Zweck würde man den Abstand der drehbaren Elemente 8 im ersten Teil der Siebeinrichtung 5 enger als im zweiten Abschnitt ausbilden. Die gröbere Kornfraktion 3, die nicht zwischen den drehbaren Elementen 8 nach unten fällt, wird durch die drehbaren Elemente zur Auslassöffnung 7 gefördert. Die drehbaren Elemente haben somit neben der Trenn- bzw. Klassierfunktion auch eine Förderfunktion.

Die drehbaren Elemente 8 sind in Lagern 10, 11 gelagert und werden über geeignete Antriebsmittel 12 (in der Zeichnung nur schematisch dargestellt) angetriebene. Die Lager 10, 11 sind zweckmäßigerweise außerhalb eines Gehäuses 13 der Vorrichtung 100 angeordnet, um sie vor Staub- und Temperatureinflüssen zu schützen.

Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, besteht das drehbare Element 8 aus einem Grundkörper 8a und einer entsprechend verschleiß- und/oder temperaturbeständigen Ummantelung 8b, um eine ausreichende Standzeit bei Verarbeitung des Aufgabegutes zu gewährleisten. Gegebenenfalls kann zwischen dem Grundkörper 8a und der Ummantelung 8b noch eine geeignete Isolierung 8c vorgesehen werden.

Der Grundkörper 8a weist einen in Richtung seiner Drehachse 8e verlaufenden, mit einem Kühlmedium beaufschlagbaren Kanal 8d auf, der mit Mitteln 14 zur Zuführung eines Kühlmediums in Verbindung steht. Es kommen dabei flüssige und/oder gasförmigen Kühlmittelmedium, wie Wasser oder Luft, in Betracht. Auch für die Lager 10, 11 können nicht näher dargestellte Mittel zur Kühlung vorgesehen werden.

Die Siebeinrichtung 5 kann sowohl horizontal als auch geneigt angeordnet werden. In beiden Fällen kann es zweckmäßig sein, wenn zwischen zwei benachbarten drehbaren Elementen 8 ein Materialleitelement 15 vorgesehen ist, um ein unerwünschtes Auffüllen des Zwickels zwischen den beiden Walzen zu vermeiden und dadurch die Förderwirkung zu verbessern (Fig.4).

Dennoch wird es immer wieder vorkommen, dass größere Partikel im Bereich des Spaltes festsitzen und dadurch die Trenn- bzw. Klassierwirkung beeinträchtigen. Die drehbaren Elemente 8 könnten daher derart ausgebildet und gelagert sein, dass eine Zerkleinerung derartigen Materials im Spalt zwischen zwei benachbarten drehbaren Elementen 8 erfolgt.

Eine weitere Möglichkeit zur Behebung etwaiger Verstopfungen im Spalt zwischen zwei drehbaren Elementen 8 ist in Fig. 5 dargestellt. Hierbei handelt es sich um Mittel bzw. ein Element 16 zum Reinigen des Spaltes, indem dieses Element unterhalb des Spaltes angeordnet und nach oben in den Spalt einfahrbar ist.

Die Querschnittsform der drehbaren Elemente 8 ist keinesfalls auf eine Kreisform beschränkt. In den Fig. 6 bis 8 sind verschiedene Querschnittsformen der drehbaren Elemente 8 dargestellt. Die Besonderheit dieser Elemente besteht darin, dass bei einer synchronen Drehung dieser Elemente ein im Wesentlichen konstanter Spalt verbleibt. Der Vorteil eines elliptischen Elements (Fig. 6), eines im Querschnitt dreieckförmigen (Fig. 7) oder viereckigen Elements (Fig. 8) mit abgerundeten Seitenflächen besteht vor allem in der besseren Förderwirkung.

Im Rahmen der Erfindung besteht aber selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass über die Länge der Siebvorrichtung gleiche oder unterschiedlich geformte drehbare Elemente 8 verwendet werden. Auch können unterschiedliche Größen einer bestimmten Form vorgesehen werden.

Üblicherweise werden alle drehbaren Elemente 8 in der gleichen Rotationsrichtung angetrieben, wobei eine Regulierung der Drehzahl aller oder eines Teils der drehbaren Elemente vorgesehen werden kann.

Zur Reinigung etwaiger Verstopfungen im Bereich der Spalte kann es außerdem zweckmäßig sein, die drehbaren Elemente 8 kurzfristig entgegen der üblichen Drehrichtung anzutreiben:

In Fig. 9 ist eine sehr schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage zur Wärmebehandlung von Aufgabegut ersichtlich. Sie weist insbesondere einen Vorwärmer zum Vorwärmen des Aufgabegutes, insbesondere Rohmaterial, eine Vorrichtung 100 zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut sowie einen Drehrohrofen zum Brennen des vorgewärmten Aufgabegutes auf. Die Vorrichtung 100 zum Trennen oder Klassieren von Aufgabegut ist zwischen dem Vorwärmer 200 und dem Drehrohrofen 300 angeordnet, um eine für den Drehrohrofen unerwünscht feine Kornfraktion auszuscheiden.