Technisches Gebiet
[0001] Nachfolgend beschrieben wird ein Kalziniersystem zur Thermobehandlung einer Substanz,
insbesondere Ton.
[0002] Des Weiteren wird nachfolgend beschrieben ein Verfahren zur Thermobehandlung einer
Substanz, insbesondere Ton, unter Verwendung des vorgenannten Kalziniersystems.
Technischer Hintergrund
[0003] Kalzinieren ist ein Wärmebehandlungsverfahren in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff,
das beispielsweise auf Erze und andere feste Substanzen angewendet wird, um eine thermische
Zersetzung, einen Phasenübergang oder die Abtrennung einer flüchtigen Komponente zu
bewirken.
[0004] Kalziniersysteme mit Förderbandeinrichtungen, die zum Kalzinieren eingesetzt werden,
können insbesondere Schubrostförderer umfassen. Diese weisen beispielhaft einen luftdurchlässigen
Bandbelag auf, auch Roste genannt, bei dem heiße Luft aus dem Thermobehandlungsvolumen
nach unten durch die auf dem Bandbelag liegende Substanz gesaugt wird, wodurch diese
kalziniert wird.
[0005] Ein Vorteil dieser Lösung ist die gleichmäßige Wärmeübertragung durch die gesamte
Schicht der auf dem Bandbelag liegenden Substanz, wodurch eine homogene Kalzination
erreicht werden kann.
[0006] Nachteilig hingegen sind die hohen Staubmengen, die durch den Luftstrom beziehungsweise
durch den Sog entstehen und die später aufwendig über Zyklone und Filter abgereinigt
werden müssen. Zudem setzen sich die luftdurchlässigen Bandbeläge immer wieder zu,
was zu Betriebsstörungen oder Produktionsverlusten führen kann. Diese Stillstandzeiten
führen zu finanziellen Verlusten. Zudem fallen hinreichend feine Körnungen durch die
Bandbeläge und müssen aufwendig als Rieselgut ausgeschleust und dem Prozess wieder
zugeführt werden. Weiterhin wird ein hohes Maß an Wärme aus dem Thermobehandlungsvolumen
abgesaugt, sodass es sich um ein energieintensives Verfahren handelt.
Technische Beschreibung
[0007] Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe, ein verbessertes Kalziniersystem
und ein verbessertes Verfahren zur Thermobehandlung einer Substanz bereitzustellen.
Insbesondere soll die Staublast verringert, die Energieeffizienz erhöht und/oder die
Rieselgutproblematik vermieden werden.
[0008] Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Sofern technisch
möglich, können die Lehren der Unteransprüche beliebig mit den Lehren der Haupt- und
Unteransprüche kombiniert werden.
[0009] Insbesondere wird die Aufgabe demnach gelöst durch ein
Kalziniersystem zur Thermobehandlung einer Substanz,
umfassend mindestens eine Fördereinrichtung mit einer Haupterstreckungsachse;
die mindestens eine Fördereinrichtung aufweisend
- mindestens ein während der Thermobehandlung mit einer Heizeinrichtung, insbesondere
von oben, beheiztes Thermobehandlungsvolumen mit einer Heiztemperatur und ein unterhalb
des Thermobehandlungsvolumens, insbesondere zumindest mittelbar, angeordnetes Kühlvolumen
mit einer Kühltemperatur, wobei während der Thermobehandlung die Heiztemperatur größer
ist als die Kühltemperatur;
- eine Aufnahmeeinrichtung, die ausgestaltet ist, die Substanz aufzunehmen und zumindest
mittelbar in das Thermobehandlungsvolumen zu fördern;
- eine Abgabeeinrichtung, die entlang der Haupterstreckungsachse von der Aufnahmeeinrichtung
entfernt angeordnet ist und ausgestaltet ist, die Substanz nach der Thermobehandlung
aus der Fördereinrichtung abzugeben;
- eine Endlosbandeinrichtung mit einem Obertrumm und einem Untertrumm;
wobei das Obertrumm entlang, also parallel, der Haupterstreckungsachse in einer Förderrichtung
von einer ersten Trummübergangseinrichtung hin zu einer zweiten Trummübergangseinrichtung
bewegbar ist und wobei das Obertrumm ausgestaltet ist, die von der Aufnahmeeinrichtung
aufgenommene und auf das Obertrumm geförderte Substanz zur Thermobehandlung im Thermobehandlungsvolumen
zu fördern;
wobei das Untertrumm korrelierend zum Obertrumm im Kühlvolumen entlang der Haupterstreckungsachse
in einer zur Förderrichtung entgegengesetzten Rückführrichtung von der zweiten Trummübergangseinrichtung
hin zu der ersten Trummübergangseinrichtung bewegbar ist;
- ein Gehäusesystem, aufweisend einen Obergehäuseabschnitt, einen Untergehäuseabschnitt,
zwei Seitengehäuseabschnitte und zwei Stirngehäuseabschnitte.
[0010] Nachfolgend werden vorteilige Aspekte der beanspruchten Lösungen erläutert und weiter
nachfolgend bevorzugte modifizierte Ausführungsformen der Lösungen beschrieben. Erläuterungen,
insbesondere zu Vorteilen und Definitionen von Merkmalen, sind dem Grunde nach beschreibende
und bevorzugte, jedoch nicht limitierende Beispiele. Sofern eine Erläuterung limitierend
ist, wird dies ausdrücklich erwähnt.
[0011] Insbesondere ist Kalzinierung mit Thermobehandlung gleichzusetzen, wobei dies nicht
zwingend verbindlich ist. Es kann jedoch auch verbindlich definiert beziehungsweise
gleichgesetzt werden. Somit kann das Kalziniersystem auch ein erweitertes Thermobehandlungssystem
sein, kann jedoch auch auf die reine Kalzinierung limitiert sein.
[0012] Ein Kalziniersystem ist ein System, um Substanzen, insbesondere Ton, aber auch andere
Substanzen, zu kalzinieren.
[0013] Ton wird insbesondere kalziniert, um seine physikalischen und chemischen Eigenschaften
zu verändern und ihn für verschiedene industrielle Anwendungen, wie z. B. für die
Herstellung hochwertiger Puzzolane in der Zementindustrie, nutzbar zu machen. Neben
dem zuvor als Beispiel genannten Ton werden beispielhaft auch weitere Substanzen kalziniert,
etwa Kalkstein, Bauxit, Gips oder rohes Erdölkoks. Bei der Kalzinierung von Kalkstein
wird Kohlendioxid in großen Mengen freigesetzt, um Calciumoxid, also gebrannten Kalk,
zu erzeugen. Dieser Prozess findet beispielhaft bei Temperaturen von 1050 °C bis 1350
°C statt. Bei der Kalzinierung von hydratisierten Mineralien wie Bauxit und Gips wird
das Kristallwasser als Wasserdampf entfernt. Bei der Kalzinierung von rohem Erdölkoks
werden flüchtige Bestandteile abgebaut. Diese Substanzen werden insbesondere kalziniert,
um sie in eine stabilere, nutzbare Form zu überführen oder um flüchtige Bestandteile
zu entfernen.
[0014] Die spezifischen Parameter des Kalzinierprozesses, einschließlich der genauen Temperatur
und Dauer der Erhitzung, können je nach der spezifischen Art der Substanz und den
gewünschten Eigenschaften des Endprodukts variieren. Daher kann ein Kalziniersystem
auch Mittel zur Überwachung und Steuerung dieser Parameter enthalten, um sicherzustellen,
dass der Kalzinierprozess effektiv und effizient durchgeführt wird.
[0015] Kalzinierung beziehungsweise Thermobehandlung bezieht sich auf den Prozess der Erhitzung
einer Substanz, insbesondere Ton, auf hohe Temperaturen, insbesondere in Abwesenheit
von Luft oder bei einem reduzierten Sauerstoffgehalt, um eine Oxidation, die zu physikalischen
und/oder chemischen Veränderungen in der Substanz führt, zu vermeiden, vorzugsweise
einschließlich der Entfernung von gebundenem Wasser oder anderen flüchtigen Substanzen
und/oder der Umwandlung der Substanz in eine reaktivere Form.
[0016] Mit Vorzug umfasst ein Kalziniersystem einen Ofenraum als Thermobehandlungsvolumen
und/oder eine Heizeinrichtung, wobei die Substanz auf Temperaturen erhitzt wird, die
ausreichen, um die Kristallstruktur der Substanz zu verändern und sie in ein Material
zu wandeln, das als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen
geeignet ist.
[0017] Eine Fördereinrichtung betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die dazu dient, die
zu kalzinierende Substanz, wie z. B. Ton, in dem Gehäusesystem auf der Endlosbandeinrichtung
entlang der Haupterstreckungsachse von der Aufnahmeeinrichtung zu der Abgabeeinrichtung
zu transportieren, wobei die Substanz während dieses Transports im Thermobehandlungsvolumen
thermobehandelt wird. Diese Fördereinrichtungen können in verschiedenen Formen und
Größen auftreten, abhängig von den spezifischen Anforderungen des Kalzinierungsprozesses
und der Auswahl der zu kalzinierenden Substanz.
[0018] Derartige Fördereinrichtungen sind insbesondere dafür ausgelegt, die Substanz während
des Kalzinierungsprozesses zu bewegen und/oder deren Bewegung zuzulassen, um eine
gleichmäßige Wärmebehandlung zu gewährleisten.
[0019] Die Ausgestaltung einer Fördereinrichtung kann variieren, sie umfasst beispielhaft
Elemente wie Förderbänder, Schneckenförderer, Becherwerke oder pneumatische Fördersysteme.
Das vorgeschlagene Fördersystem ist insbesondere so konzipiert, dass es die Substanz
effizient und sicher durch das Thermobehandlungsvolumen transportiert, wobei mit Vorzug
auch einen Mechanismus zur Kontrolle der Zufuhrmenge und der Zufuhrgeschwindigkeit
der Substanz enthalten ist.
[0020] Fördereinrichtungen sind zudem insbesondere so konzipiert, dass sie die Substanz
kontinuierlich durch das Thermobehandlungsvolumen bewegen, wobei vorzugsweise sichergestellt
wird, dass alle Teile der Substanz gleichmäßig erhitzt werden. Dies ist von Vorteil,
um eine gleichmäßige Kalzinierung zu gewährleisten und Hotspots oder ungleichmäßige
Erhitzung zu vermeiden.
[0021] Darüber hinaus können Fördereinrichtungen auch Sicherheitssysteme enthalten, um das
Risiko von Unfällen oder Beschädigungen während der Thermobehandlung zu minimieren.
Diese Sicherheitssysteme können beispielsweise Not-Aus-Schalter, Schutzabdeckungen
und/oder andere Sicherheitsmerkmale umfassen.
[0022] Ebenso können Fördereinrichtungen auch Mechanismen zur Kontrolle der Bewegungsgeschwindigkeit
der Substanz enthalten, um die Dauer der Wärmebehandlung zu steuern. Dies kann vorteilig
sein, wenn die zu kalzinierende Substanz spezifische Wärmebehandlungsanforderungen
hat.
[0023] Beispielhafte Heizeinrichtungen können Infrarotheizungen, elektrische Widerstandsheizelemente,
nicht-keramische Gasbrenner, keramische Gasbrenner oder auch Feststoffbrenner sein.
Diese Geräte ermöglichen insbesondere eine kontrollierte Umgebung zum Erhitzen des
Materials und zur Durchführung der chemischen Reaktion. Sie sind mit Vorzug so konzipiert,
dass sie die Substanz während der kontinuierlichen Bewegung durch das Thermobehandlungsvolumen
erhitzen, um sicherzustellen, dass die Substanz möglichst umfassend erhitzt wird.
Dies ist besonders wichtig, um eine gleichmäßige Kalzinierung zu gewährleisten und
eine ungleichmäßige, also heterogene, Erhitzung der Substanz zu vermeiden.
[0024] Darüber hinaus können Heizeinrichtungen auch jeweilige Mechanismen zur Kontrolle
beziehungsweise Einstellung der Heiztemperatur, -dauer und/oder Abstand zur Substanz
enthalten, um die spezifischen Anforderungen des Kalzinierungsprozesses zu erfüllen.
Dies kann besonders wichtig sein, wenn die zu kalzinierende Substanz spezifische Wärmebehandlungsanforderungen
hat.
[0025] Das Thermobehandlungsvolumen ist mindestens jener Bereich, in dem die Substanz durch
die Heizeinrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, thermobehandelt
wird. Das Kühlvolumen ist unterhalb des Thermobehandlungsvolumens angeordnet. Dies
liegt insbesondere daran, dass das mit der zu thermobehandelnden Substanz beaufschlagte
Obertrumm der Endlosbandeinrichtung im Thermobehandlungsvolumen geführt wird, wohingegen
das Untertrumm der Endlosbandeinrichtung nach der Abgabe der thermobehandelten Substanz
im Kühlbereich zurückgeführt wird, um eine Abkühlung der Komponenten der Endlosbandeinrichtung
zu ermöglichen, bevor diese wieder in das Thermobehandlungsvolumen eingeführt beziehungsweise
durch dieses durchgeführt werden, damit weitere Substanz thermobehandelt wird.
[0026] Die Heiztemperatur ist insbesondere die Temperatur während der Thermobehandlung beziehungsweise
Kalzinierung, mit der die Substanz thermobehandelt wird.
[0027] Die Kühltemperatur ist insbesondere die Temperatur nach der Thermobehandlung beziehungsweise
vor der nächsten Thermobehandlung, welcher Komponenten der Endlosbandeinrichtung ausgesetzt
werden, um abzukühlen, sodass sich die Lebensdauer der Endlosbandeinrichtung und insbesondere
auch die Lebensdauer der mit der Endlosbandeinrichtung mitgeführten Komponenten erhöht.
[0028] Während der Thermobehandlung ist die Heiztemperatur größer als die Kühltemperatur.
[0029] Die Aufnahmeeinrichtung kann als Schurre, aber auch anderweitig ausgebildet sein,
beispielsweise als beliebig dimensionierter, substanzführender Hohlkörper. Es handelt
sich um eine in die jeweilige Fördereinrichtung Substanz einführende Komponente, wobei
die Substanz im Thermobehandlungsvolumen thermobehandelt beziehungsweise kalziniert
wird. Insbesondere gelangt die Substanz von der Aufnahmeeinrichtung direkt oder indirekt
auf die Endlosbandeinrichtung und insbesondere mittels der Endlosbandeinrichtung in
das Thermobehandlungsvolumen.
[0030] Die Abgabeeinrichtung kann als Schurre, aber auch anderweitig ausgebildet sein, beispielsweise
als beliebig dimensionierter, substanzführender Hohlkörper. Es handelt sich um die
Komponente, welche die thermobehandelte Substanz aus der Fördereinrichtung auslässt.
Dies kann beispielsweise, und nicht limitierend, dadurch erfolgen, dass die Substanz
nach der Thermobehandlung vom Obertrumm direkt oder indirekt in die Abgabeeinrichtung
gelangt, um aus der Fördereinrichtung geführt zu werden.
[0031] Sofern mehrere Fördereinrichtungen miteinander verbunden sind, um eine mehrstufige
Thermobehandlung durchzuführen, können die Aufnahmeeinrichtung und die Abgabeeinrichtung
als eine Baugruppe beziehungsweise als eine Einheit ausgebildet sein. In dem Fall
wird die in einer ersten Fördereinrichtung thermobehandelte Substanz aus dieser ausgeführt,
gelangt hierzu in deren Abgabeeinrichtung, welche als Aufnahmeeinrichtung der zweiten
Fördereinrichtung dient, um in der zweiten Fördereinrichtung weiter thermobehandelt
zu werden. Währenddessen wird die Substanz durchmischt, sodass die Substanz während
einer zweiten Thermobehandlung anders angeordnet auf der Endlosbandeinrichtung der
zweiten Fördereinrichtung liegt, sodass eine gleichmäßige Thermobehandlung ermöglicht
wird.
[0032] Im Kontext der Kalzinierung bezeichnet eine Endlosbandeinrichtung insbesondere eine
Vorrichtung, die dazu dient, die zu kalzinierende beziehungsweise thermobehandelnde
Substanz, wie z. B. Ton, innerhalb des Thermobehandlungsvolumens der Fördereinrichtung
entlang deren Haupterstreckungsachse zu transportieren. Diese Endlosbandeinrichtungen
sind speziell dafür ausgelegt, die Substanz während des Kalzinierungsprozesses zu
bewegen, um eine Wärmebehandlung zu gewährleisten.
[0033] Die Endlosbandeinrichtung besteht aus einem Obertrumm und einem Untertrumm. Das Obertrumm
ist der Teil der Endlosbandeinrichtung, der die Substanz trägt und durch das Thermobehandlungsvolumen
führt. Das Untertrumm ist der Teil der Endlosbandeinrichtung, der nach der Abgabe
der thermisch behandelten Substanz im Kühlvolumen zurückgeführt wird.
[0034] Beispielhafte Endlosbandeinrichtungen können Förderbänder oder Kettenförderer sein.
Es sind auch andere Ausgestaltungen möglich.
[0035] Das Obertrumm bewegt sich in Förderrichtung und das Untertrumm bewegt sich in zur
Förderrichtung entgegengesetzten Rückführrichtung.
[0036] Trummübergangseinrichtungen sind mit Vorzug die Mechanismen an der Fördereinrichtung,
an denen das Band von der Förderphase, also dem Obertrumm, zur Rückführungsphase,
also dem Untertrumm, oder umgekehrt wechselt. Diese Einrichtungen können beispielhaft
aus Rollen, Rädern, Trommeln oder ähnlichen Mechanismen bestehen, die die Endlosbandeinrichtung
umlenken und den Übergang zwischen den beiden Trummen ermöglichen. Trummübergangseinrichtungen
sind so konzipiert, dass sie einen reibungslosen und effizienten Betrieb der Fördereinrichtung
gewährleisten und gleichzeitig die Belastung der Endlosbandeinrichtung minimieren,
um deren Lebensdauer zu verlängern. Insbesondere können sie thermischen Belastungen
im Bereich der Heiztemperatur standhalten.
[0037] Ein Gehäusesystem in einer Fördereinrichtung, insbesondere im Kontext der Kalzinierung,
dient insbesondere dazu, die zu kalzinierende Substanz während des Prozesses zu umschließen
und die Wärme innerhalb des Systems zu halten und/oder ungewollten Gasfluss zu vermeiden.
Mit Vorzug erfolgt hierdurch ein Luftabschluss. So fördert Sauerstoff die Oxidation,
z. B. zu Fe2O3, und damit beispielhaft eine unerwünschte Färbung von kalziniertem
Ton. Die Zusammensetzungsbezeichnungen des Gehäusesystems orientiert sich an einem
beispielhaften Quader, wobei auch andere Geometrien des Gehäusesystems möglich sind
und vom Schutzbereich umfasst sind, beispielhaft eine Pillen- oder Zigarrenform oder
noch andere Formen, wobei dann der Fachmann dann eine Annäherung an die Quaderform
identifiziert und die Gehäuseabschnitt entsprechend zuordnet beziehungsweise unterteilt.
Unabhängig anderer Merkmale kann jeder Gehäuseabschnitt aus einem einzigen Gehäuseabschnitt
oder aus zwei oder mehreren Gehäuseabschnitten, insbesondere Subgehäuseabschnitten
gebildet sein.
[0038] Der Obergehäuseabschnitt ist insbesondere der obere Teil des Gehäusesystems, der
dazu dient, die Wärme im Inneren der Fördereinrichtung zu halten und zu verhindern,
dass sie nach oben entweicht. Beispielhaft kann an den Obergehäuseabschnitt eine Einhausung
angefügt werden. Der Obergehäuseabschnitt kann mit Vorzug eine Ausnehmung für die
Einhausung aufweisen, wobei beispielhaft die Einhausung nicht, teilweise oder vollständig
in den Obergehäuseabschnitt eingefügt ist. Der Obergehäuseabschnitt kann ein Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem
zum Gasaustausch im Thermobehandlungsvolumen aufweisen.
[0039] Der Untergehäuseabschnitt ist insbesondere der untere Teil des Gehäusesystems, der
dazu dient, die die Kühlung der am am Substanzträger befestigten Rollen und Zugmittel
nach der Durchfahrt im Obertrumm durch das Thermobehandlungsvolumen bei der Rückfahrt
im Untertrumm zu kontrollieren. Mit Vorzug ist der Untergehäuseabschnitt ebenfalls
komplett geschlossen bzw. möglichst luftdicht gekapselt, um eine unerwünschte Luftströmung
aufgrund des Dichteunterschiedes vom kühleren Untergehäuseabschnitt in den wärmeren
Obergehäuseabschnitt zu verhindern, da dieses zu einem "Kaminzugeffekt" führt, in
dessen Folge übermäßig viel Luft in das Thermobehandlungsvolumen gesogen werden kann.
Der Untergehäuseabschnitt kann jedoch auch auf weiteren Konstruktionselementen, etwa
einem Rahmen oder Standfüßen, aufliegen, ist aber vorzugsweise auch zum Boden hin
geschlossen.
[0040] Die Seitengehäuseabschnitte sind die seitlichen Teile des Gehäusesystems, die dazu
dienen, die Wärme im Inneren der Fördereinrichtung zu halten und zu verhindern, dass
sie seitlich entweicht, bzw. kühlere Umgebungsluft in das Innere des Gehäusesytems
gezogen werden kann. Mindestens ein Seitengehäuseabschnitt kann ein Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem
zum Gasaustausch im Thermobehandlungsvolumen aufweisen. Es sind mit Vorzug mindestens
zwei Seitengehäuseabschnitte vorhanden. Im Falle eines polygonalen Querschnitts der
Fördereinrichtung können sich zwischen dem Obergehäuseabschnitt und dem Untergehäuseabschnitt
auch mehr als zwei Untergehäuseabschnitte erstrecken.
[0041] Die Stirngehäuseabschnitte sind die vorderen und hinteren Teile des Gehäusesystems,
die dazu dienen, die Wärme im Inneren der Fördereinrichtung zu halten und zu verhindern,
dass sie nach vorne oder hinten entweicht. Es sind mit Vorzug mindestens zwei Stirngehäuseabschnitte
vorhanden. Im Falle eines polygonalen Längsschnitts der Fördereinrichtung können sich
zwischen dem Obergehäuseabschnitt und dem Untergehäuseabschnitt auch mehr als zwei
Stirngehäuseabschnitte erstrecken.
[0042] Diese Komponenten sind in der Regel aus Materialien mit hohen Isoliereigenschaften
gefertigt, um eine effektive Wärmeisolierung zu gewährleisten. Sie können auch zusätzliche
Merkmale wie Dichtungen oder Isolierschichten aufweisen, um die Wärmeisolierung weiter
zu verbessern.
[0043] Insbesondere ist die Fördereinrichtung im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet.
Hierbei sind im Sinne der Formulierung "im Wesentlichen" auch Abweichungen von der
Quaderform möglich, etwa für Zusatzkomponenten, ohne von der Quaderform abzuweichen.
[0044] Wie bereits erwähnt, kann es auch sein, dass die Abschnitte so zusammengefügt sind,
dass sie das Gehäusesystem geometrisch mit Rundungen bilden, etwa als Zylinder oder
pillenförmig. Es sind auch vieleckige Formen möglich.
[0045] Die Förderelemente, beispielsweise die Endlosbandeinrichtung, Endlosbandbewegungsmittel,
Rollen und/oder Zugmittel, beispielsweise eine Kette, sind mit Vorzug allesamt innerhalb
der geschlossenen Förderbandeinrichtung angeordnet, wobei die Förderstrecke im Obertrumm
und die Leerstrecke im Untertrumm thermisch mindestens in Thermobehandlungs- und Kühlvolumina
getrennt werden, um in der Leerfahrt eine Abkühlung bestimmter Förderelemente, insbesondere
der Endlosbandeinrichtung, zu ermöglichen, sodass die auf die Förderelemente wirkende
Temperaturbelastung insgesamt unter einem kritischem Niveau bleibt.
[0046] Wenn das Kalziniersystem nur eine einzige Fördereinrichtung aufweist, kann das Fördereinrichtung
vorzugsweise dem Kalziniersystem entsprechen. Alternativ kann das Kalziniersystem
auch mehrere Fördereinrichtungen aufweisen, welche beispielhaft aufeinanderfolgend
kaskadenförmig zueinander angeordnet sind. Kaskadenförmig, auch kaskadenartig genannt,
bedeutet hierbei, dass die Substanz mehrere Thermobehandlungsprozesse durchläuft,
wobei sie nach einer Thermobehandlung von einer ersten oder vorhergehenden Fördereinrichtung
in jeweils mindestens eine weitere Fördereinrichtung zur nächsten Thermobehandlung
weitergeleitet wird. Die Thermobehandlungen können beispielhaft jeweils gleich oder
mit unterschiedlichen Parametern und Mitteln erfolgen.
[0047] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Endlosbandeinrichtung
während der Thermobehandlung im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist. Dabei ist
die Endlosbandeinrichtung bevorzugt als Substanzträger ausgebildet, der aus Segmenten
zusammengesetzt ist, die während der Thermobehandlung zueinander spaltfrei, besonders
bevorzugt überlappend, aufeinanderfolgend angeordnet sind. Gleichzeitig weist das
Kalziniersystem ein Substanzmischsystem auf, das ausgestaltet ist, die Substanz zu
durchmischen. Das Substanzmischsystem kann beispielhaft, und nicht limitierend, eine
Kaskadenform umfassen von mindestens zwei, drei, vier oder mehr Fördereinrichtungen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Substanzmischsystem beispielhaft ein Umwälzsystem
aufweisen, insbesondere aufweisend mindestens eine oder mehrere Walzenvorrichtungen,
ein oder mehrere Pflugmittel und/oder eine oder mehrere Homogenisierungsvorrichtungen.
Die Durchmischung kann während einer Thermobehandlung erfolgen, beispielhaft mit dem
Umwälzsystem, und/oder zwischen zwei Thermobehandlungen, beispielhaft wird die Substanz
durchmischt bei der kaskadenartigen Übergabe von einer Fördereinrichtung zur nächsten
Fördereinrichtung.
[0048] Als im Wesentlichen geschlossene Endlosbandeinrichtung wird hierbei verstanden, dass
die Endlosbandeinrichtung im Wesentlichen frei von Öffnungen ist. Im Wesentlichen
bedeutet hierbei, dass auch geringfügige Abweichungen im Sinne von Öffnungen oder
Spalten dem geschlossenen Charakter entsprechen, um beispielsweise die Endlosbandeinrichtung,
gebildet aus Segmenten, um die Trummübergangseinrichtungen zu leiten. Bekanntlich
ist eine starre Endlosbandeinrichtung nicht um Trummübergangseinrichtungen führbar.
Eine weitere Option für eine geschlossene Endlosbandeinrichtung ist, dass die Endlosbandeinrichtung
derart engmaschige Ausnehmungen aufweist, dass die Substanz nicht als Rieselgut durch
diese hindurchfällt. Geschlossene, aufeinanderfolgende Segmente sind eine grundsätzlich
bevorzugte Ausführungsform.
[0049] Alternativ oder zusätzlich weist eine die Segmente führende Trägerstruktur eine im
Wesentlichen geschlossene, insbesondere luftundurchlässige, Struktur auf.
[0050] Diese Ausführungsform verdeutlicht die gegenüber Schubrostförderern veränderte Kalziniermethode.
Anstatt die heiße Luft durch den luftdurchlässigen Bandbelag zu führen, wodurch die
eingangs genannten Probleme entstehen, wird ein Luftzug bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung
vermieden. Hierdurch reduziert sich bereits die Staubbelastung. Dadurch, dass keine
heiße Luft aus dem Thermobehandlungsvolumen gezogen wird, erhöht sich zudem die Energieeffizienz
des vorgeschlagenen Kalziniersystems. Weiterhin reduziert die im Wesentlichen geschlossene
Ausgestaltung der Endlosbandeinrichtung die Rieselgutproblematik. Anders als beim
heißen Luftzug wird eine homogene Kalzinierung beziehungsweise Thermobehandlung vorliegend
über das Substanzmischsystem erzielt.
[0051] Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung kann als geschlossene Endlosbandeinrichtung
gleichgesetzt werden eine Endlosbandeinrichtung mit Segmenten, die mindestens im Obertrumm,
bevorzugt auch im Untertrumm, zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, aneinandergrenzend,
vorzugsweise überlappend, ausgebildet sind. Dabei sind die Segmente derart ausgebildet,
ob aneinandergrenzend oder überlappend, dass sie im Betrieb der Endlosbandeinrichtung
nicht schädigend aneinanderstoßen. Dies bedeutet, dass sie beispielsweise im Bereich
der Trummübergangseinrichtungen nicht aneinanderstoßen. Insbesondere ist aneinandergrenzend
als spaltfrei zu verstehen. Anders formuliert wird durch die geschlossene Ausführungsform
der Endlosbandeinrichtung ermöglicht, dass die Substanz erhitzt wird, wobei die Staublast
im Kalziniersystem gegenüber nicht mit Sog behafteten Schubrostförderern reduziert
wird. Weiterhin fällt kaum Substanz als Rieselgut durch etwaige Roste und Hitzeverluste
werden reduziert. Da bei Schubrostförderern wegen der systembedingt homogenen Kalzinierung
keine Durchmischung erforderlich ist, ist bislang kein Substanzmischsystem etabliert.
Da die Luft allerdings nicht durch das Substanzbett durchgesogen wird, fehlt eine
gleichmäßige Erhitzung der Substanz, sodass sich der Einsatz eines Substanzmischsystems
als vorteilig erwiesen hat. Somit fällt keine Substanz von der Endlosbandeinrichtung
als Rieselgut herab, die geschlossene Ausgestaltung fördert die thermische Isolierung
des Thermobehandlungsvolumens und die gleichmäßige Kalzinierung wird durch eine Durchmischung
der Substanz begünstigt. Die Merkmalskombination, dass ein Substanzträger der Endlosbandeinrichtung
aus Segmenten zusammengesetzt ist, die während der Thermobehandlung zueinander spaltfrei,
besonders bevorzugt überlappend, aufeinanderfolgend angeordnet sind, kann auch unabhängig
von anderen Merkmalen angewandt werden.
[0052] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Obergehäuseabschnitt,
der Untergehäuseabschnitt und die beiden Seitengehäuseabschnitte im Querschnitt zur
Haupterstreckungsachse ein im Wesentlichen geschlossenes, insbesondere rechteckiges,
Profil bilden.
[0053] Bevorzugt weist die Fördereinrichtung mindestens ein, oder mehrere, Luftabschlussmittel
auf, insbesondere eine oder mehrere Zellenradschleusen. Dabei ist das mindestens eine
Luftabschlussmittel ausgebildet, um die Aufnahmeeinrichtung und/oder die Abgabeeinrichtung,
insbesondere einstellbar, gegenüber ihrer Umgebung thermisch zu isolieren.
[0054] Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt, dass das Thermobehandlungsvolumen an den
Obergehäuseabschnitt und/oder das Kühlvolumen an den Untergehäuseabschnitt grenzt.
Dies ermöglicht eine optimale Ausgestaltung der Fördereinrichtung auch bei schwierigen
Umgebungsbedingungen. Dabei kann beispielsweise bei einem rechteckigen Profil das
Thermobehandlungsvolumen stets oben sein, sodass die Substanz über den Obergehäuseabschnitt,
oder eine daran angeschlossene Einhausung, direkt in das Thermobehandlungsvolumen
eingeführt werden kann.
[0055] Als im Querschnitt geschlossenes Profil ist insbesondere zu verstehen, dass die Fördereinrichtung
insbesondere oben, unten, links und rechts längserstreckend, also entlang der Haupterstreckungsachse,
im Wesentlichen keine offenen Wandungen aufweist.
[0056] Das Querschnittsprofil ist mit Vorzug rechteckig. Allerdings sind auch andere Querschnitte
möglich, beispielsweise polygonal, kreisrund oder oval beziehungsweise elliptisch.
Es sind auch minimal abweichende Formen vom jeweiligen Profil als das entsprechende
Profil interpretierbar; so ist ein Rechteck mit Wellenstruktur als rechteckig interpretierbar,
wobei mit Vorzug ein vollständiges Rechteck als rechteckig definiert ist. Dies gilt
auch für andere Querschnittsprofile.
[0057] Die Formulierung im Wesentlichen bezieht sich insbesondere darauf, dass beim geschlossenen
Profil Abweichungen möglich sind, beispielsweise und nicht limitierend eine Aufnahmeeinrichtung
im Obergehäuseabschnitt oder eine Abgabeeinrichtung im Untergehäuseabschnitt, welche
jeweils Öffnungen darstellen. Auch kann es sein, dass es in einem oder in mehreren
Gehäuseabschnitten längserstreckende Spalte gibt. Mithin ist ein geringes Maß an Wärmebrücken
toleriert, wobei besonders bevorzugt keine Wärmebrücken existieren.
[0058] Die Fördereinrichtung weist mindestens ein Luftabschlussmittel auf, das ausgebildet
ist, die Aufnahmeeinrichtung und/oder die Abgabeeinrichtung und damit zumindest einen
Teil der Fördereinrichtung, vorzugsweise die gesamte Fördereinrichtung, insbesondere
einstellbar, gegenüber ihrer Umgebung thermisch zu isolieren. Damit kann das Luftabschlussmittel
einerseits geöffnet oder geschlossen eingestellt werden und andererseits die Substanzzufuhr
bzw. Substanzabfuhr kontrolliert werden.
[0059] Das mindestens eine Luftabschlussmittel ist insbesondere eine oder mehrere Zellenradschleusen.
Eine Zellenradschleuse ist eine Einrichtung, die beispielsweise zur Dosierung, Einspeisung
oder Austragung von Substanzen, insbesondere körnigen, pulverförmigen und/oder granulierten
Substanzen, verwendet wird. Sie arbeitet auf dem Prinzip der volumetrischen Förderung.
Die Wirkungsweise der Zellenradschleuse beruht auf einem Rotor, auf dem sich eine
bestimmte Anzahl an Rotorblättern befindet, welcher sich in einem korrelierend ausgebildeten
Gehäuse dreht. Jede Rotorzelle nimmt unter der Einlassöffnung die entsprechende Substanz
auf und am Austritt fällt die Substanz heraus. So entsteht eine volumetrisch kontinuierliche
Förderung. Vorliegend kann die Zellenradschleuse beispielhaft auch als Luftabschlussmittel
dienen. Sie kann dazu beitragen, die Aufnahmeeinrichtung und/oder die Abgabeeinrichtung
gegenüber ihrer Umgebung thermisch zu isolieren und abhängig von ihrem Betrieb die
Staubentwicklung zu reduzieren. Hierbei kann insbesondere auch der Fall sein, dass
die Zellenradschleuse einstellbar ist. Darüber hinaus kann die Zellenradschleuse dazu
beitragen, die Substanzzufuhr innerhalb des Systems zu regulieren und eine effiziente,
kontinuierliche Förderung der Substanz zu gewährleisten.
[0060] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine
Fördereinrichtung zwischen dem Thermobehandlungsvolumen und dem Kühlvolumen entlang
der Haupterstreckungsachse mindestens ein Thermotrennschichtsystem aufweist. Insbesondere
ist das Thermotrennschichtsystem im Wesentlichen durchgehend ausgebildet, also entlang
der Haupterstreckungsachse erstreckend im Wesentlichen geschlossen.
[0061] Bevorzugt ist das Thermotrennschichtsystem mindestens durch das Obertrumm und/oder
durch eine Isolierflächenstruktur gebildet.
[0062] Das Thermotrennschichtsystem trennt mithin insbesondere mindestens das Thermobehandlungsvolumen
und das Kühlvolumen voneinander, wobei vorzugsweise noch ein Zwischenvolumen zwischen
den beiden erstgenannten Volumina angeordnet ist. Das Thermotrennschichtsystem ermöglicht
es, dass das Untertrumm während des Nichttransports der Substanz bzw. während Rückführung,
um anschließend neue Substanz aufzunehmen und durch das Thermobehandlungsvolumen zu
fördern, abkühlen kann, sodass sich die Haltbarkeit der Endlosbandeinrichtung insgesamt
erhöht.
[0063] Dass das Thermotrennschichtsystem insbesondere im Wesentlichen durchgehend ausgestaltet
ist bedeutet, dass es an wenigen Stellen, beispielsweise konstruktionsbedingt, Spalte
oder sonstige Ausnehmungen aufweisen kann. Mithin ist ein geringes Maß an Wärmebrücken
toleriert, wobei besonders bevorzugt keine Wärmebrücken existieren. Wird das Thermotrennschichtsystem
beispielhaft mindestens gebildet durch das Obertrumm, so handelt es sich um eine kostengünstige
konstruktive Möglichkeit, welche zudem das Erfordernis von Zusatzkomponenten reduziert.
[0064] Wird das Thermotrennschichtsystem beispielhaft mindestens durch die Isolierflächenstruktur
gebildet, so kann diese beispielhaft aus wärmedämmendem Material hergestellt werden.
[0065] Als wärmedämmendes Material kommen verschiedene Werkstoffe in Betracht. Beispielhaft
und nicht abschließend sind erwähnt Mineralwolle, Kalziumsilikat, Mineralschaum, Lavagestein,
Material mit ähnlichen Eigenschaften oder eine Mischung aus diesen Werkstoffen. Mineralwolle
bietet einen guten Dämmwert und ist ein hervorragendes Material für die thermische
Isolierung. Kalziumsilikat, das aus Kalk, Quarz, Wasser und sogenannten Porenbildnern
besteht, hat sich ebenfalls als passendes Dämmmaterial erwiesen. Mineralschaum besteht
aus Quarz, Kalk und Wasser und kann als passendes Dämmmaterial dienen. Lavagestein,
das zerkleinert, kurzzeitig erhitzt und dadurch aufgebläht wird, kann ebenfalls als
passendes Dämmmaterial verwendet werden. Das Thermotrennschichtsystem kann beispielhaft
auch aus mehreren Systemkomponenten gebildet sein.
[0066] Beispielhaft kann das Thermotrennschichtsystem auch durch das Obertrumm und die Isolierflächenstruktur
und/oder durch weitere Systemeinheiten gebildet werden.
[0067] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Isolierflächenstruktur
sich entlang der Haupterstreckungsachse erstreckend und quer zur Haupterstreckungsachse
im Wesentlichen als Ebene oder im Wesentlichen als Dreiecksbogenform mit einem Projektionsscheitelpunkt
ausgebildet ist.
[0068] Bevorzugt ist die Dreiecksbogenform derart ausgebildet, dass der Projektionsscheitelpunkt
zu dem Obergehäuseabschnitt orientiert ist.
[0069] Alternativ oder zusätzlich bevorzugt ist die Isolierflächenstruktur derart ausgebildet,
dass sie in die beiden Seitengehäuseabschnitte oder in den Untergehäuseabschnitt mündet,
um das Kühlvolumen gemeinsam mit dem Untergehäuseabschnitt im Wesentlichen zu umschließen.
[0070] Eine als Ebene ausgestaltete Isolierflächenstruktur umfasst insbesondere eine Hauptlängs-
und eine Hauptquerstreckungsachse sowie eine geringfügige Tiefenerstreckungsachse.
Ein nicht limitierendes Beispiel hierfür ist eine Blechplatte. Insbesondere kann eine
als Dreiecksbogenform ausgestaltete Isolierflächenstruktur entweder eine, insbesondere
nach oben bauchig, gebogene Ebene sein oder im Falle einer Dreiecksbogenform mit einem
Projektionsscheitelpunkt zwei Ebenen, die sich im Projektionsscheitelpunkt treffen.
Während die Ebene eine konstruktiv einfache Lösung darstellt, bewirkt die Dreiecksbogenform
überraschenderweise eine besonders vorteilige Wärmeverteilung zur Schonung der Endlosbandeinrichtung.
Mit Vorzug weist die Dreiecksbogenform mit ihrem Mittelbereich nach oben. Insbesondere
handelt es sich bei der vorgeschlagenen Isolierflächenstruktur um ein energieeffizienzerhöhendes
Mittel.
[0071] Die Isolierflächenstruktur ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie in die beiden
Seitengehäuseabschnitte oder in den Untergehäuseabschnitt mündet, um das Kühlvolumen
gemeinsam mit dem Untergehäuseabschnitt im Wesentlichen zu umschließen. Hiermit wird
das Untertrumm vom Thermobehandlungsvolumen getrennt und daher weiter geschont, wobei
die Energieeffizienz zudem erhöht wird.
[0072] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine
Fördereinrichtung eine am Obergehäuseabschnitt angeordnete und sich entlang der Haupterstreckungsachse
erstreckende Einhausung aufweist, um das Thermobehandlungsvolumen gemeinsam mit dem
Obertrumm im Wesentlichen zu umschließen.
[0073] Bevorzugt ist die Heizeinrichtung in der Einhausung, besonders bevorzugt innenseitig
oben, angeordnet ist.
[0074] Alternativ oder zusätzlich bevorzugt weist die Einhausung quer zur Haupterstreckungsachse
innenseitig und/oder außenseitig eine geringere Strecke auf als der Obergehäuseabschnitt.
[0075] Durch die bevorzugte Ausgestaltung, dass die Einhausung quer zur Haupterstreckungsachse
eine geringere Erstreckung aufweist als der Obergehäuseabschnitt, wird zu beheizende
Volumen gegenüber einer Ausführungsform ohne Einhausung reduziert.
[0076] Diese Ausgestaltung erlaubt es, dass gegenüber Ausführungsformen ohne Einhausung
ein kontrollierbares, insbesondere kleineres, Volumen zu beheizen ist, sodass es sich
um eine optimiert steuerbare und gegebenenfalls trotz der etwaigen Mehrkosten für
die zusätzliche Einhausung um eine energieeffiziente und langfristig günstigere Ausführungsform
handelt.
[0077] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine
Fördereinrichtung zwischen dem oberen Thermobehandlungsvolumen und dem unteren Kühlvolumen
ein Zwischenvolumen mit einer Zwischentemperatur aufweist. Dabei beträgt die Zwischentemperatur
während der Thermobehandlung einen Wert zwischen der Heiztemperatur und der Kühltemperatur.
[0078] Bevorzugt weist die mindestens eine Fördereinrichtung mindestens eine erste und eine
zweite Volumentrenneinrichtung auf, wobei die erste Volumentrenneinrichtung das obere
Thermobehandlungsvolumen von dem Zwischenvolumen trennt und wobei die zweite Volumentrenneinrichtung
das untere Kühlvolumen von dem Zwischenvolumen trennt.
[0079] Besonders bevorzugt ist das Kalziniersystem ein insgesamt oder zumindest teilweise
mit vorliegenden, offenbarten Merkmalen ausgebildetes Kalziniersystem. Sofern diese
vorzugsweise Ausgestaltung erfüllt ist, umfasst das Thermotrennschichtsystem die mindestens
beiden Volumentrenneinrichtungen, wobei bevorzugt das Obertrumm die erste Volumentrenneinrichtung
ist und bevorzugt das Isolierflächenstruktur die zweite Volumentrenneinrichtung ist.
[0080] Das Zwischenvolumen mit der Zwischentemperatur ermöglicht eine besser kontrollierbare
Trennung zwischen dem oberen Thermobehandlungsvolumen und dem unteren Kühlvolumen
bzw. auch zwischen deren Temperaturen. Dies verbessert die Energieeffizienz der Fördereinrichtung
und erhöht wegen der besser kontrollierbaren Kühltemperatur gleichzeitig die Haltbarkeit
der Endlosbandeinrichtung. Weiterhin wird insbesondere die Staublast in der Fördereinrichtung
unterhalb des Thermobehandlungsvolumens weiter reduziert.
[0081] Bevorzugt weist die mindestens eine Fördereinrichtung mindestens eine erste und eine
zweite Volumentrenneinrichtung auf. Eine Volumentrenneinrichtung ist dabei insbesondere
jede Konstruktion, welche Thermobehandlungs-, Zwischen- und/oder Kühlvolumen voneinander
trennt bzw. diese begrenzt.
[0082] Mit Vorzug trennt die erste Volumentrenneinrichtung das obere
[0083] Thermobehandlungsvolumen von dem Zwischenvolumen und die zweite Volumentrenneinrichtung
trennt das untere Kühlvolumen von dem Zwischenvolumen. Insbesondere, und unabhängig
von anderen Merkmalen, kann das Zwischenvolumen Luftaustauschmittel aufweisen, um
beispielsweise Kühlungsluft einzuspeisen und/oder heiße Luft auszuspeisen. Diese Luftaustauschmittel
können an einem oder beiden Seitengehäuseabschnitten und/oder am Obergehäuseabschnitt
angeordnet sein, wobei alternativ oder zusätzlich auch andere Anordnungsstellen möglich
sind.
[0084] Besonders bevorzugt umfasst das Thermotrennschichtsystem die mindestens beiden Volumentrenneinrichtungen,
wobei insbesondere das Obertrumm die erste Volumentrenneinrichtung und das Isolierflächenstruktur
die zweite Volumentrenneinrichtung ist. Insbesondere das Obertrumm erfüllt in diesem
Kontext zwei Funktionen, sodass es eine besonders kompakte und kostenoptimierte Bauweise
der Fördereinrichtung ermöglicht und mithin die Haltbarkeit der Endlosbandeinrichtung
erhöht.
[0085] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Endlosbandeinrichtung
eine Widerlagerstruktur, eine Trägerstruktur und einen Substanzträger aufweist.
[0086] Die Widerlagerstruktur ist zumindest mittelbar, beispielsweise über Querträger, an
dem Gehäusesystem, insbesondere an beiden Seitengehäuseabschnitten, gelagert.
[0087] Die Trägerstruktur weist Endlosbandbewegungsmittel auf. Diese Endlosbandbewegungsmittel
umfassen bevorzugt Rollen und/oder Zugmitteln, besonders bevorzugt Kettenmittel, wobei
die Endlosbandbewegungsmittel ausgebildet sind, die Trägerstruktur entlang der Widerlagerstruktur
zu bewegen.
[0088] Der Substanzträger ist ausgebildet, um die Substanz zur Thermobehandlung im Thermobehandlungsvolumen
zu fördern. Der Substanzträger ist mit der Trägerstruktur verbunden.
[0089] Bevorzugt ist der Substanzträger aus Segmenten zusammengesetzt, die während der Thermobehandlung
zueinander spaltfrei, besonders bevorzugt überlappend, aufeinanderfolgend angeordnet
sind.
[0090] Die Widerlagerstruktur ist zumindest mittelbar, beispielsweise über den Querträger,
an dem Gehäusesystem gelagert. Insbesondere ist die Widerlagerstruktur an beiden Seitengehäuseabschnitten
gelagert.
[0091] Es ist jedoch auch möglich, dass die Widerlagerstruktur unmittelbar an dem Gehäusesystem,
insbesondere an beiden Seitengehäuseabschnitten gelagert ist.
[0092] Wie bereits erwähnt, umfasst die Endlosbandeinrichtung die Trägerstruktur mit Endlosbandbewegungsmitteln.
Die Endlosbandbewegungsmittel sind bevorzugt Rollen und/oder Zugmitteln, welche besonders
bevorzugt Kettenmittel sind. Dabei sind die Endlosbandbewegungsmittel ausgebildet,
die Trägerstruktur entlang der Widerlagerstruktur zu bewegen. Die Trägerstruktur kann
insbesondere wärmedämmendes Material umfassen, um eine energieeffiziente und gleichzeitig
kompakte Bauweise der Fördereinrichtung zu ermöglichen.
[0093] Die Endlosbandeinrichtung umfasst auch den Substanzträger, der ausgebildet ist, die
Substanz zur Thermobehandlung im Thermobehandlungsvolumen zu fördern und der mit der
Trägerstruktur verbunden ist. Während der Substanzträger beispielhaft ausgestaltet
ist, um die Substanz bestmöglich zu fördern und der Thermobehandlung auszusetzen,
kann die Trägerstruktur ausgestaltet sein, um den Substanzträger robust zu führen
und/oder um eine Wärmebarriere zu bilden, sodass das Thermobehandlungsvolumen möglichst
isoliert bleibt.
[0094] Eine Wärmebarriere kann beispielhaft entweder durch den Substanzträger, durch die
Trägerstruktur oder durch beide Komponenten erzielt werden.
[0095] Bevorzugt ist der Substanzträger aus Segmenten zusammengesetzt, die während der Thermobehandlung
zueinander spaltfrei, besonders bevorzugt überlappend, aufeinanderfolgend angeordnet
sind. Die spaltfreie Ausgestaltung verhindert ein Verkanten der Substanz zwischen
den Segmenten oder Herabfallen der Substanz durch die Segmente. Die Spaltfreiheit,
insbesondere die Überlappung, dient zudem als Wärmebarriere und gleichzeitig als weiterer
Schutz vor abrasiver Korrosion, wobei ebenfalls ein Verkanten der Substanz zwischen
den Segmenten oder Herabfallen der Substanz durch die Segmente vermieden wird.
[0096] Die Merkmalskombination, dass ein Substanzträger der Endlosbandeinrichtung aus Segmenten
zusammengesetzt ist, die während der Thermobehandlung zueinander spaltfrei, besonders
bevorzugt überlappend, aufeinanderfolgend angeordnet sind, kann auch unabhängig von
anderen Merkmalen angewandt werden. Gleiches gilt für die geschlossene Ausgestaltung
der Trägerstruktur. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Substanz gegenüber dem Stand
der Technik staubfreier erhitzt wird, nicht als Rieselgut herabfällt und dass Hitzeverluste
reduziert werden.
[0097] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Substanzträger
mindestens ein Segment mit einer Substanzaufnahmeform aufweist. Insbesondere ist die
Substanzaufnahmeform im Wesentlichen als U-Form ausgebildet.
[0098] Die Substanzaufnahmeform umfasst eine sich horizontal erstreckende Trägerplattform
mit zwei seitlichen Längskanten parallel zur Haupterstreckungsachse und zwei sich
vertikal erstreckende und jeweils an eine der beiden Längskanten angeordnete Vertikalplanken.
[0099] Die Trägerplattform weist aufeinanderfolgende Stufen, bevorzugt mindestens eine Stufe
pro Segment, auf, wobei sich jede Stufe im Wesentlichen quer zur Haupterstreckungsachse
horizontal erstreckt.
[0100] Bevorzugt weist jedes Segment mit einer Stufe ein oberes Höhenniveau und ein unteres
Höhenniveau auf, wobei das obere Höhenniveau in Förderrichtung vorne angeordnet ist.
Zudem weist die Trägerplattform aufeinanderfolgende Vorsprünge auf, bevorzugt mindestens
einen Vorsprung pro Vertikalplanke jedes Segments, wobei sich jeder Vorsprung im Wesentlichen
quer zur Haupterstreckungsachse horizontal erstreckt.
[0101] Der Substanzträger weist ein oder mehrere Segmente mit jeweils einer Substanzaufnahmeform
auf. Insbesondere ist die Substanzaufnahmeform im Wesentlichen als U-Form ausgebildet.
U-Form ist hierbei nicht hart limitierend zu verstehen. Vielmehr ist eine Aufnahmeform
allgemein zu verstehen, wobei die U-Form im Sinne des Buchstabens allenfalls eine
besonders bevorzugte Ausführungsform ist. Das U kann abgerundet sein oder es kann
Winkel zwischen den Schenkeln umfassen. Ebenso sind artähnliche Formen umfasst, etwa
ein V.
[0102] Im Wesentlichen bedeutet hierbei, dass die Substanzaufnahmeform, insbesondere die
U-Form, von einer Aufnahmeform geringfügig abweichende Formen aufweisen darf. Es ist
jedoch wesentlich, dass die Substanz in der Substanzaufnahmeform aufnehmbar und förderbar
ist.
[0103] Die Substanzaufnahmeform weist eine sich horizontal erstreckende Trägerplattform
mit zwei seitlichen Längskanten parallel zur Haupterstreckungsachse auf, sodass hiermit
näherungsweise ein U mit drei orthogonal zueinander stehenden Schenkeln beschrieben
werden kann. Die Substanz wird von der Trägerplattform getragen, sodass die Substanz
in der Substanzaufnahmeform verbleibt und nicht systemkomponentenschädigend nach unten
fällt.
[0104] Dabei weist die Trägerplattform gemäß der beispielhaften Ausführungsform aufeinanderfolgende
Stufen auf, wobei mindestens eine Stufe pro Segment bevorzugt ist. Eine oder mehrere
Stufen kann oder können beispielsweise bei gefällebehafteten Endlosbandeinrichtungen
als Widerstand dienen, welcher die Substanz von einem unerwünschten Abrutschen abhält.
Jede Stufe erstreckt sich im Wesentlichen horizontal quer zur Haupterstreckungsachse.
Dies ermöglicht formbedingt einen optimierten Widerstand, welcher die Substanz von
einem Abrutschen abhält.
[0105] Um diesen Effekt optimiert zu erzielen, weist bevorzugt jedes Segment mit einer Stufe
ein oberes Höhenniveau und ein unteres Höhenniveau auf, wobei das obere Höhenniveau
in Förderrichtung vorne angeordnet ist.
[0106] Die Substanzaufnahmeform weist zwei sich vertikal erstreckende und jeweils an eine
der beiden Längskanten angeordnete Vertikalplanken. Die Substanz wird von den Vertikalplanken
begrenzt, sodass die Substanz in der Substanzaufnahmeform verbleibt und nicht komponentenschädigend
nach unten fällt.
[0107] Dabei weist die Trägerplattform aufeinanderfolgende Vorsprünge auf. Bevorzugt ist
hierzu mindestens ein Vorsprung pro Vertikalplanke jedes Segments vorgesehen.
[0108] Dabei erstreckt sich jeder Vorsprung im Wesentlichen quer zur Haupterstreckungsachse
vertikal. Dies ermöglicht formbedingt einen optimierten Widerstand, welcher die Substanz
von einem unerwünschten Abrutschen abhält.
[0109] Im Wesentlichen quer zur Haupterstreckungsachse bedeutet insbesondere in den obigen
Ausführungen, dass eine formbedingte Widerstandsfunktion der substanztragenden Trägerplattform
bestehen bleibt, beispielsweise bei einem Gefälle. Mit Vorzug weicht der Winkel nicht
mehr als einschließlich 20 Prozent, besonders bevorzugt nicht mehr als einschließlich
10 Prozent von der jeweiligen Querachse ab. Ganz besonders bevorzugt liegt keine Abweichung
von der jeweiligen Querachse vor.
[0110] Optional können an einer oder mehreren Stellen die sich horizontal erstreckenden
Stufen und die sich vertikal erstreckenden Vorsprünge schneiden, also entlang der
Haupterstreckungsachse auf einem Niveau liegen. Alternativ können eine oder mehrere
Stufen und ein oder mehrere Vorsprünge auch entlang der Haupterstreckungsachse versetzt
zueinander angeordnet sein. Es kann auch eine Mischform daraus vorgesehen sein.
[0111] Unabhängig der vorstehenden Merkmale kann eine oder können mehrere Stufen an einer
Trägerplattform, insbesondere an einem Segment, beispielsweise als hervorstehende
Struktur ausgebildet sein, beispielsweise als Ausbauchung. Dies bedeutet, dass eine
im Wesentlichen konstante Ebene besteht, welche durch eine abstehende Stufe abschnittsweise
unterbrochen ist. Alternativ kann eine Stufe auch zwei Ebenen unterschiedlicher Höhen
verbinden. Es ist auch möglich, dass diese Merkmale kombiniert werden, also als abstehende
Ausgestaltung, welche zwei Ebenen verbindet. Es ist möglich, dass alle Stufen nur
nach einer der vorstehenden Ausgestaltungen oder aus einer diversen Auswahl der vorstehenden
Ausgestaltungen ausgebildet sind. Möglich sind auch noch andere Ausgestaltungen.
[0112] Unabhängig der vorstehenden Merkmale kann ein Vorsprung an einer Vertikalplanke einer
Trägerplattform, insbesondere an einer Vertikalplanke eines Segments, beispielsweise
als hervorstehende Struktur ausgebildet sein, beispielsweise als Ausbauchung. Dies
bedeutet, dass eine im Wesentlichen konstante Ebene besteht, welche durch einen abstehenden
Vorsprung abschnittsweise unterbrochen ist. Alternativ kann ein Vorsprung auch zwei
Ebenen unterschiedlicher Höhen verbinden. Es ist auch möglich, dass diese Merkmale
kombiniert werden, also als abstehende Ausgestaltung, welche zwei Ebenen verbindet.
Es ist möglich, dass alle Vorsprünge nur nach einer der vorstehenden Ausgestaltungen
oder aus einer diversen Auswahl der vorstehenden Ausgestaltungen ausgebildet sind.
Möglich sind auch noch andere Ausgestaltungen.
[0113] Insbesondere kann der Substanzträger auf die Trägerstruktur als Zellenträger geschraubt
werden, wobei die Trägerstruktur mit Vorzug aus zwei Blecheinheiten besteht, die durch
vertikale Rippen in einem Abstand zueinander angeordnet sind.
[0114] Der zwischen den beiden Blecheinheiten entstehende Luftspalt reduziert die Wärmeleitfähigkeit
und damit den Wärmeübergang zum Endlosbandbewegungsmittel, bevorzugt zum Zugmittel,
besonders bevorzugt zur Kette.
[0115] An der unteren Blecheinheit können Endlosbandbewegungsmittel, bevorzugt Zugmittel,
besonders bevorzugt Kettenelemente, angeschraubt werden und Rollen können zwischen
den beiden Blecheinheiten montiert sein.
[0116] Die Endlosbandbewegungsmittel, bevorzugt Zugmittel, besonders bevorzugt Ketten, werden
dabei seitlich versetzt zum Substanzträger, und damit auch zum heißen Thermobehandlungsvolumen,
angeordnet.
[0117] Bevorzugt beträgt der Horizontalabstand der Endlosbandbewegungsmittel zueinander,
bevorzugt der Zugmittel zueinander, besonders bevorzugt der Ketten zueinander, zum
Substanzträger an den zueinander nächsten Kanten mindestens einschließlich 80 Millimeter,
bevorzugt mindestens einschließlich 120 Millimeter und/oder maximal einschließlich
180 Millimeter, bevorzugt maximal einschließlich 120 Millimeter.
[0118] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einhausung zum
Substanzträger hinweisend geöffnet ausgebildet ist und eine mit den Vertikalplanken
korrelierende Aufnahmeform mit zwei Vertikalstegen aufweist.
[0119] Damit stören sich mit Vorzug die Vertikalplanken und die Vertikalstege nicht während
des Betriebs der Endlosbandeinrichtung. Beispielhaft weist die Einhausung einen langen
linken und einen langen rechten Vertikalsteg auf, welche beide insbesondere statisch
sind. Entlang jedes Vertikalstegs laufen die jeweils beweglichen linken und rechten
Vertikalplanken entlang.
[0120] Bevorzugt sind die Vertikalplanken und die Vertikalstege derart ausgebildet, dass
ihr Horizontalabstand so ausgewählt ist, dass sie während der Thermobehandlung nicht
aneinanderstoßen und spaltbedingter Wärmeabfluss möglichst gering ist.
[0121] Alternativ oder zusätzlich bevorzugt sind die Vertikalplanken und die Vertikalstege
im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
[0122] Dadurch, dass die Einhausung zum Substanzträger hinweisend geöffnet ausgebildet ist
und die Vertikalplanken des Substanzträgers mit den Vertikalstegen der Einhausung
korrelierend ausgestaltet sind, bildet der Substanzträger einen unteren Boden für
die Einhausung, der jedoch entlang der Haupterstreckungsachse beweglich ist. Mit anderen
Worten ist das Thermobehandlungsvolumen damit gekapselt ausgebildet. Dass der Horizontalabstand
der Vertikalplanken und der Vertikalstege so ausgewählt ist, dass sie während der
Thermobehandlung nicht aneinanderstoßen und spaltbedingter Wärmeabfluss möglichst
gering ist, nähert die Einhausung so weit wie möglich an einen geschlossenen, und
thermisch weitestgehend isolierten Quader an, welcher jedoch die Substanz umhaust
und deren Förderung ermöglicht. Anders formuliert wird hiermit ein Kamineffekt reduziert.
Weiter begünstigt wird dieser Vorteil dadurch, wenn die Vertikalplanken und die Vertikalstege
im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Im Wesentlichen bedeutet hierbei
insbesondere, dass die Komponenten derart ausgestaltet sind, dass der Substanzträger
während seiner Bewegung nicht an die Einhausung reibt, wobei gleichzeitig zu große
Wärmebrücken mit Vorzug zu vermeiden sind. Insbesondere sind die Komponenten genau
parallel zueinander.
[0123] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Endlosbandbewegungsmittel
vertikal unterhalb des Thermobehandlungsvolumens und quer zur Haupterstreckungsachse
horizontal nach außen um einen Horizontalabstand versetzt zum Thermobehandlungsvolumen
angeordnet sind.
[0124] Bevorzugt entspricht der Horizontalabstand des Versatzes jedes Endlosbandbewegungsmittels
zum Thermobehandlungsvolumen mindestens dem Längenbetrag eines entsprechenden Endlosbandbewegungsmittels
in gleicher Achse. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt beträgt der Horizontalabstand
des Versatzes jedes Endlosbandbewegungsmittels zum Thermobehandlungsvolumen mindestens
5 Prozent, mit Vorzug mindestens 7 Prozent und mit besonderem Vorzug mindestens 10
Prozent einer horizontalen Haupterstreckung eines Segments quer zur Haupterstreckungsachse.
Alternativ oder zusätzlich bevorzugt beträgt der Horizontalabstand des Versatzes jedes
Endlosbandbewegungsmittels zum Thermobehandlungsvolumen höchstens 30 Prozent, mit
Vorzug höchstens 25 Prozent und mit besonderem Vorzug höchstens 15 Prozent einer horizontalen
Haupterstreckung eines Segments quer zur Haupterstreckungsachse. Dass die Endlosbandbewegungsmittel
vertikal unterhalb des
[0125] Thermobehandlungsvolumens und quer zur Haupterstreckungsachse horizontal nach außen
um einen Horizontalabstand versetzt zum Thermobehandlungsvolumen angeordnet sind,
bedeutet anders formuliert, dass es einen seitlichen Versatz der Endlosbandbewegungsmittel
relativ zum Thermobehandlungsvolumen gibt, sodass die auf die Endlosbandbewegungsmittel
wirkende thermische Belastung reduziert ist. Es hat sich herausgestellt, dass die
eigentlich ungewünschte Überdimensionierung der Komponenten, insbesondere der Trägerstruktur,
trotz der Mehrkosten die Haltbarkeit der Endlosbandbewegungsmittel erhöht und damit
die Stillstandzeiten des Kalziniersystems reduziert.
[0126] Das bevorzugte Merkmal, wonach der Horizontalabstand des Versatzes jedes Endlosbandbewegungsmittels
zum Thermobehandlungsvolumen mindestens dem Längenbetrag eines entsprechenden Endlosbandbewegungsmittels
in gleicher Achse entspricht, bedeutet anders beispielhaft formuliert, dass bei fingierten
vertikalen Projektionsebenen ein fiktives Endlosbandbewegungsmittel zwischen der vertikalen
Projektionsebene des tatsächlich vorhandenen Endlosbandbewegungsmittels und der vertikalen
Projektionsebene des Thermobehandlungsvolumens Platz haben sollte. Insbesondere und
nicht limitierend werden dabei die zueinander nächsten Innenkanten berücksichtigt
oder die für den Fachmann erkennbaren Haupterstreckungsebenen des entsprechenden Endlosbandbewegungsmittel
und des Thermobehandlungsvolumens.
[0127] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine
Fördereinrichtung ein Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem zum Gasaustausch
im Thermobehandlungsvolumen aufweist. Das Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem
weist mindestens einen Thermobehandlungsvolumengaseinströmregler und mindestens einen
Thermobehandlungsvolumengasausströmregler auf.
[0128] Der Thermobehandlungsvolumengaseinströmregler ist ausgebildet, um Gas, beispielsweise
Inertgas oder Verbrennungsgas, in das Thermobehandlungsvolumen einzuspeisen. Der Thermobehandlungsvolumengasausströmregler
ist ausgebildet, um Gas, beispielsweise sauerstoffhaltiges oder feuchtigkeitshaltiges
Gas, aus dem Thermobehandlungsvolumen auszuspeisen.
[0129] Bevorzugt ist das Kalziniersystem ein vorgenanntes Kalziniersystem, wobei besonders
bevorzugt das Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem an der Einhausung zum Gasaustausch
im Thermobehandlungsvolumen angeordnet ist.
[0130] Die Verwendung von Inertgas, etwa Stickstoff, hat den vorteilhaften Effekt, dass
es eine ungewollte Oxidation der Substanz im Thermobehandlungsvolumen verhindert.
Dies ist besonders vorteilig bei der Behandlung von Substanzen, die bei hohen Temperaturen
leicht oxidieren.
[0131] Das Verbrennungsgas kann als Wärmequelle dienen, um die erforderliche Temperatur
im Thermobehandlungsvolumen besser zu steuern. Dies kann die Effizienz des Kalzinierprozesses
verbessern und die Betriebskosten senken. Ebenfalls kann Verbrennungsgas genutzt werden,
falls die Heizeinrichtung mit Gas betrieben wird und nicht wie gewünscht zündet, sodass
die Zündreaktion gefördert wird.
[0132] Das sauerstoffhaltige Gas kann verwendet werden, um bestimmte chemische Reaktionen
im Thermobehandlungsvolumen zu fördern. Beispielsweise kann es bei der Kalzinierung
von Metalloxiden verwendet werden, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten.
[0133] Das Ausspeisen von sauerstoffhaltigem Gas kann verhindern, dass unerwünschte Oxidationsreaktionen
im Thermobehandlungsvolumen stattfinden. Dies kann besonders wichtig sein, wenn die
Substanz, die kalziniert wird, empfindlich auf Oxidation reagiert. Das Ausspeisen
von feuchtigkeitshaltigem Gas, beispielhaft resultierend aus der Restfeuchte der kalzinierten
Substanz, kann dazu beitragen, die Feuchtigkeit im Thermobehandlungsvolumen zu kontrollieren.
Dies kann dazu beitragen, die Qualität des Endprodukts zu gewährleisten und unerwünschte
chemische Reaktionen zu verhindern, die durch übermäßige Feuchtigkeit verursacht werden
könnten.
[0134] Mithin verbessert das Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem die Möglichkeit
einer kontrollierten Thermobehandlung und somit eines hochwertigen Endprodukts. Insbesondere
können durch das Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem, abhängig vom zu- oder
abgeführten Gas, die Eigenschaften des Endprodukts beeinflusst werden.
[0135] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine
Fördereinrichtung ein Kühlvolumengasdurchflusssystem zum Gasaustausch im Kühlvolumen
aufweist. Das Kühlvolumengasdurchflusssystem weist mindestens einen Kühlvolumengaseinströmregler
und mindestens einen Kühlvolumengasausströmregler auf. Der Kühlvolumengaseinströmregler
ist ausgebildet, um Gas, beispielsweise Inertgas oder Kühlungsgas unterhalb einer
definierten Kühlgastemperatur, in das Kühlvolumen einzuspeisen. Der Kühlvolumengasausströmregler
ist ausgebildet, um Gas, beispielsweise Inertgas oder Kühlungsgas oberhalb einer definierten
Kühlgastemperatur, aus dem Kühlvolumen auszuspeisen.
[0136] Besonders bevorzugt ist das Kühlvolumengasdurchflusssystem am Untergehäuseabschnitt
oder an einem oder beiden Seitengehäuseabschnitten zum Gasaustausch im Kühlvolumen
angeordnet.
[0137] Das zugeführte Kühlungsgas unterhalb einer definierten Kühlgastemperatur kann als
Kühlmittel dienen, um die Temperatur der Endlosbandeinrichtung im Kühlvolumen zu senken.
Dies kann die Effizienz des Kühlprozesses verbessern und die Haltbarkeit der Endlosbandeinrichtung
erhöhen.
[0138] Das Ausspeisen von Inertgas oder Kühlungsgas oberhalb einer definierten Kühlgastemperatur
kann dazu beitragen, die Temperatur im Kühlvolumen zu kontrollieren.
[0139] Durch die Verwendung dieses Kühlvolumengasdurchflusssystem kann der Kühlprozess effizienter
gestaltet werden. Darüber hinaus ermöglicht das
[0140] Kühlvolumengasdurchflusssystem eine bessere Kontrolle über die Bedingungen im Kühlvolumen,
was zu einer höheren Prozesssicherheit führt. Besonders bevorzugt ist das Kühlvolumengasdurchflusssystem
am Untergehäuseabschnitt oder an einem oder beiden Seitengehäuseabschnitten zum Gasaustausch
im Kühlvolumen angeordnet. Dies ermöglicht eine effiziente Kühlung des Untertrumms
der Endlosbandeinrichtung, die zuvor als Obertrumm durch das heiße Thermobehandlungsvolumen
gelaufen ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Endlosbandeinrichtung als Untertrumm
im Kühlvolumen abkühlt, bevor sie als Obertrumm wieder mit einer Substanz beaufschlagt
wird, die dann wieder thermobehandelt werden soll.
[0141] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Raumvolumen des
Thermobehandlungsvolumens jeweils kleiner ist als das Raumvolumen des Kühlvolumens
und/oder das Raumvolumen des Zwischenvolumens.
[0142] Zunächst ermöglicht die Konzentration der Hitze auf ein kleineres Volumen eine effizientere
Wärmeübertragung. Dies kann dazu beitragen, die Betriebskosten zu senken und die Produktqualität
zu verbessern. Darüber hinaus ermöglicht ein kleineres heißes Thermobehandlungsvolumen
eine genauere Steuerung der Prozesstemperaturen. Dies kann dazu beitragen, die Produktqualität
zu verbessern und die Prozesssicherheit zu erhöhen.
[0143] Ein weiterer Vorteil dieser Konfiguration ist, dass sie zu schnelleren Reaktionszeiten
bei Änderungen der Prozessbedingungen führen kann. Dies kann dazu beitragen, die Betriebsflexibilität
zu erhöhen und die Produktqualität zu verbessern. Darüber hinaus kann die effizientere
Nutzung von Energie dazu beitragen, die Betriebskosten zu senken und die Umweltbelastung
zu reduzieren.
[0144] Schließlich kann ein kleineres heißes Thermobehandlungsvolumen dazu beitragen, eine
gleichmäßigere Wärmeverteilung im Produkt zu erreichen. Dies kann dazu beitragen,
die Homogenität des Produkts zu verbessern und die Produktqualität zu erhöhen. Gleichzeitig
wird das Kühlvolumen weniger erhitzt, sodass das Untertrumm mit hoher Zuverlässigkeit
kühlen kann.
[0145] Zusammenfassend bietet sich eine verbesserte Lösung für die Herausforderungen, die
mit der Thermobehandlung von Substanzen verbunden sind und die Endlosbandeinrichtung
schonen. Sie ermöglicht eine effiziente und kontrollierbare Wärmebehandlung, was zu
einer verbesserten Produktqualität und einer erhöhten Betriebseffizienz führt.
[0146] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine
Fördereinrichtung mindestens ein Umwälzsystem zur Durchmischung der Substanz aufweist.
[0147] Bevorzugt weist das mindestens eine Umwälzsystem mindestens ein zum Gehäusesystem
ortsfestes Pflugmittel auf, das derart ausgebildet ist, dass es die auf dem Obertrumm
in Förderrichtung geförderte Substanz umwälzt.
[0148] Alternativ oder zusätzlich bevorzugt weist das mindestens eine Umwälzsystem mindestens
eine Walzenvorrichtung auf, deren Drehachse quer zur Haupterstreckungsachse angeordnet
ist. Besonders bevorzugt ist die Rotationsgeschwindigkeit der mindestens einen Walzenvorrichtung
um etwa 10 Prozent, bevorzugt um etwa 15 Prozent, besonders bevorzugt um etwa 20 Prozent,
ganz besonders bevorzugt um etwa 25 Prozent größer als die Fördergeschwindigkeit der
Endlosbandeinrichtung
[0149] Alternativ oder zusätzlich besonders bevorzugt beträgt die Fördergeschwindigkeit
der Endlosbandeinrichtung mindestens 0,03 m/s, besonders bevorzugt mindestens 0,05
m/s und/oder höchstens einschließlich 0,3 m/s, besonders bevorzugt höchstens einschließlich
0,2 m/s, ganz besonders bevorzugt höchstens einschließlich 0,1 m/s.
[0150] Alternativ oder zusätzlich besonders bevorzugt weist die mindestens eine Walzenvorrichtung
sich radial erstreckend mindestens eine Rührstabkonstruktion und/oder mindestens eine
Paddelkonstruktion auf.
[0151] Dabei weist die mindestens eine Fördereinrichtung bevorzugt mindestens eine Homogenisierungsvorrichtung
auf, die in Förderrichtung nach der mindestens einen Umwälzsystem angeordnet ist,
wobei die Homogenisierungsvorrichtung insbesondere als Querträgerstruktur ausgebildet
ist, wobei die mindestens eine Homogenisierungsvorrichtung ausgebildet ist, um die
Verteilung der von dem Umwälzsystem umgewälzten Substanz auf dem Obertrumm zu vergleichmäßigen.
[0152] Das eine oder mehrere Pflugmittel können beispielhaft im bzw. am Innenraum der Einhausung
angeordnet sein. Die auf dem Obertrumm gefördert Substanz wird durch das Stoßen gegen
oder entlang der Pflugmittel umgewälzt, sodass eine gleichmäßige Thermobehandlung
begünstigt wird.
[0153] Die Rotationsgeschwindigkeit sowie die Fördergeschwindigkeit ermöglichen, beispielhaft
bei der Tonkalzinierung, eine gleichmäßige Umwälzung der Substanz, wobei ein hochwertiges
Endprodukt erzielt wird.
[0154] Eine Rührstabkonstruktion ist insbesondere ein stabförmiger Körper, wohingegen eine
Paddelkonstruktion einen zur Substanz gerichteten Paddelkörper aufweist.
[0155] Die Homogenisierungsvorrichtung ist beispielhaft, zumindest mittelbar, an oder in
der Einhausung befestigt. Die Homogenisierungsvorrichtung ist mit einem vertikalen
Spalt zum Obertrum beabstandet angeordnet, sodass die Substanz während deren Transport
auf dem Obertrumm durch diesen Spalt gefördert wird und vom Obertrum nach oben abstehende
Substanz höchstens auf das Spaltmaß reguliert wird, um den Spalt durchlaufen zu können.
Damit wird die Substanz auf dem Obertrumm in ihrer Höhe homogenisiert und kann gleichmäßig
thermobehandelt werden. Insbesondere ermöglicht dies eine als Querträgerstruktur ausgebildete
Homogenisierungsvorrichtung.
[0156] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kalziniersystem
mindestens zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Fördereinrichtungen aufweist, die
als Substanzmischsystem in einer Kaskadenform zueinander angeordnet sind.
[0157] Bevorzugt ist die Abgabeeinrichtung der mindestens einen, vorhergehenden Fördereinrichtung
zur Vertikalförderung der Substanz zumindest mittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung
der mindestens einen, nachfolgenden Fördereinrichtung verbunden. Diese Verbindung
kann beispielsweise über eine Schurrenkonstruktion erfolgen, wobei bevorzugt die Schurrenkonstruktion
nach außen im Wesentlichen spaltfrei und/oder luftdicht ausgestaltet ist.
[0158] Durch die kaskadenförmige Anordnung der Fördereinrichtungen wird die thermobehandelte
Substanz nach der erfolgten Thermobehandlung von einer Fördereinrichtung in die nächste
Fördereinrichtung zur weiteren Thermobehandlung überführt. Dies führt zu einer erhöhten
Durchmischung der Substanz zwischen den jeweiligen Thermobehandlungen, was zu einer
gleichmäßigeren Gesamtthermobehandlung führt. Die erhöhte Durchmischung und die wiederholte
Thermobehandlung bzw. Kalzinierung in mehreren Fördereinrichtungen verbessern die
Qualität der thermobehandelten Substanz. Dies kann zu einer höheren Reinheit und Homogenität
des Endprodukts führen. Die kaskadenförmige Anordnung ermöglicht eine kontinuierliche
und effiziente Verarbeitung der Substanz mit weniger Ausschuss. Dies kann zu einer
Reduzierung der Prozesszeiten, des Ausschusses und damit zu einer Steigerung der Produktionskapazität
bei reduzierten Kosten führen. Die Wärme, die bei der Thermobehandlung in einer vorhergehenden
Fördereinrichtung freigesetzt wird, verbleibt in der Substanz in der nächsten Fördereinrichtung.
Dies führt zu einer verbesserten Energieeffizienz des Gesamtprozesses. Die Anzahl
und Anordnung der Fördereinrichtungen können je nach den spezifischen Anforderungen
des zu thermobehandelnden Materials angepasst werden. Dies bietet eine hohe Flexibilität
und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Prozessbedingungen. Zusammenfassend lässt
sich sagen, dass die vorliegende Ausführungsform eine effiziente und flexible Lösung
für die Thermobehandlung von Substanzen bietet, die eine verbesserte Durchmischung
und Qualität des Endprodukts ermöglicht. Die Ausführungsform ist daher von großem
Nutzen für Industriezweige, die Kalzinierungsprozesse einsetzen, wie z. B. die Zement-,
Kalk-, Aluminium- und Chemieindustrie. Dabei kann der Grad der Thermobehandlung auch
an die Eigenschaften der jeweiligen Substanz angepasst werden. Manche Substanzen können
direkt zu Beginn höhere Temperaturen erfordern, wohingegen andere Substanzen erst
im späteren Thermobehandlungsverlauf, also bei einer nachfolgenden Fördereinrichtung,
höhere Temperaturen erfordern können. Während das Temperaturgefälle bei einer klassischen
Fördereinrichtung nicht einstellbar war, können nunmehr Temperaturrampen durch unterschiedliche
Temperaturen in unterschiedlichen Fördereinrichtungen erzielt werden und somit die
Qualität der thermobehandelten Substanz erhöht werden.
[0159] Gemäß einer modifizierten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kaskadenform derart
ausgestaltet ist, dass die Haupterstreckungsachse zum Horizont im Wesentlichen einen
Winkel von mindestens -5 Grad, bevorzugt mindestens 0 Grad, besonders bevorzugt mindestens
10 Grad, ganz besonders bevorzugt mindestens 20 Grad einschließt. Abhängig vom Winkel
kann dies beispielsweise in Anwendungen nützlich sein, bei denen eine erhöhte Durchmischung
oder ein erhöhter Durchsatz erforderlich ist. Alternativ oder zusätzlich kann die
Kaskadenform beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass die Haupterstreckungsachse
zum Horizont im Wesentlichen einen Winkel von maximal 40 Grad, bevorzugt maximal 30
Grad, besonders bevorzugt maximal 28 Grad, ganz besonders bevorzugt maximal 25 Grad
einschließt.
[0160] Insbesondere kann vorsehen sein, dass die Winkel nachträglich veränderbar sind, beispielsweise
durch entsprechende Hubsysteme an den Fördereinrichtungen. Möglich sind jedoch auch
andere technische Mittel zur Winkelveränderung.
[0161] Die spezifischen Winkel der Haupterstreckungsachse in Bezug auf den Horizont, die
in den modifizierten Ausführungsformen vorgeschlagen sind, haben direkte Auswirkungen
auf die Effizienz und Effektivität des Thermobehandlungsprozesses. Dies betrifft insbesondere
die Steuerung der Durchlaufgeschwindigkeit, die verbesserte Durchmischung und die
Flexibilität.
[0162] Ein größerer Winkel könnte mit Blick auf die Durchlaufzeit dazu führen, dass die
Substanz schneller von einer Fördereinrichtung zur nächsten durchrutscht. Dies könnte
zu einer kürzeren Durchlaufzeit durch die Fördereinrichtung/en führen, was besonders
nützlich sein könnte, wenn eine hohe Produktionskapazität erforderlich ist und die
Substanzeigenschaften dies erlauben bzw. die Qualität dadurch gewährleistet bleibt.
[0163] Ein kleinerer Winkel könnte mit Blick auf die Durchmischung und Thermobehandlung
dazu führen, dass die Substanz langsamer oder nicht durch die Fördereinrichtung/en
rutscht. Dies kann zu einer gründlicheren Thermobehandlung der Substanz führen, da
sie länger der Hitze ausgesetzt ist und somit zu einer höheren Qualität des Endprodukts
führen.
[0164] Die Möglichkeit, den Winkel der Haupterstreckungsachse anzupassen, ermöglicht es,
den Prozess an die spezifischen Anforderungen der zu thermobehandelnden Substanz anzupassen.
Dies kann besonders nützlich sein, wenn verschiedene Substanzen oder Chargengrößen
zu verarbeiten sind.
[0165] Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die spezifischen Winkel der Haupterstreckungsachse,
die in den modifizierten Ausführungsformen vorgeschlagen sind, eine wichtige Rolle
bei der Optimierung des Thermobehandlungsprozesses spielen können. Sie bieten eine
effiziente und flexible Lösung, die eine kontrollierbare Thermobehandlung von Substanzen
und hohe Qualität des Endprodukts ermöglicht. Die Formulierung im Wesentlichen sieht
vor, dass insbesondere die Eigenschaften noch erfüllt sind, was mit Vorzug bei einer
Abweichung von einschließlich plus/minus 10 Prozent gegeben ist. Besonders bevorzugt
sind jedoch genau die Winkelangaben.
[0166] Vorteilhaft ist außerdem ein Verfahren zur Thermobehandlung einer Substanz, unter
Verwendung des Kalziniersystems nach mindestens einem der vorgenannten Merkmale, das
Verfahren mindestens aufweisend die Schritte Aufnehmen der Substanz mittels der Aufnahmeeinrichtung
und anschließendes Fördern der Substanz auf dem Obertrumm entlang der Haupterstreckungsachse,
wobei die Substanz zur Thermobehandlung zumindest teilweise durch das beheizte Thermobehandlungsvolumen
gefördert wird. Bevorzugt weist das Kalziniersystem mindestens eines oder alle der
vorgenannten Merkmale auf, sodass insbesondere zumindest eine Durchmischung der Substanz
mittels des mindestens einen Umwälzsystems erfolgt. Dabei ist ein oder sind mehrere
Umwälzsysteme bevorzugt, jedoch nicht zwingend erforderlich vorgesehen.
[0167] Weiter umfasst das Verfahren den Schritt Abgeben der Substanz mittels der Abgabeeinrichtung.
Bevorzugt weist das Kalziniersystem mindestens eines oder alle der vorgenannten Merkmale
auf, sodass insbesondere zumindest eine Durchmischung der Substanz durch die Vertikalförderung
der Substanz erfolgt. Diese Vertikalförderung kann insbesondere im Wesentlichen als
freier Fall erfolgen, von der Abgabeeinrichtung der mindestens einen, vorhergehenden
Fördereinrichtung in die Aufnahmeeinrichtung der mindestens einen, nachfolgenden Fördereinrichtung.
Dabei ist eine Kaskadenform bevorzugt, jedoch nicht zwingend erforderlich. Bevorzugt
liegt die Kaskadenform jedoch vor. Im Wesentlichen als freier Fall bedeutet hierbei,
dass der Vertikalanteil der Förderung größer ist als der Horizontalanteil der Förderung.
Dies kann auch über eine Schurre oder eine ähnliche Einrichtung erfolgen. Optional
kann die Substanz zumindest teilweise, oder vollständig, frei herabfallen.
[0168] Das Verfahren ist grundsätzlich ohne Durchmischung der Substanz umsetzbar, insbesondere
ohne Umwälzsystem und/oder ohne Durchmischung der Substanz durch ihre Vertikalförderung,
beispielsweise mit Unterstützung einer Kaskadenform mehrerer Fördereinrichtungen.
Hierdurch wird das Verfahren möglicherweise staubärmer und die Rieselgutproblematik
kann bei sehr spröder Substanz reduziert werden. Es kann auch nur eine Form der Durchmischung
oder eine gänzlich andere Form der Durchmischung erfolgen. Allerdings sind bei bestimmten
Substanzen gegebenenfalls sowohl das Umwälzsystem als auch alternativ oder zusätzlich
die Durchmischung der Substanz durch ihre Vertikalförderung vorteilig, um eine homogene
Thermobehandlung der Substanz zu ermöglichen.
[0169] Es ist bevorzugt, dass die Reihenfolge von Verfahrensschritten, soweit nicht technisch
in einer expliziten Reihenfolge erforderlich, variiert werden kann. Besonders bevorzugt
ist jedoch die vorgenannte Reihenfolge der Verfahrensschritte.
[0170] Sofern in den vorliegenden Ausführungen die Formulierung "im Wesentlichen" verwendet
wird, bedeutet dies, dass es eine für den Fachmann erkennbar bestimmte Ausführungsform
ist, welche ein geringfügiges Maß an Abweichung zulässt, ohne die wesentliche Funktion
des jeweiligen Merkmals zu verlieren. Bei Zahlenwerten kann sich die Formulierung
auf plus/minus 10 Prozent beziehen. Allgemein ist die genaue Angabe vor der Abweichung
bevorzugt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0171] Nachfolgend werden die Lösungen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Formulierung Figur ist
in den Zeichnungen mit Fig. abgekürzt.
[0172] In den Zeichnungen zeigen
- Fig. 1
- eine schematische, perspektivische Ansicht eines Kalziniersystems mit einer Fördereinrichtung
gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 2
- eine schematische Ansicht auf eine Stirnfläche des Kalziniersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 1;
- Fig. 3
- eine schematische, perspektivische Ansicht des Kalziniersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach den Figuren 1 und 2;
- Fig. 4
- eine schematische, perspektivische Ansicht des Kalziniersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach der Figur 3 mit anderen Bezugszeichen;
- Fig. 5
- eine schematische, alternativ perspektivische Ansicht des Kalziniersystems gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4;
- Fig. 6
- eine schematische Seitenansicht des Kalziniersystems mit drei zueinander kaskadenförmig
angeordneten Fördereinrichtungen gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1;
- Fig. 7
- eine schematische, perspektivische Ansicht des Kalziniersystems mit zwei zueinander
kaskadenförmig angeordneten Fördereinrichtungen gemäß dem Ausführungsbeispiel nach
der Figur 1;
- Fig. 8
- eine schematische Seitenansicht des Kalziniersystems gemäß einem weiteren bevorzugten
Ausführungsbeispiel;
- Fig. 9
- eine beispielhafte Thermobehandlungsprozessfolge;
- Fig. 10
- eine schematische, perspektivische Ansicht einer substanzführenden Trägerplattform
des Kalziniersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1, wobei Pflugmittel
und eine Homogenisierungsvorrichtung dargestellt sind;
- Fig. 11
- eine schematische, perspektivische Ansicht der Pflugmittel gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach der Figur 10; und
- Fig. 12
- eine schematische, perspektivische Ansicht eines Segments eines Substanzträgers des
Kalziniersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
[0173] Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der
Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes
Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wird, kann eigenständig
oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel
genutzt werden. Jedes Merkmal, das für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Anspruchskategorie
beschrieben wird, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer
anderen Anspruchskategorie eingesetzt werden.
[0174] Es ist zu beachten, dass die Ausführungsbeispiele beispielhafte, schematische Darstellungen
sind. Dies bedeutet, dass zeichnerische Ungenauigkeiten und/oder Unvollständigkeiten
vorhanden sein können, welche der Fachmann erkennt und unter Zuhilfenahme der vorliegend
vorgeschlagenen Aspekte eigenständig komplettiert.
[0175] Figur 1 zeigt ein beispielhaftes Kalziniersystem 1 zur Thermobehandlung einer Substanz
12. Das Kalziniersystem 1 umfasst mindestens eine Fördereinrichtung 14 mit einer Haupterstreckungsachse
H, wobei mit Vorzug die Haupterstreckungsachse H sämtliche zur Mittenhauptachse parallele
Achsen umfasst, sodass vielmehr die Erstreckung als eine singuläre Achse gemeint ist.
[0176] Gemäß den Figuren 6 und 7 sind beispielhaft drei beziehungsweise zwei Fördereinrichtungen
14 vorgeschlagen, welche kaskadenförmig zueinander angeordnet sind. Dies ist bevorzugt
und nicht limitierend. Es sind auch mehr Fördereinrichtungen 14 möglich, etwa vier,
fünf oder sechs.
[0177] Die mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördereinrichtung 14,
weist mindestens ein während der Thermobehandlung mit einer Heizeinrichtung 16 beheiztes
Thermobehandlungsvolumen 18 mit einer Heiztemperatur T_H und ein unterhalb des Thermobehandlungsvolumens
18 angeordnetes Kühlvolumen 20 mit einer Kühltemperatur T_K auf. Dies ist insbesondere
in den beispielhaften Figuren 1 bis 3 erkennbar. Dabei ist während der Thermobehandlung
die Heiztemperatur T_H größer als die Kühltemperatur T_K.
[0178] Die mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördereinrichtung 14,
weist eine Aufnahmeeinrichtung 22 auf, die ausgestaltet ist, die Substanz 12 aufzunehmen
und zumindest mittelbar in das Thermobehandlungsvolumen 18 zu fördern. Die Aufnahmeeinrichtung
22 ist beispielhaft in den Figuren 1, 6 und 7 gezeigt.
[0179] Die mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördereinrichtung 14,
weist eine Abgabeeinrichtung 24 auf, die entlang der Haupterstreckungsachse H von
der Aufnahmeeinrichtung 22 entfernt angeordnet ist und ausgestaltet ist, die Substanz
12 nach der Thermobehandlung aus der Fördereinrichtung 14 abzugeben. Die Abgabe kann
entweder in eine weitere Fördereinrichtung 14 oder nach dem Abschluss der Thermobehandlung
gänzlich aus dem Kalziniersystem 1 herausführend erfolgen. Die Abgabeeinrichtung 24
ist beispielhaft in den Figuren 6 und 7 gezeigt.
[0180] Die mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördereinrichtung 14,
weist eine Endlosbandeinrichtung 26 mit einem Obertrumm 28 und einem Untertrumm 30
auf.
[0181] Das Obertrumm 28 ist entlang der Haupterstreckungsachse H in einer Förderrichtung
F von einer ersten Trummübergangseinrichtung 32.1 hin zu einer zweiten Trummübergangseinrichtung
32.1 bewegbar.
[0182] Die Förderrichtung F erstreckt sich parallel zur Haupterstreckungsachse H von führt
von der Aufnahmeeinrichtung 22 hin zur Abgabeeinrichtung 24.
[0183] Dabei ist das Obertrumm 28 ausgestaltet, die von der Aufnahmeeinrichtung 22 aufgenommene
und auf das Obertrumm 28 geförderte Substanz 12 zur Thermobehandlung im Thermobehandlungsvolumen
18 zu fördern.
[0184] Anders formuliert läuft das Obertrumm 28 und fördert das Obertrumm 28 die Substanz
12 während der Thermobehandlung auf dem Obertrumm 28 in Förderrichtung F.
[0185] Dabei ist das Untertrumm 30 korrelierend zum Obertrumm 28 im Kühlvolumen 20 entlang
der Haupterstreckungsachse H in einer zur Förderrichtung F entgegengesetzten Rückführrichtung
R von der zweiten Trummübergangseinrichtung 34 hin zu der ersten Trummübergangseinrichtung
32 bewegbar.
[0186] Da die Endlosbandeinrichtung 26 als Endlosband ausgestaltet ist und insbesondere
aus dem Obertrumm 28 und dem Untertrumm 30 besteht, die zwischen den Trummübergangseinrichtungen
32.1, 32.2 gespannt sind, laufen Obertrumm 28 und Untertrumm 30 zwangsweise dieselbe
Strecke in jeweils umgekehrter Richtung.
[0187] Die mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördereinrichtung 14,
weist ein Gehäusesystem 34, 36, 38.1, 38.2, 40.1, 40.2 auf mit einem Obergehäuseabschnitt
34, einem Untergehäuseabschnitt 36, zwei Seitengehäuseabschnitten 38.1, 38.2 und zwei
Stirngehäuseabschnitten 40. Das Gehäusesystem 34, 36, 38.1, 38.2, 40.1, 40.2 ist insbesondere
in den Figuren 1 bis 7 dargestellt.
[0188] Die Endlosbandeinrichtung 26 ist während der Thermobehandlung im Wesentlichen geschlossen
ausgebildet, wobei die Endlosbandeinrichtung 26 als Substanzträger 58 ausgebildet
ist, der aus Segmenten 58.1 zusammengesetzt ist, die während der Thermobehandlung
zueinander mindestens spaltfrei angeordnet sind. Gleichzeitig weist das Kalziniersystem
10 ein Substanzmischsystem 68, 70, 72 auf, das ausgestaltet ist, die Substanz 12 zu
durchmischen. Bestandteile des Substanzmischsystems 68, 70, 72, 74 sind, wie nachfolgend
ausgeführt, eine Kaskadenform von Fördereinrichtungen 14 und ein Umwälzsystem 68,
beispielhaft aufweisend mindestens eine oder mehrere Walzenvorrichtungen 70, ein oder
mehrere Pflugmittel 72 und/oder eine oder mehrere Homogenisierungsvorrichtungen 74.
[0189] Insbesondere Figur 2 lässt erkennen, dass der Obergehäuseabschnitt 34, der Untergehäuseabschnitt
36 und die beiden Seitengehäuseabschnitte 38.1, 38.2 im Querschnitt zur Haupterstreckungsachse
H ein im Wesentlichen geschlossenes, rechteckiges, Profil bilden. Dass noch eine Einhausung
46 in den Obergehäuseabschnitt 34 eingebettet ist, ist durch die Formulierung "im
Wesentlichen" umfasst.
[0190] Wie beispielhaft in Figur 6 gezeigt, weisen die erste und die letzte Fördereinrichtung
14 jeweils ein Luftabschlussmittel 41 auf, exemplarisch Zellenradschleusen. Mit Vorzug
sind die Luftabschlussmittel 41 ausgebildet, die Aufnahmeeinrichtung 22 und die Abgabeeinrichtung
24, insbesondere einstellbar, gegenüber ihrer Umgebung thermisch zu isolieren.
[0191] Wie beispielhaft gezeigt, grenzt das Thermobehandlungsvolumen 18 an den Obergehäuseabschnitt
34 und das Kühlvolumen 20 an den Untergehäuseabschnitt 36 grenzt.
[0192] Wie beispielhaft in den Figuren 1 bis 4 gezeigt, die weist die dargestellte Fördereinrichtung
14 zwischen dem Thermobehandlungsvolumen 18 und dem Kühlvolumen 20 entlang der Haupterstreckungsachse
H ein im Wesentlichen durchgehendes Thermotrennschichtsystem 42 auf.
[0193] Dabei ist das Thermotrennschichtsystem 42 mindestens gebildet durch das Obertrumm
28 und/oder durch eine Isolierflächenstruktur 44.
[0194] Die Isolierflächenstruktur 44 erstreckt sich entlang der Haupterstreckungsachse H
und quer zur Haupterstreckungsachse H im Wesentlichen als Dreiecksbogenform mit einem
Projektionsscheitelpunkt PSP, siehe Figur 2.
[0195] Die Dreiecksbogenform ist derart ausgebildet, dass der Projektionsscheitelpunkt PSP
zu dem Obergehäuseabschnitt 34 orientiert ist, also dass die Dreiecksform im Wesentlichen
nach oben zeigt.
[0196] Bevorzugt ist die Isolierflächenstruktur 44 derart ausgebildet, dass sie in die beiden
Seitengehäuseabschnitte 38.1, 38.2 oder in den Untergehäuseabschnitt 36 mündet, um
das Kühlvolumen 20 gemeinsam mit dem Untergehäuseabschnitt 36 im Wesentlichen zu umschließen.
[0197] Obige Aspekte ermöglichen mit Vorzug eine verbesserte Wärmeverteilung, sodass das
Thermobehandlungsvolumen 18 und das Kühlvolumen 20 derart zueinander angeordnet sind,
dass das Untertrumm 30 möglichst unwesentlich wärmebelastet wird und die Ausfallzeigen
des Kalziniersystems 1 damit reduziert sind.
[0198] Mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördervorrichtung 14, weist
bzw. weisen eine am Obergehäuseabschnitt 34 angeordnete und sich entlang der Haupterstreckungsachse
H erstreckende Einhausung 46 auf, um das Thermobehandlungsvolumen 18 gemeinsam mit
dem Obertrumm 28 im Wesentlichen zu umschließen.
[0199] Wie beispielhaft in Figur 2 dargestellt, ist die Heizeinrichtung 16 in der Einhausung
46 innenseitig oben angeordnet und weist quer zur Haupterstreckungsachse H innenseitig
und außenseitig eine geringere Strecke auf als der Obergehäuseabschnitt 34. Wie in
Figur 2 beispielhaft gezeigt, ist das Thermobehandlungsvolumen 18 damit in einem in
sich geschlossenen und kleineren Volumen als es beispielhaft ohne die Einhausung 46
der Fall wäre, sodass sich das Thermobehandlungsvolumen 18 und damit die Thermobehandlung
selbst besser und schneller kontrollieren lässt, woraus ein Endprodukt erhöhter Güte
resultiert.
[0200] Mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördervorrichtung 14, weist
bzw. weisen zwischen dem oberen Thermobehandlungsvolumen 18 und dem unteren Kühlvolumen
20 ein Zwischenvolumen 48 mit einer Zwischentemperatur T _Z auf.
[0201] Die Zwischentemperatur T_Z beträgt während der Thermobehandlung einen Wert zwischen
der Heiztemperatur T_H und der Kühltemperatur T_K. Anders formuliert fällt die Temperatur
der Volumina von oben nach unten stetig ab. Dies kann einerseits durch den Wärmefluss
bedingt sein. Optional ist es auch möglich, dass die Zwischentemperatur T_Z im Zwischenvolumen
48 eine Mischtemperatur eines aktiv beheizten Thermobehandlungsvolumens 18 und eines
aktiv gekühlten Kühlvolumens 20 ist. Wie alle Merkmale, kann auch dieses Merkmal unabhängig
von den anderen Merkmalen stehen.
[0202] Mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördervorrichtung 14, weist
bzw. weisen eine erste und eine zweite Volumentrenneinrichtung auf.
[0203] Dabei trennt die erste Volumentrenneinrichtung das obere Thermobehandlungsvolumen
18 von dem Zwischenvolumen 48 und die zweite Volumentrenneinrichtung trennt das untere
Kühlvolumen 20 von dem Zwischenvolumen 48.
[0204] Hierbei umfasst das Thermotrennschichtsystem 42 die mindestens beiden Volumentrenneinrichtungen,
wobei das Obertrumm 28 die erste Volumentrenneinrichtung und das Isolierflächenstruktur
44 die zweite Volumentrenneinrichtung ist.
[0205] Insbesondere, und unabhängig von anderen Merkmalen, kann das Zwischenvolumen 48 Luftaustauschmittel
aufweisen, insbesondere mit Luftzuführmitteln und/oder Luftabführmitteln, um beispielsweise
heiße Luft auszuspeisen und/oder Kühlungsluft einzuspeisen. Diese Luftaustauschmittel
können an einem oder beiden Seitengehäuseabschnitten 38.1, 38.2 und/oder am Obergehäuseabschnitt
34 angeordnet sein, wobei alternativ oder zusätzlich auch andere Anordnungsstellen
möglich sind. Die Luftaustauschmittel haben vorliegend kein eigenes Bezugszeichen
eingezeichnet, befinden sich in der Figur 1 allerdings beispielhaft im oberen Bereich
des rechtsseitig dargestellten Seitengehäuseabschnitts 38.1. Sowohl das Luftzuführmittel
als auch Luftabführmittel weisen eine beispielhafte Rechteckstruktur auf.
[0206] Beispielhaft in Figur 2 erkennt man, dass die Endlosbandeinrichtung 26 eine Widerlagerstruktur
50 aufweist, die vorliegend mittelbar über einen Querträger 52, an beiden Seitengehäuseabschnitten
38.1, 38.2 des Gehäusesystems 34, 36, 38.1, 38.2, 40.1, 40.2 gelagert ist.
[0207] Weiterhin weist die Endlosbandeinrichtung 26 eine Trägerstruktur 54 mit Endlosbandbewegungsmitteln
56 auf. Die Endlosbandbewegungsmitteln 56 sind bevorzugt Rollen 56.1 und Zugmitteln
56.2, wobei letztere beispielhaft Kettenmittel sind. Dabei sind die Endlosbandbewegungsmittel
56 ausgebildet, um die Trägerstruktur 54 entlang der Widerlagerstruktur 50 zu bewegen.
[0208] Weiterhin weist die Endlosbandeinrichtung 26 einen Substanzträger 58 auf, der ausgebildet
ist, die Substanz 12 zur Thermobehandlung entlang des Thermobehandlungsvolumens 18
zu fördern und der mit der Trägerstruktur 54 verbunden ist.
[0209] Wie insbesondere aus Figur 12 herleitbar ist, ist der Substanzträger 58 aus Segmenten
58.1 zusammengesetzt ist, die während der Thermobehandlung zueinander spaltfrei, besonders
bevorzugt überlappend, aufeinanderfolgend angeordnet sind.
[0210] Der Substanzträger 58 weist mindestens ein Segment 58.1, vorzugsweise alle Segmente
58.1, mit einer Substanzaufnahmeform auf. Dabei ist die Substanzaufnahmeform im Wesentlichen
als U-Form ausgebildet, wie sie in Figur 12 dargestellt ist. Dabei sind die Unregelmäßigkeiten,
wie sie in Figur 12 teilweise vorhanden sind, etwa durch Stufen 59 und Vorsprünge
61, als Bestandteil der U-Form. Auch andere Unregelmäßigkeiten würden die U-Form nicht
verändern, sofern die Substanz 12 weiter nach unten und seitlich zum Transport gesichert
wäre, beispielhaft eine nach unten bauchig ausgebildete Trägerplattform 60.
[0211] Diese Trägerplattform 60 ist von der Substanzaufnahmeform umfasst und ist eine sich
horizontal erstreckende Trägerplattform 60 mit zwei seitlichen Längskanten 57 parallel
zur Haupterstreckungsachse H.
[0212] Die Trägerplattform 60 umfasst aufeinanderfolgende Stufen 59, bevorzugt mindestens
eine Stufe 59 pro Segment 58.1.
[0213] Jede Stufe erstreckt sich im Wesentlichen quer zur Haupterstreckungsachse H horizontal,
wobei jedes Segment 58.1 mit einer Stufe 59 ein oberes Höhenniveau 59.1 und ein unteres
Höhenniveau 59.2 aufweist. Das obere Höhenniveau 59.1 ist in Förderrichtung F vorne
angeordnet.
[0214] Weiterhin umfasst die Substanzaufnahmeform zwei sich vertikal erstreckende und jeweils
an eine der beiden Längskanten 57 angeordnete Vertikalplanken 62.1, 62.2. Ebenso weist
die Trägerplattform 60 aufeinanderfolgende Vorsprünge 61 auf, wobei jedes Segments
58.1 mindestens einen Vorsprung 61 pro Vertikalplanke 62.1, 62.2 aufweist. Jeder Vorsprung
61 erstreckt sich im Wesentlichen quer zur Haupterstreckungsachse H horizontal.
[0215] Vereinfacht und anders ausgedrückt, jedoch nicht limitierend, weist ein Substanzträger
58 in einem Querschnitt zur Haupterstreckungsachse H horizontal eine Trägerplattform
60 und vertikal zwei Vertikalplanken 62.1, 62.2 auf. Die Trägerplattform 60 und die
Vertikalplanken 62.1, 62.2 schneiden sich in den beiden Längskanten 57.
[0216] Insbesondere in den Figuren 2 bis 5 ist erkennbar, dass die Einhausung 46 zum Substanzträger
58 hinweisend geöffnet ausgebildet ist und eine mit den Vertikalplanken 62.1, 62.2
korrelierende Aufnahmeform mit zwei Vertikalstegen 64.1, 64.2 aufweist. Mit dieser
Konfiguration wird das Thermobehandlungsvolumen 18 begrenzt.
[0217] Hierbei sind die Vertikalplanken 62.1, 62.2 und die Vertikalstege 64.1, 64.2 derart
ausgebildet, dass ihr Horizontalabstand so ausgewählt ist, dass sie während der Thermobehandlung
nicht aneinanderstoßen und spaltbedingter Wärmeabfluss möglichst gering ist. Damit
ist das Thermobehandlungsvolumen 18 weitestgehend thermisch isoliert, wobei das Obertrumm
28 beweglich ist.
[0218] Ebenso sind die Vertikalplanken 62.1, 62.2 und die Vertikalstege 64.1, 64.2 im Wesentlichen
parallel zueinander angeordnet.
[0219] Aus der Gesamtheit der Figuren erkennbar, sind die Endlosbandbewegungsmittel 56 vertikal
unterhalb des Thermobehandlungsvolumens 18 und quer zur Haupterstreckungsachse H horizontal
nach außen um einen Horizontalabstand HA versetzt zum Thermobehandlungsvolumen 18
angeordnet.
[0220] Mit Blick auf Figur 12 ist erkennbar, dass der Horizontalabstand HA des Versatzes
jedes Endlosbandbewegungsmittels 56 zum Thermobehandlungsvolumen 18 mindestens dem
Längenbetrag LB eines entsprechenden Endlosbandbewegungsmittels 56 in gleiche Achse
entspricht.
[0221] Besonders bevorzugt beträgt der Horizontalabstand HA des Versatzes jedes Endlosbandbewegungsmittels
56 zum Thermobehandlungsvolumen 18 mindestens 5 Prozent, mit Vorzug mindestens 7 Prozent
und mit besonderem Vorzug mindestens 10 Prozent einer horizontalen Haupterstreckung
eines Segments 58.1 quer zur Haupterstreckungsachse H.
[0222] Ebenso bevorzugt beträgt der Horizontalabstand HA des Versatzes jedes Endlosbandbewegungsmittels
56 zum Thermobehandlungsvolumen 18 höchstens 30 Prozent, mit Vorzug höchstens 25 Prozent
und mit besonderem Vorzug höchstens 15 Prozent einer horizontalen Haupterstreckung
eines Segments 58.1 quer zur Haupterstreckungsachse H.
[0223] Bevorzugt beträgt der Horizontalabstand HA der Endlosbandbewegungsmittel 56, bevorzugt
Zugmittel 56.2, besonders bevorzugt Ketten, zum Substanzträger 58 an den zueinander
nächsten Kanten mindestens einschließlich 80 Millimeter, bevorzugt mindestens einschließlich
120 Millimeter und/oder maximal einschließlich 180 Millimeter, bevorzugt maximal einschließlich
120 Millimeter.
[0224] Insbesondere kann der Substanzträger 58 auf die Trägerstruktur 54 als Zellenträger
geschraubt werden, wobei die Trägerstruktur 54 mit Vorzug aus zwei Blecheinheiten
besteht, die durch vertikale Rippen in einem Abstand zueinander angeordnet sind.
[0225] Der zwischen den beiden Blecheinheiten entstehende Luftspalt reduziert die Wärmeleitfähigkeit
und damit den Wärmeübergang zum Endlosbandbewegungsmittel 56, bevorzugt zum Zugmittel
56.2, besonders bevorzugt zur Kette.
[0226] An der unteren Blecheinheit können Endlosbandbewegungsmittel 56, bevorzugt Zugmittel
56.2, besonders bevorzugt Kettenelemente, angeschraubt werden und Rollen 56.1 können
zwischen den beiden Blecheinheiten montiert sein.
[0227] Die Endlosbandbewegungsmittel 56, bevorzugt Zugmittel 56.2, besonders bevorzugt Ketten,
werden dabei seitlich versetzt zum Substanzträger 58, und damit auch zum heißen Thermobehandlungsvolumen
18, angeordnet.
[0228] Mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördervorrichtung 14, weist
gemäß Figur 1 ein Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem 66, 66.1, 66.2 zum Gasaustausch
im Thermobehandlungsvolumen 18 auf.
[0229] Das Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem 66, 66.1, 66.2 weist jeweils mindestens
einen oder mehrere Thermobehandlungsvolumengaseinströmregler 66.1 und mindestens einen
oder mehrere Thermobehandlungsvolumengasausströmregler 66.2 auf.
[0230] Der Thermobehandlungsvolumengaseinströmregler 66.1 ist ausgebildet, um Gas, beispielsweise
Inertgas oder Verbrennungsgas, in das Thermobehandlungsvolumen 18 einzuspeisen.
[0231] Der Thermobehandlungsvolumengasausströmregler 66.2 ist ausgebildet, um Gas, beispielsweise
sauerstoffhaltiges oder feuchtigkeitshaltiges Gas, aus dem Thermobehandlungsvolumen
18 auszuspeisen.
[0232] Gemäß Figur 1 ist das Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem 66, 66.1, 66.2
an der Einhausung 46 zum Gasaustausch im Thermobehandlungsvolumen 18 angeordnet.
[0233] Mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördervorrichtung 14, weist
gemäß Figur 1 ein Kühlvolumengasdurchflusssystem 67, 67.1, 67.2 zum Gasaustausch im
Kühlvolumen 20 auf.
[0234] Das Kühlvolumengasdurchflusssystem 67, 67.1, 67.2 weist jeweils mindestens einen
Kühlvolumengaseinströmregler 67.1 und mindestens einen Kühlvolumengasausströmregler
67.2 auf.
[0235] Der Kühlvolumengaseinströmregler 67.1 ist ausgebildet, um Gas, beispielsweise Inertgas
oder Kühlungsgas unterhalb einer definierten Kühlgastemperatur, in das Kühlvolumen
20 einzuspeisen.
[0236] Der Kühlvolumengasausströmregler 67.2 ist ausgebildet, um Gas, beispielsweise Inertgas
oder Kühlungsgas oberhalb einer definierten Kühlgastemperatur, aus dem Kühlvolumen
20 auszuspeisen.
[0237] Wie in Figur 1 erkennbar, ist das Kühlvolumengasdurchflusssystem 67, 67.1, 67.2 an
einem Seitengehäuseabschnitt 38.1 zum Gasaustausch im Kühlvolumen 20 angeordnet, wobei
alternativ beispielhaft auch beide Seitengehäuseabschnitte 38.1, 38.2 ein Kühlvolumengasdurchflusssystem
67, 67.1, 67.2 aufweisen können.
[0238] Es kann ebenso, und unabhängig von anderen Merkmalen, vorgesehen sein, dass der Kühlvolumengaseinströmregler
67.1 an einem Seitengehäuseabschnitt 38.1 und der Kühlvolumengasausströmregler 67.2
an dem anderen Seitengehäuseabschnitt 38.2 vorgesehen ist.
[0239] In Figur 2 ist erkennbar, dass das Raumvolumen des Thermobehandlungsvolumens 18 kleiner
ist als das Raumvolumen des Kühlvolumens 20 und als das Raumvolumen des Zwischenvolumens
48.
[0240] Mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördervorrichtung 14, weist
gemäß Figur 8 mindestens ein Umwälzsystem 68 zur Durchmischung der Substanz 12 auf.
Dabei können pro Fördereinrichtung 14 auch mehrere Umwälzsysteme 68 vorhanden sein,
etwa zwei, drei oder vier. Dies steht unabhängig von den weiteren Merkmalen.
[0241] Das mindestens eine Umwälzsystem 68 weist mindestens ein zum Gehäusesystem 34, 36,
38.1, 38.2, 40.1, 40.2 ortsfestes Pflugmittel 72 auf, das derart ausgebildet ist,
dass es die auf dem Obertrumm 28 in Förderrichtung F geförderte Substanz 12 umwälzt.
[0242] Beispiele der Pflugmittel 72 sind in Figur 11 dargestellt, wobei mir Vorzug mehrere
Pflugmittel 72 vorhanden sind, die insbesondere quer zur Haupterstreckungsachse H
über das Obertrumm 28 verteilt sind, um einen hohen Anteil der auf dem Obertrumm 28
verteilten Substanz 12 zu kämmen beziehungsweise zwecks einer homogenen Wärmebehandlung
umzupositionieren.
[0243] Das mindestens eine Umwälzsystem 68 weist mindestens eine Walzenvorrichtung 70 auf,
deren Drehachse quer zur Haupterstreckungsachse H angeordnet ist. Insbesondere wird
durch die Rotation der Walzenvorrichtung 70 die Substanz unter der Walzenvorrichtung
70 weiter durchmischt.
[0244] Die Rotationsgeschwindigkeit der mindestens einen Walzenvorrichtung 70 ist um etwa
10 Prozent, bevorzugt um etwa 15 Prozent, besonders bevorzugt um etwa 20 Prozent,
ganz besonders bevorzugt um etwa 25 Prozent größer als die Fördergeschwindigkeit der
Endlosbandeinrichtung 26.
[0245] Die Fördergeschwindigkeit der Endlosbandeinrichtung 26 beträgt mindestens 0,03 m/s,
bevorzugt mindestens 0,05 m/s.
[0246] Die Fördergeschwindigkeit der Endlosbandeinrichtung 26 beträgt höchstens einschließlich
0,3 m/s, bevorzugt höchstens einschließlich 0,2 m/s, besonders bevorzugt höchstens
einschließlich 0,1 m/s.
[0247] Die mindestens eine Walzenvorrichtung 70 weist sich radial erstreckend eine Paddelkonstruktion
auf, wobei als Paddel jeweils eine kleines Rechteck am Ende der entsprechenden Rührstabkonstruktion
angedeutet ist.
[0248] Mindestens eine Fördereinrichtung 14, vorzugsweise jede Fördervorrichtung 14, weist
gemäß Figur 10 mindestens eine Homogenisierungsvorrichtung 74 auf.
[0249] Die Homogenisierungsvorrichtung 74 ist in Förderrichtung F nach der mindestens einen
Umwälzsystem 68 angeordnet, wobei die Homogenisierungsvorrichtung 74 insbesondere
als Querträgerstruktur ausgebildet ist.
[0250] Die mindestens eine Homogenisierungsvorrichtung 74 ist ausgebildet, um die Verteilung
der von dem Umwälzsystem 68 umgewälzten Substanz 12 auf dem Obertrumm 28 zu vergleichmäßigen.
[0251] Das Kalziniersystem 10 weist gemäß den Figuren 6 und 7 mindestens zwei, drei oder
mehrere aufeinanderfolgende Fördereinrichtungen 14 auf, die als Substanzmischsystem
in einer Kaskadenform zueinander angeordnet sind.
[0252] Die Abgabeeinrichtung 24 der mindestens einen, vorhergehenden Fördereinrichtung 14
ist zur Vertikalförderung der Substanz 12 zumindest mittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung
22 der mindestens einen, nachfolgenden Fördereinrichtung 14 verbunden, beispielsweise
über eine Schurrenkonstruktion 76.
[0253] Bevorzugt ist die Schurrenkonstruktion 76 nach außen im Wesentlichen im Wesentlichen
spaltfrei und/oder luftdicht ausgestaltet, sodass keine Wärme in die Umwelt dissipiert.
[0254] Die Kaskadenform ist derart ausgestaltet, dass die Haupterstreckungsachse H zum Horizont
im Wesentlichen einen Winkel 0, alpha von mindestens -5 Grad, bevorzugt mindestens
0 Grad, besonders bevorzugt mindestens 10 Grad, ganz besonders bevorzugt mindestens
20 Grad einschließt. Bezüglich der vorliegenden Ausführungsbeispiele sei erwähnt,
dass kein negativer oder neutraler Winkel dargestellt ist.
[0255] Die Kaskadenform ist ferner derart ausgestaltet, dass die Haupterstreckungsachse
H zum Horizont im Wesentlichen einen Winkel 0, alpha von maximal 40 Grad, bevorzugt
maximal 30 Grad, besonders bevorzugt maximal 28 Grad, ganz besonders bevorzugt maximal
25 Grad einschließt.
[0256] Figur 9 deutet Verfahren zur Thermobehandlung einer Substanz 12 an. Dieses Verfahren
erfolgt unter Verwendung des Kalziniersystems 10 nach mindestens einem der vorgenannten
Ansprüche.
[0257] Das Verfahren weist mindestens ein Aufnehmen der Substanz 12 mittels der Aufnahmeeinrichtung
22 auf 100.
[0258] Weiterhin umfasst das Verfahren ein Fördern der Substanz 12 auf dem Obertrumm 28
entlang der Haupterstreckungsachse H. Dabei wird die Substanz 12 zur Thermobehandlung
zumindest teilweise durch das beheizte Thermobehandlungsvolumen 18 gefördert.
[0259] Bevorzugt erfolgt verfahrensgemäß zumindest eine Durchmischung der Substanz 12 mittels
des mindestens einen Umwälzsystems 68.
[0260] Ebenso umfasst das Verfahren ein Abgeben der Substanz 12 mittels der Abgabeeinrichtung
24 300.
[0261] Bevorzugt erfolgt zumindest eine Durchmischung der Substanz 12 durch die Vertikalförderung
der Substanz 12, insbesondere nach Figur 6 im Wesentlichen als freier Fall erfolgend,
von der Abgabeeinrichtung 24 der mindestens einen, vorhergehenden Fördereinrichtung
14 in die Aufnahmeeinrichtung 22 der mindestens einen, nachfolgenden Fördereinrichtung
14.
Bezugszeichenliste
[0262]
- 10
- Kalziniersystem
- 12
- Substanz
- 14
- Fördereinrichtung
- 16
- Heizeinrichtung
- 18
- Thermobehandlungsvolumen
- 20
- Kühlvolumen
- 22
- Aufnahmeeinrichtung
- 24
- Abgabeeinrichtung
- 26
- Endlosbandeinrichtung
- 28
- Obertrumm
- 30
- Untertrumm
- 32.1
- Erste Trummübergangseinrichtung
- 32.2
- Zweite Trummübergangseinrichtung
- 34
- Obergehäuseabschnitt
- 36
- Untergehäuseabschnitt
- 38.1
- Erster Seitengehäuseabschnitt
- 38.2
- Zweiter Seitengehäuseabschnitt
- 40.1
- Erster Stirngehäuseabschnitt
- 40.2
- Zweiter Stirngehäuseabschnitt
- 41
- Luftabschlussmittel
- 42
- Thermotrennschichtsystem
- 44
- Isolierflächenstruktur
- 46
- Einhausung
- 48
- Zwischenvolumen
- 50
- Widerlagerstruktur
- 52
- Querträger
- 54
- Trägerstruktur
- 56
- Endlosbandbewegungsmittel
- 56.1
- Rolle
- 56.2
- Zugmittel
- 57
- Längskante
- 58
- Substanzträger
- 58.1
- Segment
- 59
- Stufe
- 59.1
- Oberes Höhenniveau der Stufe
- 59.2
- Unteres Höhenniveau der Stufe
- 60
- Trägerplattform
- 61
- Vorsprung
- 62.1
- Erste Vertikalplanke
- 62.2
- Zweite Vertikalplanke
- 64.1
- Erster Vertikalsteg
- 64.2
- Zweiter Vertikalsteg
- 66
- Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem
- 66.1
- Thermobehandlungsvolumengaseinströmregler
- 66.2
- Thermobehandlungsvolumengasausströmregler
- 67
- Kühlvolumengasdurchflusssystem
- 67.1
- Kühlgaseinströmregler
- 67.2
- Kühlgasausströmregler
- 68
- Umwälzsystem
- 70
- Walzenvorrichtung
- 72
- Pflugmittel
- 74
- Homogenisierungsvorrichtung
- 76
- Schurrenkonstruktion
- H
- Haupterstreckungsachse
- T_K
- Kühltemperatur
- T_H
- Heiztemperatur
- T_Z
- Zwischentemperatur
- F
- Förderrichtung
- R
- Rückführrichtung
- PSP
- Projektionsscheitelpunkt
- HA
- Horizontalabstand
- alpha
- abgekürzt als □, Winkel der Haupterstreckungsachse zum Horizont
1. Kalziniersystem zur Thermobehandlung einer Substanz (12),
umfassend mindestens eine Fördereinrichtung (14) mit einer Haupterstreckungsachse
(H);
die mindestens eine Fördereinrichtung (14) aufweisend
- mindestens ein während der Thermobehandlung mit einer Heizeinrichtung (16) beheiztes
Thermobehandlungsvolumen (18) mit einer Heiztemperatur (T H) und ein unterhalb des
Thermobehandlungsvolumens (18) angeordnetes Kühlvolumen (20) mit einer Kühltemperatur
(T_K), wobei während der Thermobehandlung die Heiztemperatur (T_H) größer ist als
die Kühltemperatur (T_K);
- eine Aufnahmeeinrichtung (22), die ausgestaltet ist, die Substanz (12) aufzunehmen
und zumindest mittelbar in das Thermobehandlungsvolumen (18) zu fördern;
- eine Abgabeeinrichtung (24), die entlang der Haupterstreckungsachse (H) von der
Aufnahmeeinrichtung (22) entfernt angeordnet ist und ausgestaltet ist, die Substanz
(12) nach der Thermobehandlung aus der Fördereinrichtung (14) abzugeben;
- eine Endlosbandeinrichtung (26) mit einem Obertrumm (28) und einem Untertrumm (30);
wobei das Obertrumm (28) entlang der Haupterstreckungsachse (H) in einer Förderrichtung
(F) von einer ersten Trummübergangseinrichtung (32.1) hin zu einer zweiten Trummübergangseinrichtung
(32.1) bewegbar ist und wobei das Obertrumm (28) ausgestaltet ist, die von der Aufnahmeeinrichtung
(22) aufgenommene und auf das Obertrumm (28) geförderte Substanz (12) zur Thermobehandlung
im Thermobehandlungsvolumen (18) zu fördern;
wobei das Untertrumm (30) korrelierend zum Obertrumm (28) im Kühlvolumen (20) entlang
der Haupterstreckungsachse (H) in einer zur Förderrichtung (F) entgegengesetzten Rückführrichtung
(R) von der zweiten Trummübergangseinrichtung (34) hin zu der ersten Trummübergangseinrichtung
(32) bewegbar ist;
- ein Gehäusesystem (34, 36, 38.1, 38.2, 40.1, 40.2), aufweisend einen Obergehäuseabschnitt
(34), einen Untergehäuseabschnitt (36), mindestens zwei Seitengehäuseabschnitte (38.1,
38.2) und mindestens zwei Stirngehäuseabschnitte (40).
2. Kalziniersystem nach Anspruch 1,
wobei die Endlosbandeinrichtung (26) während der Thermobehandlung im Wesentlichen
geschlossen ausgebildet ist, wobei die Endlosbandeinrichtung (26) bevorzugt als Substanzträger
(58) ausgebildet ist, der aus Segmenten (58.1) zusammengesetzt ist, die während der
Thermobehandlung zueinander spaltfrei, besonders bevorzugt überlappend, aufeinanderfolgend
angeordnet sind;
wobei das Kalziniersystem (10) ein Substanzmischsystem (68, 70, 72) aufweist, das
ausgestaltet ist, die Substanz (12) zu durchmischen.
3. Kalziniersystem nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Obergehäuseabschnitt (34), der Untergehäuseabschnitt (36) und die beiden
Seitengehäuseabschnitte (38.1, 38.2) im Querschnitt zur Haupterstreckungsachse (H)
ein im Wesentlichen geschlossenes, insbesondere rechteckiges, Profil bilden;
wobei bevorzugt die Fördereinrichtung (14) mindestens ein Luftabschlussmittel (41)
aufweist, insbesondere eine oder mehrere Zellenradschleusen, wobei das mindestens
eine Luftabschlussmittel (41) ausgebildet ist, die Aufnahmeeinrichtung (22) und/oder
die Abgabeeinrichtung (24), insbesondere einstellbar, gegenüber ihrer Umgebung thermisch
zu isolieren; und/oder
wobei bevorzugt das Thermobehandlungsvolumen (18) an den Obergehäuseabschnitt (34)
und/oder das Kühlvolumen (20) an den Untergehäuseabschnitt (36) grenzt.
4. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei die mindestens eine Fördereinrichtung (14) zwischen dem Thermobehandlungsvolumen
(18) und dem Kühlvolumen (20) entlang der Haupterstreckungsachse (H) mindestens ein,
insbesondere im Wesentlichen durchgehendes, Thermotrennschichtsystem (42) aufweist;
wobei bevorzugt das Thermotrennschichtsystem (42) mindestens gebildet ist durch das
Obertrumm (28) und/oder durch eine Isolierflächenstruktur (44).
5. Kalziniersystem nach dem vorgenannten Anspruch,
wobei die Isolierflächenstruktur (44) sich entlang der Haupterstreckungsachse (H)
erstreckend und quer zur Haupterstreckungsachse (H) im Wesentlichen als Ebene oder
im Wesentlichen als Dreiecksbogenform mit einem Projektionsscheitelpunkt (PSP) ausgebildet
ist;
wobei bevorzugt die Dreiecksbogenform derart ausgebildet ist, dass der Projektionsscheitelpunkt
(PSP) zu dem Obergehäuseabschnitt (34) orientiert ist; und/oder
wobei bevorzugt die Isolierflächenstruktur (44) derart ausgebildet ist, dass sie in
die beiden Seitengehäuseabschnitte (38.1, 38.2) oder in den Untergehäuseabschnitt
(36) mündet, um das Kühlvolumen (20) gemeinsam mit dem Untergehäuseabschnitt (36)
im Wesentlichen zu umschließen.
6. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei die mindestens eine Fördereinrichtung (14) eine am Obergehäuseabschnitt (34)
angeordnete und sich entlang der Haupterstreckungsachse (H) erstreckende Einhausung
(46) aufweist, um das Thermobehandlungsvolumen (18) gemeinsam mit dem Obertrumm (28)
im Wesentlichen zu umschließen;
wobei bevorzugt die Heizeinrichtung (16) in der Einhausung (46), besonders bevorzugt
innenseitig oben, angeordnet ist; und/oder
wobei bevorzugt die Einhausung (46) quer zur Haupterstreckungsachse (H) innenseitig
und/oder außenseitig eine geringere Strecke aufweist als der Obergehäuseabschnitt
(34).
7. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei die mindestens eine Fördereinrichtung (14) zwischen dem oberen Thermobehandlungsvolumen
(18) und dem unteren Kühlvolumen (20) ein Zwischenvolumen (48) mit einer Zwischentemperatur
(T _Z) aufweist, wobei die Zwischentemperatur (T_Z) während der Thermobehandlung einen
Wert zwischen der Heiztemperatur (T _H) und der Kühltemperatur (T_K) beträgt;
wobei bevorzugt die mindestens eine Fördereinrichtung (14) mindestens eine erste und
eine zweite Volumentrenneinrichtung aufweist,
wobei die erste Volumentrenneinrichtung das obere Thermobehandlungsvolumen (18) von
dem Zwischenvolumen (48) trennt und
wobei die zweite Volumentrenneinrichtung das untere Kühlvolumen (20) von dem Zwischenvolumen
(48) trennt;
wobei das Kalziniersystem (10) besonders bevorzugt ein Kalziniersystem (10) nach mindestens
einem der Ansprüche 4 bis 6 ist, und wobei besonders bevorzugt das Thermotrennschichtsystem
(42) die mindestens beiden Volumentrenneinrichtungen umfasst, wobei besonders bevorzugt
das Obertrumm (28) die erste Volumentrenneinrichtung und das Isolierflächenstruktur
(44) die zweite Volumentrenneinrichtung ist.
8. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei die Endlosbandeinrichtung (26) aufweist:
- eine Widerlagerstruktur (50), die zumindest mittelbar, beispielsweise über Querträger
(52), an dem Gehäusesystem (34, 36, 38.1, 38.2, 40.1, 40.2), insbesondere an beiden
Seitengehäuseabschnitten (38.1, 38.2), gelagert ist;
- eine Trägerstruktur (54) mit Endlosbandbewegungsmitteln (56), bevorzugt mit Rollen
(56.1) und/oder Zugmitteln (56.2), besonders bevorzugt Kettenmitteln, wobei die Endlosbandbewegungsmittel
(56) ausgebildet sind, die Trägerstruktur (54) entlang der Widerlagerstruktur (50)
zu bewegen;
- einen Substanzträger (58), der ausgebildet ist, die Substanz (12) zur Thermobehandlung
im Thermobehandlungsvolumen (18) zu fördern und der mit der Trägerstruktur (54) verbunden
ist,
wobei bevorzugt der Substanzträger (58) aus Segmenten (58.1) zusammengesetzt ist,
die während der Thermobehandlung zueinander spaltfrei, besonders bevorzugt überlappend,
aufeinanderfolgend angeordnet sind.
9. Kalziniersystem nach dem vorgenannten Anspruch,
wobei der Substanzträger (58) mindestens ein Segment (58.1) mit einer Substanzaufnahmeform
aufweist, wobei insbesondere die Substanzaufnahmeform im Wesentlichen als U-Form ausgebildet
ist; die Substanzaufnahmeform aufweisend
- eine sich horizontal erstreckende Trägerplattform (60) mit zwei seitlichen Längskanten
(57) parallel zur Haupterstreckungsachse (H),
wobei die Trägerplattform (60) aufeinanderfolgende Stufen (59), bevorzugt mindestens
eine Stufe (59) pro Segment (58.1), aufweist,
wobei sich jede Stufe im Wesentlichen quer zur Haupterstreckungsachse (H) horizontal
erstreckt,
wobei bevorzugt jedes Segment (58.1) mit einer Stufe (59) ein oberes Höhenniveau (59.1)
und ein unteres Höhenniveau (59.2) aufweist, wobei das obere Höhenniveau (59.1) in
Förderrichtung (F) vorne angeordnet ist;
- zwei sich vertikal erstreckende und jeweils an eine der beiden Längskanten (57)
angeordnete Vertikalplanken (62.1, 62.2),
wobei die Trägerplattform (60) aufeinanderfolgende Vorsprünge (61), bevorzugt mindestens
einen Vorsprung (61) pro Vertikalplanke (62.1, 62.2) jedes Segments (58.1), aufweist,
wobei sich jeder Vorsprung (61) im Wesentlichen quer zur Haupterstreckungsachse (H)
horizontal erstreckt.
10. Kalziniersystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7 und nach dem vorgenannten Anspruch,
wobei die Einhausung (46) zum Substanzträger (58) hinweisend geöffnet ausgebildet
ist und eine mit den Vertikalplanken (62.1, 62.2) korrelierende Aufnahmeform mit zwei
Vertikalstegen (64.1, 64.2) aufweist,
wobei bevorzugt die Vertikalplanken (62.1, 62.2) und die Vertikalstege (64.1, 64.2)
derart ausgebildet sind, dass ihr Horizontalabstand so ausgewählt ist, dass sie während
der Thermobehandlung nicht aneinanderstoßen und spaltbedingter Wärmeabfluss möglichst
gering ist; und/oder
wobei bevorzugt die Vertikalplanken (62.1, 62.2) und die Vertikalstege (64.1, 64.2)
im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
11. Kalziniersystem nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10,
wobei die Endlosbandbewegungsmittel (56) vertikal unterhalb des Thermobehandlungsvolumens
(18) und quer zur Haupterstreckungsachse (H) horizontal nach außen um einen Horizontalabstand
(HA) versetzt zum Thermobehandlungsvolumen (18) angeordnet sind;
wobei bevorzugt der Horizontalabstand (HA) des Versatzes jedes Endlosbandbewegungsmittels
(56) zum Thermobehandlungsvolumen (18) mindestens dem Längenbetrag (LB) eines entsprechenden
Endlosbandbewegungsmittels (56) in gleiche Achse entspricht, und/oder
wobei bevorzugt der Horizontalabstand (HA) des Versatzes jedes Endlosbandbewegungsmittels
(56) zum Thermobehandlungsvolumen (18) mindestens 5 Prozent, mit Vorzug mindestens
7 Prozent und mit besonderem Vorzug mindestens 10 Prozent einer horizontalen Haupterstreckung
eines Segments (58.1) quer zur Haupterstreckungsachse (H) beträgt; und/oder
wobei bevorzugt der Horizontalabstand (HA) des Versatzes jedes Endlosbandbewegungsmittels
(56) zum Thermobehandlungsvolumen (18) höchstens 30 Prozent, mit Vorzug höchstens
25 Prozent und mit besonderem Vorzug höchstens 15 Prozent einer horizontalen Haupterstreckung
eines Segments (58.1) quer zur Haupterstreckungsachse (H) beträgt.
12. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei die mindestens eine Fördereinrichtung (14) ein Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem
(66, 66.1, 66.2) zum Gasaustausch im Thermobehandlungsvolumen (18) aufweist, das Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem
(66, 66.1, 66.2) mindestens aufweisend einen Thermobehandlungsvolumengaseinströmregler
(66.1) und mindestens einen Thermobehandlungsvolumengasausströmregler (66.2),
wobei der Thermobehandlungsvolumengaseinströmregler (66.1) ausgebildet ist, Gas, beispielsweise
Inertgas oder Verbrennungsgas, in das Thermobehandlungsvolumen (18) einzuspeisen,
und
wobei der Thermobehandlungsvolumengasausströmregler (66.2) ausgebildet ist, Gas, beispielsweise
sauerstoffhaltiges oder feuchtigkeitshaltiges Gas, aus dem Thermobehandlungsvolumen
(18) auszuspeisen;
wobei bevorzugt das Kalziniersystem (10) ein Kalziniersystem (10) nach mindestens
einem der Ansprüche 6 bis 11 ist,
wobei besonders bevorzugt das Thermobehandlungsvolumengasdurchflusssystem (66, 66.1,
66.2) an der Einhausung (46) zum Gasaustausch im Thermobehandlungsvolumen (18) angeordnet
ist.
13. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei die mindestens eine Fördereinrichtung (14) ein Kühlvolumengasdurchflusssystem
(67, 67.1, 67.2) zum Gasaustausch im Kühlvolumen (20) aufweist, das Kühlvolumengasdurchflusssystem
(67, 67.1, 67.2) mindestens aufweisend einen Kühlvolumengaseinströmregler (67.1) und
mindestens einen Kühlvolumengasausströmregler (67.2),
wobei der Kühlvolumengaseinströmregler (67.1) ausgebildet ist, Gas, beispielsweise
Inertgas oder Kühlungsgas unterhalb einer definierten Kühlgastemperatur, in das Kühlvolumen
(20) einzuspeisen, und
wobei der Kühlvolumengasausströmregler (67.2) ausgebildet ist, Gas, beispielsweise
Inertgas oder Kühlungsgas oberhalb einer definierten Kühlgastemperatur, aus dem Kühlvolumen
(20) auszuspeisen;
wobei bevorzugt das Kalziniersystem (10) ein Kalziniersystem (10) nach mindestens
einem der Ansprüche 5 bis 12 ist,
wobei besonders bevorzugt das Kühlvolumengasdurchflusssystem (67, 67.1, 67.2) am Untergehäuseabschnitt
(36) oder an einem oder beiden Seitengehäuseabschnitten (38.1, 38.2) zum Gasaustausch
im Kühlvolumen (20) angeordnet ist.
14. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei das Raumvolumen des Thermobehandlungsvolumens (18) jeweils kleiner ist als das
Raumvolumen des Kühlvolumens (20) und/oder das Raumvolumen des Zwischenvolumens (48).
15. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei die mindestens eine Fördereinrichtung (14) als Substanzmischsystem mindestens
ein Umwälzsystem (68) zur Durchmischung der Substanz (12) aufweist;
wobei bevorzugt das mindestens eine Umwälzsystem (68) mindestens ein zum Gehäusesystem
(34, 36, 38.1, 38.2, 40.1, 40.2) ortsfestes Pflugmittel (72) aufweist, das derart
ausgebildet ist, dass es die auf dem Obertrumm (28) in Förderrichtung (F) geförderte
Substanz (12) umwälzt; und/oder
wobei bevorzugt das mindestens eine Umwälzsystem (68) mindestens eine Walzenvorrichtung
(70) aufweist, deren Drehachse quer zur Haupterstreckungsachse (H) angeordnet ist,
wobei besonders bevorzugt die Rotationsgeschwindigkeit der mindestens einen Walzenvorrichtung
(70) um etwa 10 Prozent, bevorzugt um etwa 15 Prozent, besonders bevorzugt um etwa
20 Prozent, ganz besonders bevorzugt um etwa 25 Prozent größer ist als die Fördergeschwindigkeit
der Endlosbandeinrichtung (26), und/oder wobei bevorzugt die Fördergeschwindigkeit
der Endlosbandeinrichtung (26) mindestens 0,03 m/s, besonders bevorzugt mindestens
0,05 m/s und/oder höchstens einschließlich 0,3 m/s, besonders bevorzugt höchstens
einschließlich 0,2 m/s, ganz besonders bevorzugt höchstens einschließlich 0,1 m/s
beträgt; und/oder
wobei besonders bevorzugt die mindestens eine Walzenvorrichtung (70) sich radial erstreckend
mindestens eine Rührstabkonstruktion und/oder mindestens eine Paddelkonstruktion aufweist;
wobei bevorzugt die mindestens eine Fördereinrichtung (14) mindestens eine Homogenisierungsvorrichtung
(74) aufweist, die in Förderrichtung (F) nach der mindestens einen Umwälzsystem (68)
angeordnet ist, wobei die Homogenisierungsvorrichtung (74) insbesondere als Querträgerstruktur
ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Homogenisierungsvorrichtung (74) ausgebildet
ist, um die Verteilung der von dem Umwälzsystem (68) umgewälzten Substanz (12) auf
dem Obertrumm (28) zu vergleichmäßigen.
16. Kalziniersystem nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche,
wobei das Kalziniersystem (10) mindestens zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Fördereinrichtungen
(14) aufweist, die als Substanzmischsystem in einer Kaskadenform zueinander angeordnet
sind,
wobei bevorzugt die Abgabeeinrichtung (24) der mindestens einen, vorhergehenden Fördereinrichtung
(14) zur Vertikalförderung der Substanz (12) zumindest mittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung
(22) der mindestens einen, nachfolgenden Fördereinrichtung (14) verbunden ist, beispielsweise
über eine Schurrenkonstruktion (76),
wobei bevorzugt die Schurrenkonstruktion (76) nach außen im Wesentlichen spaltfrei
und/oder luftdicht ausgestaltet ist.
17. Kalziniersystem nach dem vorgenannten Anspruch,
wobei die Kaskadenform derart ausgestaltet ist, dass die Haupterstreckungsachse (H)
zum Horizont im Wesentlichen einen Winkel (□, alpha) von mindestens -5 Grad, bevorzugt
mindestens 0 Grad, besonders bevorzugt mindestens 10 Grad, ganz besonders bevorzugt
mindestens 20 Grad einschließt; und/oder
wobei die Kaskadenform derart ausgestaltet ist, dass die Haupterstreckungsachse (H)
zum Horizont im Wesentlichen einen Winkel (□, alpha) von maximal 40 Grad, bevorzugt
maximal 30 Grad, besonders bevorzugt maximal 28 Grad, ganz besonders bevorzugt maximal
25 Grad einschließt.
18. Verfahren zur Thermobehandlung einer Substanz (12), unter Verwendung des Kalziniersystems
(10) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, das Verfahren mindestens aufweisend
folgende Schritte:
- Aufnehmen der Substanz (12) mittels der Aufnahmeeinrichtung (22) (100);
- Fördern der Substanz (12) auf dem Obertrumm (28) entlang der Haupterstreckungsachse
(H), wobei die Substanz (12) zur Thermobehandlung zumindest teilweise durch das beheizte
Thermobehandlungsvolumen (18) gefördert wird,
wobei bevorzugt das Kalziniersystem (10) mindestens die Merkmale des Anspruchs 15
aufweist, sodass zumindest eine Durchmischung der Substanz (12) mittels des mindestens
einen Umwälzsystems (68) erfolgt;
- Abgeben der Substanz (12) mittels der Abgabeeinrichtung (24) (300),
wobei bevorzugt das Kalziniersystem (10) mindestens die Merkmale des Anspruchs 16
oder 17 aufweist, sodass zumindest eine Durchmischung der Substanz (12) durch die
Vertikalförderung der Substanz (12), insbesondere im Wesentlichen als freier Fall
erfolgend, von der Abgabeeinrichtung (24) der mindestens einen, vorhergehenden Fördereinrichtung
(14) in die Aufnahmeeinrichtung (22) der mindestens einen, nachfolgenden Fördereinrichtung
(14) erfolgt.