DE1807292C3 - Plant for firing and / or sintering fine material - Google Patents
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Description
4040
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Brennen und/oder Sintern von Feingut, enthaltend eine rohrförmige Brenn- bzw. Sinterkammer sowie eine im Bereich der einen Kammerstirnseite vorgeschaltete Mischkammer mit Zuführungen für Feingut und Verbrennungsluft, ferner enthaltend Einrichtungen zur Vorwärmung von Feingut und Verbrennungsluft sowie Einrichtungen zur Kühlung des gebrannten bzw. gesinterten Gutes.The invention relates to a system for firing and / or sintering fine material, containing a tubular Combustion or sintering chamber as well as an upstream one in the area of the one chamber face Mixing chamber with feeds for fine material and combustion air, also containing devices for Preheating of fine material and combustion air as well as devices for cooling the fired or sintered Good.
Es sind Anlagen bekannt, bei denen als Brenneinrichtung ein Drehrohrofen vorgesehen ist. Nachteilig ist bei diesen Anlagen mit drehbeweglichen Teilen, daß sie einem erheblichen Verschleiß unterliegen, zur Vermeidung von Betriebsstörungen einer sorgfältigen Wartung bedürfen und große Anlagekosten sowie beträchtlichen Raumbedarf bedingen.There are systems known in which as a burning device a rotary kiln is provided. The disadvantage of these systems is that they can be rotated Parts that they are subject to considerable wear and tear, in order to avoid malfunctions require careful maintenance and entail high investment costs and considerable space requirements.
Es sind ferner Anlagen bekannt, die im wesent- 6u liehen aus einem vertikalen Schacht bestehen, den das Gut von oben nach unten und das Gas von unten nach oben durchsetzt. Im mittleren Teil des Schachtes ist eine mit einem Brenner bestückte Brennzone vorgesehen, deren nach oben strömende Abgase das Gut vorwärmen, während das gebrannte Gut im unteren Teil des Schachtes von der aufsteigenden Sekundärluft gekühlt wird. Da sich bei derartigen Anluuen das Gut im Gegenstrom zu den Gasen nach unten beweeen muß, ist insbesondere bei pulverformigem oder feinkörnigem Gut die Anwendung hoher Gasströmungsgeschwindigkeiten und damit die Erzielung hoher Durchsatzleistungen ausgeschlossen. Diesen Na-ht'Ml weist auch ein weiterer bekannter Schachtofen auf in den das Gut mittels vorgewärmter Luft oben eingeblasen wird, während die Brenngase von unten zugeführt werden.There are also systems known that essentially consist of a vertical shaft, which the material passes through from top to bottom and the gas from bottom to top. In the middle part of the shaft there is a combustion zone equipped with a burner, the upwardly flowing exhaust gases of which preheat the material, while the fired material in the lower part of the shaft is cooled by the rising secondary air. Since the material must beweeen downwards in countercurrent to the gases with such anluuen, the use of high gas flow velocities and thus the achievement of high throughput rates is excluded, especially in the case of powdery or fine-grained material. This Na-ht'Ml also has another well-known shaft furnace into which the material is blown from above by means of preheated air, while the fuel gases are supplied from below.
Eine ähnliche unkontrollierbare Relativbewegung von Gut und Gas ist auch bei einem weiteren bekannten Schachtofen vorhanden, bei dem das Gut von unten nach oben eingeblasen wird und in Gestalt einer Wolke entgegen den aufsteigenden Heißgasen wieder nach unten fallen soll. Die Heißgase werden hierbei durch im unteren Bereich des Ofens, dicht über der Guteinblasstelle angeordnete Brenner erzeugt. Da sich auch bei dieser Einrichtung die Aufenthaltszeit der einzelnen Gutteilchen in der heißen Zone nicht exakt steuern läßt, ist ein gleichmäßiges Brennen des gesamten Materials nicht möglich (DT-PS 498 406).A similar uncontrollable relative movement of material and gas is also present in another known shaft furnace, in which the material is blown in from the bottom up and is supposed to fall down again in the form of a cloud against the rising hot gases. The hot gases are generated by burners located in the lower area of the furnace, just above the material injection point. Since the dwell time of the individual good particles in the hot zone cannot be precisely controlled with this device either, even firing of the entire material is not possible (DT-PS 498 406).
Es ist weiterhin eine Anlage bekannt, bei der das in Zyklonen vorgewärmte Feingut in eine Rohrleitunü eingetragen wird, die von einer Brennkammer zu einem Feingutabscheider führt. Die kühle Abluft lielaivt dabei als vorgewärmte Verbrennungsluft in die Brennkammer. Nachteilig ist bei dieser Ausführung zunächst, daß das Feingut mit der Zone höchster Temperatur nicht in Berührung kommt. Das vom letzten Vorwärmerzyklon durch einfache Schwerkraftwirkung in die Verbindungsrohrleitung zwischen Brennkammer und Abscheider fallende Feingut wird ferner nicht in idealer Auflösung in den Heißgav strom eingetragen, sondern schießt zumindest gelegentlich in Strähnen in die Rohrleitung ein. Damit ist jedoch eine gleichmäßige thermische Behandlung des ganzen Materials auf der kurzen Rohrleitungsstrecke bis zum Abscheider nicht gewährleistet (DT-AS 1218 927).A system is also known in which the fine material, which has been preheated in cyclones, is transferred to a pipeline is entered, which leads from a combustion chamber to a fines separator. The cool exhaust air lielaivt as preheated combustion air in the combustion chamber. This design is disadvantageous first of all that the fine material does not come into contact with the zone of highest temperature. That from last preheater cyclone by simple gravity in the connecting pipeline between Furthermore, fine material falling into the combustion chamber and separator is not in ideal resolution in the hot gas electricity entered, but at least occasionally shoots into the pipeline in strands. In order to However, it is a uniform thermal treatment of the entire material on the short pipeline section not guaranteed up to the separator (DT-AS 1218 927).
Es ist schließlich eine Anlage zur Behandlung von Erzen bekannt, die eine langgestreckte Reaktionskammer enthält, der im Bereich der einen Stirnseite eine Mischkammer vorgeschaltet ist. Diese Mischkammer bildet einen Rohrkrümmer und ist im übrigen so gestaltet, daß das Gemisch von Erzstaub und Gas in eine wirbelnde Bewegung gebracht wird, wobei die Achsen dci wirbelnden Bewegung, mit der das Gemisch in die Reaktionskammer geblasen wird, wesentlich von der Strömungsrichtung abweichen, insbesondere quer zu ihr verlaufen. Die Erzteilchen schmelzen in der Reaktionskammer, wobei die Schmelze im Bereich der anderen Stirnseite vom Boden der Kammer abgelassen wird, während die Abgase nach oben entweichen. Da wegen der weitgehend Undefinierten Wirbelbewegung der Erzteilchen in der Reaktionskammer auch die thermische Behandlungsdauer des Eirzes ungleichmäßig ist, ergibt sich kein homogenes Endprodukt. Die Abscheidung des Erzes im schmelzflüssigen Zustand führt ferner leicht zu Anbackungen in der Reaktionskammer, was umfangreiche Wartungsarbeilien bedingt.Finally, a system for the treatment of ores is known which contains an elongated reaction chamber in the area of one end face a mixing chamber is connected upstream. This mixing chamber forms a pipe bend and is otherwise designed so that the mixture of ore dust and gas is brought into a whirling motion, wherein the axes of the swirling movement with which the mixture is blown into the reaction chamber, deviate significantly from the direction of flow, in particular run transversely to it. The ore particles melt in the reaction chamber, the melt in the area of the other end face of the The bottom of the chamber is drained while the exhaust gases escape upwards. Because of the largely Undefined vortex movement of the ore particles in the reaction chamber also affects the thermal treatment time of the iron is uneven, the end product is not homogeneous. The deposition of the ore in the molten state also easily leads to caking in the reaction chamber, which extensive maintenance work required.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfacher Bauweise und leichter Wartung hohe Durchsatzleistungen erzielbar sind und eine gleichmäßige thermische Behandlung aller Feingutteilchen gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object of designing a system of the type mentioned at the outset in such a way that that with simple construction and easy maintenance high throughput rates can be achieved and a uniform thermal treatment of all fine material is guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Mischkammer eine Injektordüse zur Zuführung der vorgewärmten Verbrennungsluft derart vorgesehen ist und an die der Mischkammer abgewandte Stirnseite der mit einer gesonderten Brennstoffzuführung versehenen Brenn- bzw. Sinterkammer ein Feingutabscheider derart anschließt, daß das vorgewärmte Feingut die Brenn- bzw. Sinterkammer mit hoher Geschwindigkeit durchfliegt und das gebrannteAccording to the invention, this object is achieved in that an injector nozzle is used in the mixing chamber Supply of the preheated combustion air is provided and facing away from the mixing chamber Front side of the combustion or sintering chamber provided with a separate fuel supply a fines separator is connected in such a way that the preheated fines enter the combustion or sintering chamber flies through at high speed and the burned
des Zyklons 5 an eine Mischkammer 12 angeschlossen, die einer rohrförmigen Brennkammer 11 vorgeschaltet ist. In diese Mischkammer ragt ferner das als Injektordüse 13 ausgebildete Ende einer Primär-5 luftleituiig 14 hinein. Die Mischkammer 12 mündoi ebenso wie eine mit einer Gasleitung 15 verbundene Brennerdüse 16 stirm>eitig in die Brennkammer 11. Im Bereich der anderen Stirnseite wird die Brennkammer 11 von einer Ringleiiung 17 umgeben, vonof the cyclone 5 connected to a mixing chamber 12, which is connected upstream of a tubular combustion chamber 11. The also protrudes into this mixing chamber designed as an injector nozzle 13 end of a primary 5 air duct 14 into it. The mixing chamber 12 mündoi just like a burner nozzle 16 connected to a gas line 15 protrudes into the combustion chamber 11. In the area of the other end face, the combustion chamber 11 is surrounded by a ring 17, by
bzw. gesintert'; Feingut zusammen mit den Heißgasen ία der mehrere Abzweigleitungen 17' in die Brennkamin den Feingutabscheider gelangt. mer hineinführen. Unmittelbar an diese Stirnseite deror sintered '; Fine material together with the hot gases ία of the multiple branch lines 17 'in the combustion chimney reaches the fines separator. mer into it. Immediately on this face of the
Der Erfindung liegt zum einen die Erkenntnis zu- Brennkammer 11 schließt sich ein Zyklo. !S an, desgrunde,
daß das Hochtemperaturbrennen von Feingut sen Tauchrohr mit dem Gaszuführungsrohr 8 des
in einem Gasstrom auf kurzer Lange nur dann mög- Zyklons 5 verbunden ist. Der Gutauslauf 19 dieses
lieh ist, wenn man das vorgewärmte Feingut und die 15 Zyklons ist über ein Gutrohr 20 an eine Leitung 21
vorgewärmte Verbrennungsluft zunächst miteinander angeschlossen, die das Tauchrohr eines Zyklons 23
mischt, ehe man diese beiden Komponenten in Be- des aus den beiden Zyklonen 22 und 23 bestehenden
rührung mit dem Brennstoff bringt. Auf diese Weise Kühlers 3 mit der Eintrittsöffnung des Zyklons 22
wird nämlich das Feingut mit Sicherheit der Zone verbindet. Das Tauchrohr des Zyklons 22 mündet in
höchster Temperatur ausgesetzt. Zum anderen fußt 20 die Primäriuftleitung 14. In die zum Zyklon 23 fühdie
Erfindung auf der Erkenntnis, daß das Feingut rende Luftleitung 24 mündet das vom Auslauf 25 des
die ganze Brenn- bzw. Sinterzone mit hoher Ge- Zyklons 22 ausgehende Gutrohr 26.
schwindigkeit durchfliegen und diese Zone zusammen Dic Wirkungsweise der Anlage ist folgendermaßen:The invention is based on the one hand on the knowledge- combustion chamber 11 closes a cyclo. ! S on, the reason that the high-temperature burning of fine material sen immersion tube is connected to the gas supply pipe 8 of the cyclone 5 only possible in a gas stream for a short length. The good outlet 19 of this is borrowed when the preheated fine material and the 15 cyclone is connected via a material pipe 20 to a line 21 preheated combustion air which mixes the dip pipe of a cyclone 23 before these two components are removed from the two cyclones 22 and 23 brings existing agitation with the fuel. In this way, the cooler 3 with the inlet opening of the cyclone 22 namely connects the fine material with security of the zone. The immersion tube of the cyclone 22 ends exposed at the highest temperature. On the other hand, the primary air line 14 is based 20.
by flying speed and this zone together Dic operation of the system is as follows:
mit den Gasen verlassen muß, so daß die Abschei- Frischluft (Pfeil 27) tritt durch die Leitung 24 in die dung des Feingutes aus den Gasen nicht mehr in der 25 Anlage al? Kühlluft ein und gelangt über den Zyklon eigentlichen Brenn- bzw. Sinterzone erfolgt. Nur in 23. die Leitung 21, den Zyklon 22 und die Primärluftdiesem Fall ist nämlich gewährleistet, daß das ge- leitung 14 als im Kühler 3 vorgewärmte Primärluft samte Gut gleichmäßig einer durch die Flugzeit de- 28 z"r Brenneinrichtung 2. Die Injektordüse 13 bläst finierten Hochtemperaturbehandlung ausgesetzt wird d'ie Primärluft in die Mischkammer 12. Von dort ge- und dabei die notwendige thermische Behandlung 3° la»&1 sie in die Brennkammern und dient zur Vcrerfährl. Da das Feingut bei der erfindungseemäßen brennung des durch die Brenndüse 16 eingespeisten Anlage die Brenn- bzw. Sinterzone als Feststoff ver- Brennstoffes, beispielsweise Gas (Pfeil 29). Die Heißläßt, entfallen die bei der oben geschilderten bekann- gase (Pfeil 30) strömen dann dem Zyklon 18 zu. Von ten Ausführung mit der Abscheidung von schmelz- diesem Zyklon strömen die Heißgase (Pfeil 30; durch flüssigen Teilchen verbundenen Schwierigkeiten. Die 35 das Gaszuführungsrohr 8 dem untersten Zyklon 5 des erfindungsgemäß durch die Anwendung "hoher Strö- Vorwärmers 1 zu. Sie durchsetzen das Rohr 6 undmust leave with the gases, so that the separating fresh air (arrow 27) passes through the line 24 into the manure of the fine material from the gases no longer in the 25 system al? Cooling air enters and passes through the cyclone's actual combustion or sintering zone. Only in 23 line 21, the cyclone 22 and the primary air this case, namely to ensure that the overall line 14 as pre-heated in the cooler 3 primary air entire Good uniformly one by the time of flight de- 28 "r combustor z 2. The injector nozzle 13 The primary air is exposed to high-temperature treatment in the mixing chamber 12. From there the necessary thermal treatment 3 ° la »& 1 it in the combustion chambers and serves as a means of transport 16 fed in the combustion or sintering zone as a solid fuel, for example gas (arrow 29). The hot, omitted, the known gases described above (arrow 30) then flow to the cyclone 18. From the embodiment with the Separation of melt- this cyclone, the hot gases flow (arrow 30; difficulties associated with liquid particles ß by using "high flow preheater 1 to. They enforce the pipe 6 and
mungsgeschwindigkeiten erzielten großen Durchsatzleistungen werden dabei mit einer sehr einfach gestalteten Brenn- bzw. Sinterkammer, d. h. mit geringem baulichem Aufwand, erreicht.high throughput rates achieved with a very simple design Combustion or sintering chamber, d. H. achieved with little structural effort.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in das abscheiderseitige Ende der Brennkammer wenigstens eine Kühlluftzuführungsleitung einmündet und daß der Abscheider und/oder dieA favorable embodiment of the invention consists in that in the separator-side end of the combustion chamber at least one cooling air supply line opens and that the separator and / or the
den Zyklon 4 und werden anschließend (gegebenenfalls nach Entstaubung) ins Freie entlassen.the cyclone 4 and are then released into the open (if necessary after dedusting).
Feingut (Pfeil 31) wird in das Abgasrohr 6 im 40 Bereich vor der Eintriusöffnung des oberen Zyklons 4 des Vorwärmers 1 eingetragen. Es gelangt mit den Heißgasen (Pfeil 30) in den Zyklon 4, wird dort abgeschieden und gelangt dann durch den Auslauf 7 in das Rohr«. Die darin strömenden Heißgase (Pfeil30)Fine material (arrow 31) is fed into the exhaust pipe 6 in the area in front of the inlet opening of the upper cyclone 4 of the preheater 1 entered. It reaches the cyclone 4 with the hot gases (arrow 30) and is separated there and then passes through the outlet 7 into the pipe «. The hot gases flowing in it (arrow30)
Brennkammer eine zum Durchtritt von Kühlluft be- 45 fördern das Feingut (Pfeil 31) in den unteren Zyklon 5 stimmte poröse Innenwand aufweist. Diese Maßnah- des Vorwärmers. Das auf diese Weise vorgewärmteCombustion chambers for the passage of cooling air convey the fine material (arrow 31) into the lower cyclone 5 has correct porous inner wall. This measure- the preheater. The one preheated in this way
und gegebenenfalls gleichzeitig teilentsäuerte Feingut fließt durch den Auslauf 10 und das FeinguUulaufrohr 9 in die Mischkammer 12 der Brenneinrich-and possibly at the same time partially deacidified fine material flows through the outlet 10 and the FeinguUulaufrohr 9 into the mixing chamber 12 of the furnace
mcn gewährleisten, daß das fertig gebrannte, heiße
Feingut unmittelbar vor oder während der Abscheidung gekühlt wird, wodurch Ansatzbildungen an den
Innenwänden des Abscheiders sicher verhindert wer- 5<> lung 2. Die durch die Injektordüse 13 in die Mischden.
Ein Einblasen von Kühlluft in die Brennkammer kammer gedrückte Primärluft (Pfeil 28) tragt das
schützt diese an besonders gefährdeten Stellen vor Feingut (Pfeil 31) in die Brennkammer 11, wo es in
Ansatzbildung. Die in die Brennkammer eingeführte der Flamme der Brennerdüse 16 gebrannt wird. Dasmcn ensure that the finished fired, hot
Fine material is cooled immediately before or during the deposition, which causes deposits to form on the
Inside walls of the separator are reliably prevented. 2. The through the injector nozzle 13 into the mixing. A blowing of cooling air into the combustion chamber chamber pressed primary air (arrow 28) carries that protects these in particularly endangered places from fine material (arrow 31) in the combustion chamber 11, where it is in formation. The flame of the burner nozzle 16 introduced into the combustion chamber is burned. The
Feingut wird von den Heißgasen (Pfeil 30) in der 55 Schwebe gehalten und gelangt im Gleichstrom mit diesen in den unmittelbar anschließenden Zyklon 18. Vor dem Ausströmen aus der Brennkammer 11 wird das Feingut der Einwirkung von Kühlluft (Pfeil 32) ausgesetzt, die über die Ringleitung 17 und deren Abcinen zweistufigen Vorwärmer 1. eine darunter etwa 60 Zweigleitungen 17' vom Umfang her in die Brennhorizontal angeordnete ßrenneinrichtunii 2 und einen kammer eingeblasen wird. Der Sinn dieser Maßnahme ist eine teilweise Abkühlung des fertiggebrannten Feingutes, um Ansatzbildungen an den Innen-Fine material is held in suspension by the hot gases (arrow 30) and is carried along in a direct current this into the immediately adjoining cyclone 18. Before it flows out of the combustion chamber 11 the fine material is exposed to the action of cooling air (arrow 32) passing through the ring line 17 and its abcinen two-stage preheater 1. one including about 60 branch lines 17 'from the circumference into the combustion horizon arranged ßrenneinrichtunii 2 and a chamber is blown. The sense of this measure is a partial cooling of the finished fired fine material in order to prevent deposits from forming on the inner
Kühlluft kann zugleich einen Teil der Verbrennungsluft bilden.Cooling air can also form part of the combustion air.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage schematisch \eranschaulicht. An exemplary embodiment of a system according to the invention is illustrated schematically in the drawing.
Die dargestellte Anlage enthüll im wesentlichenThe system shown reveals essentially
wänden des Zyklons 18 zu verhindern.walls of the cyclone 18 to prevent.
ebenfalls zweistufigen Kühler 3, der an die Brenneinrichtung anschließt. Der Vorwärmer 1 wird von
zwei übereinander angeordneten Zyklonen 4 und 5
gebildet, wobei das Abgasrohr 6 des Zyklons 5 an die «5 Das im Zyklon 18 abgeschiedene Feingut 31 ue-Eintrittsöffnung
des Zyklons 4 und der Auslauf 7 des langt über den Auslauf 19 und das Gutrohr 20 zumalso two-stage cooler 3, which connects to the combustion device. The preheater 1 is from
two cyclones 4 and 5 arranged one above the other
formed, wherein the exhaust pipe 6 of the cyclone 5 to the «5 The fine material 31 deposited in the cyclone 18 u-inlet opening of the cyclone 4 and the outlet 7 of the reaches via the outlet 19 and the material pipe 20 to
- ' " " " Kühler 3. Die in der Leitung 21 strömende Kühlluft traut das Feingut in den Zyklon 22. In diesem wird- '"" "cooler 3. The cooling air flowing in line 21 trust the fine material in the cyclone 22. In this one
Zyklons 4 an das Gaszuführungsrohr 8 des Zyklons 5 anschließen. Durch ein Gutrohr 9 ist der Auslauf 10Connect the cyclone 4 to the gas supply pipe 8 of the cyclone 5. The outlet 10 is through a material pipe 9
es abgeschieden und getan;:' durch den Auslauf 25 sowie durch das Guirohr 26 und das Rohr 24 mit der Frischluft (Pfeil 27) in den unteren Zyklon 23 des Kühlers 3. Hier wird es als Endprodukt 33 ausgetragen. it separated and done ;: 'through the outlet 25 as well as through the Guirohr 26 and the pipe 24 with the Fresh air (arrow 27) into the lower cyclone 23 of the cooler 3. Here it is discharged as the end product 33.
Wie aus der Beschreibung des Ausführungsbci-As from the description of the embodiment
Spieles hervorgeht, sind die Einzelheiten des mehrstufigen Vorwärmers 1 und des mehrstufigen Kühlers 3 für die Erfindung ohne besondere Bedeutung. Statt der dargestellten Vorwärmer- und Kühlcrausführungen können im Rahmen der Erfindung somit auch andere Bauarten eingesetzt werden.The game reveals the details of the multilevel Preheater 1 and the multi-stage cooler 3 for the invention of no particular importance. Instead of the preheater and cooling designs shown, within the scope of the invention other types can also be used.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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