DE879076C

DE879076C - Rotary kiln system for the heat treatment of goods of various kinds. In particular for burning cement and other alkaline earth carbonates

Info

Publication number: DE879076C
Application number: DEG3106D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Gygi
Original assignee: Holderbank Financiere Glarus AG
Current assignee: Holcim Ltd
Priority date: 1942-03-13
Filing date: 1942-05-20
Publication date: 1953-06-08

Description

Drehrohrofenanlage zur Wärmebehandlung von Gut verschiedener Art, insbesondere zum Brennen von Zement und anderen Erdalkali-Karbonaten Es sind Drehrohrofenanlagen zur Wärmebehandlung von Gut verschiedener Art, insbesondere zum Brennen von Zement und anderen Erdalkali-Karbonaten, z. B. Kalk, Magnesit, Dolömit u. dgl., bekannt, die mittels elektrischen Flammenbogens beheizt werden.Rotary kiln system for the heat treatment of goods of various types, especially for burning cement and other alkaline earth carbonates. They are rotary kiln systems for the heat treatment of various kinds of goods, in particular for burning cement and other alkaline earth carbonates, e.g. B. lime, magnesite, dolomite and the like, known, which are heated by means of an electric flame arc.

Die solchen Anlagen zuzuführende elektrische Energiemenge ist verhältnismäßig groß, beträgt sie doch bei einer Stundenleistung von io t Klinker etwa ioooo lcW. Die Beheizung einer Drehrohrofenanlage mittels elektrischer Energie gestaltet sich infolgedessen nur wirtschaftlich, wenn genügend billiger Strom, vorzugsweise Abfallstrom, zur Verfügung steht. Das wird, wenn der Strom von Flußkraftwerken bezogen wird, wohl im Sommer, nicht jedoch im Winter der Fall sein. Da aber die Errichtung einer elektrisch beheizten Drehrohrofenanlage einen verhältnismäßig großen Kostenaufwand bedingt, so wird die Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage in Frage gestellt, wenn sie mangels genügend billigen Stromes im Winter längere Zeit stillzulegen ist. Damit etwas Derartiges nicht zu geschehen hat, empfiehlt es sich, Drehrohrofenanlagen der erwähnten Art für wahlweise Beheizung mittels Brenners oder elektrischen Flammenbogens einzurichten und mit Vorwärm- und Kühltrommel auszurüsten. Zweck der Erfindung ist nun eine solche Drehrohrofenanlage zu schaffen, in welcher sich die Bildung schädlicher Stickstoffverbindungen, welche die Güte des Erzeugnisses beeinträchtigen, und ferner die Wärmemengen, welche durch die fühlbare Wärme der Luft aus dem Ofen abgeführt werden, auf ein Mindestmaß herabdrücken lassen. Um das zu erreichen, ist bei der Anlage gemäß der Erfindung eine -Leitungsanlage vorgesehen, die es bei Verwendung der elektrischen @Beheizung einen die Vorwärm- und Kühltrommel unter-Umgehung der Brenntrommel durchfließenden Gaskreislauf zu erzeugen gestattet, während bei Brennerbeheizung die Luft bzw. die Gase wie üblich durch 'die gesamte Anlage strömen. Dabei kann zweckmäßig der auslaufseitige Ofenkopf der Brenntrommel-auswechselbar sein, und ferner kann bei der Beheizüng mittels elektrischen Flammenbogens ein Ofenkopf mit eingeführten Elektroden, bei der Beheizung mittels Brenners dagegen ein Ofenkopf mit mindestens einem eingebauten Brenner zur Verwendung kommen. Da das Auswechseln solcher Ofenköpfe innerhalb eines Zeitraumes von etwa i Stunde möglich ist, so erfordert die Umstellung vom :Betrieb mittels elektrischen Flammenbogens auf Brennerbetrieb oder umgekehrt wenig Zeit, was die großen Vorteile hat, daß sich praktisch die gesamte anfallende Überschußenergie ausnutzen läßt, die jeweilige Umstellung nur einen uribedeutenden Erzeugungsausfall bedingt und die mit dem Erkalten der Drehrohrofenanlage zusammenhängenden Wärmeverluste und schädlichen Einwirkungen auf das Futter der Brenntrommel auf ein Mindestmaß herabgedrückt werden können.The amount of electrical energy to be supplied to such systems is proportionate large, given an hourly output of io t clinker it is around ioooo lcW. The heating of a rotary kiln system by means of electrical energy is designed consequently only economical if enough cheap electricity, preferably waste electricity, is available. If the electricity is obtained from river power plants, may be the case in summer, but not in winter. But since the establishment of a electrically heated rotary kiln plant a relatively high cost conditionally, the economic viability of such a system is called into question, if it has to be shut down for a long time in winter due to a lack of cheap electricity. Rotary kiln systems are recommended so that something like this does not have to happen of the type mentioned for optional heating by means of a burner or electric flame arc set up and equipped with preheating and cooling drums. The purpose of the invention is now to create such a rotary kiln plant in which themselves the formation of harmful nitrogen compounds, which affect the quality of the product affect, and also the amount of heat caused by the sensible heat of the Air evacuated from the oven, depressed to a minimum. To that to achieve, a line system is provided in the system according to the invention, which, when using electrical @heating, unites the preheating and cooling drum by bypassing the firing drum, allowing gas circulation to be generated, while with burner heating the air or the gases as usual through 'the entire Flow plant. The furnace head on the outlet side of the firing drum can expediently be exchangeable and furthermore, a furnace head can be used for heating by means of an electric flame arc with inserted electrodes, but with a furnace head when heated by means of a burner be used with at least one built-in burner. Since changing such furnace heads are possible within a period of about one hour, so requires the changeover from: operation by means of an electric flame arc to burner operation or, conversely, little time, which has the great advantage of being practically the entire The excess energy that arises can be exploited, the respective conversion only being significant Production failure caused and those associated with the cooling of the rotary kiln system Heat losses and harmful effects on the lining of the burning drum on a Can be pushed down to a minimum.

Wie bei den bisher bekannten Drehrohrofenanlagen für Brennerbetrieb, bei denen der Bremsstoff durch ein einfaches Rohr mit Hilfe von Tragluft als Primärluft in die Brenntrommel gelangte und somit in Übereinstimmung mit dem Größenverhältnis von Länge zu Durchmesser der Brenntrommel mit sehr langer Flamme verbrannte, ist zweckmäßig auch in den einen der oben beschriebenen ein- und ausfahrbaren Ofenköpfe, im Bestreben, eine Verbrennung mit möglichst kurzer Flamme zu erhalten, mindestens ein eine solche Flamme ergebender Brenner, vorzugsweise ein Wirbelbrenner, eingebaut.As with the previously known rotary kiln systems for burner operation, in which the braking material is fed through a simple pipe with the help of supporting air as primary air got into the firing drum and thus in accordance with the size ratio burned from length to diameter of the drum with a very long flame also expediently in one of the retractable and retractable furnace heads described above, in an effort to obtain a combustion with as short a flame as possible, at least a burner which produces such a flame, preferably a vortex burner, is installed.

In den Zeichnungen ist in vereinfachter Darstellungsweise eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i .eine Drehrohrofenanlage mit Vorwärm-und Kühltrommel, fFig. 2 in größerem Maßstab einen ein- und ausfahrbaren Ofenkopf mit eingeführten Elektroden und Fig. 3 in gleichem Maßstab einen ein- und ausfahrbaren Ofenkopf mit eingebautem Wirbelbrenner.In the drawings, a simplified representation is an example Embodiment of the subject invention illustrated, namely Fig. i.a rotary kiln system with preheating and cooling drum, fFig. 2 on a larger scale a retractable and extendable furnace head with inserted electrodes and FIG. 3 in the same way Scale a retractable and retractable furnace head with built-in vortex burner.

In den Figuren bezeichnet i die Brenntrommel, deren Achse gegen das auslaufseitige Ende 2 hin schwach geneigt ist und der von einer nicht gezeigten Einrichtung während des Betriebes eine langsame Drehbewegung erteilt wird. Ein Verschluß 3 stellt eine offene Verbindung zwischen dem einlaufseitigen Ende der Brenntrommel i und einer Vorwärmtrommel 4 her, in welcher die der Bremstrommel i entströmenden Gase Abwärme- an das Rohgut abgeben, das aus einem Behälter 5 über eine Streuseltrommel 6 und einen Verschluß 7 in die Vorwärmtrommel 4 gelangt. Diese ist ebenfalls schwach gegen das auslaufseitige Ende hin geneigt und läuft mit einer etwas größeren Drehzahl um als die Brenntrommel i. An den luftdichten Endverschluß 7 der Vörwärmtrommel 4 ist die Saugleitung 8 einer Gasfördervorrichtung 9 angeschlossen, Letztere fördert in eine Leitung io, in die eine Drosselklappe ii eingebaut ist; ferner zweigt von der Leitung io eine Leitung 12 ab, in welcher eine Drosselklappe 13 angeordnet ist. In der offenen Lage der letzteren steht die Leitung io über die Leitung 12 mit der Umgebung in Verbindung. Die Leitung io mündet in eine Leitung 14, in die eine Drosselklappe 15 eingebaut ist; in der offenen Lage dieser Klappe 15 steht die Leitung 14 mit der Umgebung in Verbindung. Die Leitung 14 ist an den auslaufseitigen Endverschluß 16 einer Kühltrommel 17 angeschlossen. 18 bezeichnet den einlaufseitigen Endverschluß dieser Kühltrommel, und i9 ist eine Schurre, welche den Verschluß 18 mit dem auslaufseitigen Ofenkopf 21 der Brenntrommel i verbindet, so daß das in letzterer gebrannte,Gut durch diese Schurre i9 in glühend heißem Zustand der Kühltrommel 17 zufällt, welche gegen den Endverschluß 16 hin schwach geneigt ist und während des Betriebes in langsameUmdrehung versetzt wird. Das in die Kühltrommel 17 gelangte Gut wird in dieser allmählich gegen eine ,Entleerungsschurre 2a mit eingebauter Rückschlagklappe 23 hin geföaert. 24 bezeichnet eineLeitung mit einstellbarer Drosselklappe 25, welche den Raum des Verschlusses 3 mit dem Raum des Verschlusses 18 verbindet.In the figures, i denotes the firing drum, the axis of which is against the the outlet end 2 is slightly inclined and that of a not shown Device is given a slow rotary movement during operation. A lock 3 provides an open connection between the inlet end of the firing drum i and a preheating drum 4, in which the outflow from the brake drum i Gases give off waste heat to the raw material, which is from a container 5 via a crumble drum 6 and a closure 7 enters the preheating drum 4. This is also weak inclined towards the outlet end and runs at a slightly higher speed around as the burning drum i. To the airtight end seal 7 of the preheating drum 4, the suction line 8 of a gas delivery device 9 is connected, the latter promotes in a line io, in which a throttle valve ii is installed; also branches from the line io from a line 12 in which a throttle valve 13 is arranged. In the open position of the latter, the line io is on the line 12 with the Environment in connection. The line io opens into a line 14 into which a throttle valve 15 is installed; in the open position of this flap 15, the line 14 is with the environment in connection. The line 14 is at the outlet end closure 16 connected to a cooling drum 17. 18 denotes the inlet end closure this cooling drum, and i9 is a chute, which the shutter 18 with the outlet side Furnace head 21 connects the firing drum i, so that the goods fired in the latter through this chute 19 the cooling drum 17 falls in a glowing hot state, which is slightly inclined towards the end closure 16 and in slow rotation during operation is moved. The material that has passed into the cooling drum 17 is gradually increased in this geföaert against an emptying chute 2a with a built-in non-return valve 23. 24 denotes a pipe with adjustable throttle valve 25, which the space of the Closure 3 connects to the space of the closure 18.

In Fig. i ist ein auslaufseitiger Ofenkopf 21 mit eingesetzten Elektroden 26 für die Beheizung der Brenntrommel i mittels elektrischen Flammenbogens gezeigt. Dieser Ofenkopf 2i ist, wie in Fig.2 veranschaulicht, ein- und ausfahrbar ausgebildet. Er läßt sich durch den in Fig.3 gezeigten, ebenfalls ein- und ausfahrbaren Ofenkopf 27 mit eingebautem Wirbelbrenner 28 ersetzen, falls zum Erhitzen des Rohgutes ein Brennstoff, vorzugsweise Kohlenstaub, zu verwenden ist. Ein solcher Wirbelbrenner ermöglicht Kohlenstaub mit kurzer Flamme zu verbrennen.In Fig. I is an outlet-side furnace head 21 with inserted electrodes 26 for heating the firing drum i by means of an electric flame arc. As illustrated in FIG. 2, this furnace head 2i is designed to be retractable and extendable. It can be opened by the furnace head shown in FIG. 3, which can also be retracted and extended Replace 27 with built-in vortex burner 28 if one is used to heat the raw material Fuel, preferably coal dust, is to be used. Such a vortex burner allows you to burn coal dust with a short flame.

Um die Beheizung der beschriebenen Drehrohrofenanlage wahlweise mittels elektrischen Flammenbogens oder Brenners zu ermöglichen, ist die Länge der Brenntrommel i so bemessen, daß sie etwa das Drei- bis Vierfache ihres Durchmessers beträgt. Bei einer solchen Auslegung dieser Trommel lassen sich bei beiden Beheizungsarten in der Trommel i gerade die Bedingungen schaffen, die es erfordern, um ein einwandfreies Erzeugnis zu erhalten.To heat the rotary kiln system described, optionally by means of electric flame arc or burner is the length of the burning drum i dimensioned so that it is about three to four times its diameter. With such a design of this drum, both types of heating can be used in the drum i just create the conditions that are necessary for a perfect Obtain product.

Die beschriebene Drehrohrofenanlage ist wie folgt zu betreiben: Angenommen, es sei in der in Fig. i gezeigten Weise der Ofenkopf 21 mit den eingesetzten Elektroden 26 eingefahren, so daß sich die Anlage mittels elektrischen Flammenbogens beheizen läßt. Die verschiedenen Drosselklappen 11, 13, 15, 20 und 25 sind in diesem Fall in die in Fig. i gezeigten Lagen eingestellt worden, d. h. die Klappen i i und 25 sind ganz geöffnet und die Klappen 15, 20 ganz geschlossen, während die Klappe 13 um so viel geöffnet ist, daß sie gerade so viel Gas durch die Leitung 12 ins Freie entweichen läßt, als im Verschluß 3 dem Gasstrom, welcher zur Zeit unter Umgehung der Brenntrommel i durch die Vorwärrntrommel .I, die Leitungen 8, io, 14., die Kühltrommel 17 und die Leitung 25 im Kreislauf umfließt, aus der Brenntrommel i zufließt. Der erwähnte Gaskreislauf wird von der Fördervorrichtung 9 aufrechterhalten. Ist dagegen die Drehrohrofenanlage mittels Brenners, dein z. 13. Kohlenstaub zugeführt wird, zu beheizen, so wird der in Fig. 3 gezeigte Ofenkopf 27 eingefahren, ferner werden die Klappen i i und 25 geschlossen und die Klappen 13, 15 und -2o geöffnet. Durch die Fördervorrichtung o wird jetzt bewirkt, daß Frischluft aus der Umgebung in die Leitung 1.1. eingesaugt und in der Kühltrommel 17 durch Aufnahme der Wärme, welche der in diese Trommel 17 gelangte Klink; r abgibt, stark vorgewärmt wird. Diese Luft wird dann durch die Leitung i9 in den Ofenkopf 27 und aus diesem in die .Brenntrommel i geführt, wo sie die Verbrennung des Brennstoffes bewirkt. Die der Brenntrommel i entströmenden Gase gelangen in die Vorwärintrommel ,4, wo sie durch Wärmeabgabe an das der Brenntrommel i zuzuführende Rohgut abgekühlt werden. Die abgekühlten Gase werden schließlich von der Fördervorrichtung 9 durch die Leitung 12 ins Freie gefördert. Die Luft bzw. die Gase strömen somit bei der Beheizun mittels Brenners wie üblich durch die gesamte Anlage, während bei der Beheizung mittels elektrischen Flammenbogens keine Gase im Kreisstrom durch die Brenntrommel i gehen und in dieselbe auch keine Frischluftmengen von .Bedeutung gelangen.The rotary kiln system described is to be operated as follows: Assume that the furnace head 21 with the electrodes 26 inserted is retracted in the manner shown in FIG. 1, so that the system can be heated by means of an electric flame arc. In this case, the various throttle valves 11, 13, 15, 20 and 25 have been set to the positions shown in FIG is open so much that it allows just as much gas to escape through the line 12 to the outside as in the closure 3 the gas flow, which at the time bypassing the burning drum i through the preheating drum .I, the lines 8, io, 14., the cooling drum 17 and the line 25 flows around in the circuit, flows in from the firing drum i. The gas circuit mentioned is maintained by the conveying device 9. If, however, the rotary kiln system by means of a burner, your z. 13. Coal dust is supplied to heat, the furnace head 27 shown in Fig. 3 is retracted, the flaps ii and 25 are closed and the flaps 13, 15 and -2o are opened. The conveying device o now causes fresh air from the environment into the line 1.1. sucked in and in the cooling drum 17 by absorbing the heat which the Klink reached in this drum 17; r emits, is strongly preheated. This air is then passed through the line i9 into the furnace head 27 and from there into the combustion drum i, where it causes the fuel to burn. The gases flowing out of the firing drum i reach the preheating drum, 4, where they are cooled by giving off heat to the raw material to be fed to the firing drum i. The cooled gases are finally conveyed by the conveying device 9 through the line 12 to the outside. The air or the gases thus flow through the entire system as usual when heated by means of a burner, while when heated by means of an electric flame arc, no gases go in a circulating current through the combustion drum i and no amounts of fresh air of any significance get into it.

Es hat sich gezeigt, daß günstige Ergebnisse erzielt «erden, wenn die Fördervorrichtung o so hetrieben wird, daß sie bei beiden Beheizungsarten etwa dieselbe Gasmenge fördert, d. h. wenn die während der Beheizung mittels Brenners aus der Umgebung angesaugte Luftmenge mengenmäßig praktisch der Gasmenge entspricht, welche während der Beheizung mittels elektrischen Flammenbogens im Kreislauf umgewälzt wird.It has been shown that beneficial results are achieved when the conveyor o is driven so that it is about with both types of heating promotes the same amount of gas, d. H. if during the heating by means of a burner The amount of air sucked in from the environment practically corresponds to the amount of gas, which circulates in the circuit by means of an electric flame arc during heating will.

In den Ofenkopf lassen sich beliebig viele Elektroden bzw. Brenner einbauen. Zweckmäßig werden Brenner eingebaut, die eine verhältnismäßig kurze Flamme ergeben. Dieser Forderung genügen Wirbelbrenner besonders gut.Any number of electrodes or burners can be installed in the furnace head build in. It is advisable to install burners that have a relatively short flame result. Vortex burners meet this requirement particularly well.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rotary kiln system for the heat treatment of goods of various types, especially for firing cement and other alkaline earth carbonates, which can be used for heating by means of a burner or an electric flame arc is set up and equipped with a preheating and cooling drum, characterized in that that a line system is provided, which when using the electrical heating one flowing through the preheating and cooling drum, bypassing the firing drum Allowed to generate gas cycle, while with burner heating the air or the Gases through the entire plant as usual? stream.

2. Rotary kiln system according to claim i, characterized in that the furnace head on the outlet side of the firing drum (i) is exchangeable and a furnace head when operating by means of an electric flame arc (21) with inserted electrodes (26), but a furnace head when operating with fuel (27) with at least one built-in burner (28) is used.

3. Rotary kiln system according to claim 2, characterized in that in the operation with fuel At least one vortex burner (28) installed in the furnace head (27) to be used is.