DD210340A5

DD210340A5 - Rotary kiln

Info

Publication number: DD210340A5
Application number: DD25817483A
Authority: DD
Inventors: Hannes Mittendrein
Original assignee: Voest Alpine Ag
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1984-06-06
Also published as: ATA468282A; AT382452B; CS236899B2; DE3341538A1

Abstract

Ein Drehrohrofen,der auf dem Gebiete der Waermebehandlung von mineralischen Produkten und Erzen sowie zur Reduktion von Metalloxiden Verwendung findet, weist auf der dem Guteinlauf(2) gegenueberliegenden Stirnseite einen Brenner (3) und wenigstens zwei im Bereich des Brenners (3) muendende, axiale Stroemungskanaele (6, 7) auf, von denen der eine das Behandlungsgut aufnehmende Stroemungskanal (7) die Heissgasstroemung des Brenners (3) und der andere Stroemungskanal(6)eine Druckgasstroemung im Gegenstrom zur Heissgasstroemung fuehren. Zum Ziel,den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern, besteht die Aufgabe, die Stroemungsgeschwindungskeit ohne Vergroesserung der Abwaermeverluste zu erhoehen.Zu diesem Zweck ist der Stroemungskanal(6) fuer die Druckgasstroemung an die Druckleitung (14) wenigstens eines auf dem Ofenmantel (1) angeordneten Geblaeses (13) angeschlossen, dessen Saugleitung (12) im Bereich der dem Guteinlauf (2) zugekehrten Muendungsoeffnung (11) des Stroemungskanals (7) fuer die Heissgasstroemung des Brenners (3) muendet.A rotary kiln, which is used in the field of heat treatment of mineral products and ores as well as for the reduction of metal oxides, has on the Guteinlauf (2) opposite end face a burner (3) and at least two in the region of the burner (3) mating, axial Stroemungskanaele (6, 7), of which one of the treated receiving Stroemungskanal (7) the Heissgasstroemung the burner (3) and the other flow channel (6) a Druckgasstroemung in countercurrent to Heissgasstroemung out. To improve the thermal efficiency, the object is to increase the flow velocity without increasing the waste losses. For this purpose, the flow channel (6) for the discharge of compressed gas to the pressure line (14) is at least one blower arranged on the furnace shell (1) (13) connected, the suction line (12) in the region of the Guteinlauf (2) facing Muendungsoeffnung (11) of the flow channel (7) for the Heissgasstroemung the burner (3) merges.

Description

Title of the invention Dr ohr ohr

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehrohrofen mit einem Ofenmantel, dem auf der dem Guteinlauf gegenüberliegenden Stirnseite ein Brenner zugeordnet ist und der wenigstens, zwei, im. Bereich des Brenners mündende, parallele, axiale Strömungskanäle umschließt, von denen der eine das Behandlungsgut aufnehmende Strömungskanal die Heißgasströmung des Brenners und der andere Strömungskanal eine Druckgasströmung im Gegenstrom zur Heißgasströmung führen. Solche Drehrohröfen finden Anwendung auf dem Gebiete der Wärmebehandlung von mineralischen Produkten und Erzen sowie zur Reduktion von Metalloxiden. The invention relates to a rotary kiln with a furnace shell, which is assigned to the opposite end of the Guteinlauf a burner and at least, two, in the. The region of the burner enclosing, parallel, axial flow channels encloses, of which the one receiving the treated material flow channel hot gas flow of the burner and the other flow channel lead a compressed gas flow in countercurrent to the hot gas flow. Such rotary kilns are used in the field of heat treatment of mineral products and ores as well as for the reduction of metal oxides.

Characteristic of the known technical solutions

Um auch gegen den Einlaufbereich eines Drehrohrofens eine ausreichende Behandlungstemperatur für das Be-In order to obtain a sufficient treatment temperature against the inlet area of a rotary kiln

handlungsgut sicherstellen zu können, muß für eine entsprechend hohe Anfangstemperatur der im Gegenstrom zum Gutdurchlauf geführten Heißgasströmung gesorgt werden. Die hohen Heißgastemperaturen im Bereich des Brenners bringen jedoch die Gefahr mit sich, daß das diesen Heißgasen-ausgesetzte Behandlungsgut überhitzt wird. Außerdem kann .bei vergleichsweise höheren Austrittstemperaturen der Heißgase aus dem Drehrohrofen -die fühlbare Abwärme der Heißgasströmung nicht wirtschaftlich ausgenützt werden. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist ein Drehrohrofen bekanntgeworden (EU-A-30 403), t>ei dem im Bereich-des Brenners ein rohrförmigen koaxialer Einsatz- vorgesehen ist, der die Heißgasströmung des Brenners aufnimmt und die Wärme des Heißgasstromes über seine-Wandung an das durch den Ringraum zwischen dem rohrförmigen Einsatz und dem Rohrmantel geführte Behandlungsgut weiterleitet, das im Bereich des Einsatzes somit nicht der Heißgasströmung unmittelbar ausgesetzt ist. Damit die fühlbare Abwärme der Heißgasströmung besser ausgenützt werden kann, wird die aus dem Drehrohrofen: im Bereich des Guteinlaufes austretende Heißgas strömung nach einer entsprechenden Entstaubung in einem Teilstrom dem Brenner zugeführt. Trotz dieser Maßnahmen kann jedoch kein rascher und wirtschaftlicher Wärmeübergang zwischen der Heißgasströmung und dem Behandlungsgut sichergestellt werden, weil eben der Wärmeübergang im Bereich des Brenners über den rohrförmigen.Einsatz erfolgen muß.To be able to ensure good behavior, care must be taken to ensure a correspondingly high initial temperature of the countercurrent to the flow of hot gas flow. The high hot gas temperatures in the region of the burner, however, involve the risk that the treated material exposed to this hot gas is overheated. Moreover, at comparatively higher exit temperatures of the hot gases from the rotary kiln, the sensible waste heat from the hot gas flow can not be exploited economically. In order to avoid these disadvantages, a rotary kiln has become known (EU-A-30 403), in which a tubular coaxial insert is provided in the region of the burner, which receives the hot gas flow of the burner and the heat of the hot gas flow over its Transfers wall to the guided through the annulus between the tubular insert and the pipe casing treated, which is thus not directly exposed to the hot gas flow in the field of use. So that the sensible waste heat of the hot gas flow can be better utilized, the hot gas stream emerging from the rotary kiln: in the region of the product inlet is fed to the burner after a corresponding dedusting in a partial stream. Despite these measures, however, no rapid and economical heat transfer between the hot gas flow and the material to be treated can be ensured, because it is precisely the heat transfer in the region of the burner that must take place via the tubular insert.

Zur besseren Ausnützung der fühlbaren Abwärme, der Heißgasströmung ist es bekannt (DE-PS 201 406), den Ofenraum vor dem Brenner einzuschnüren, um durch eine Umlaufbewegung bzw. Wirbelbildung eines; Teiles der Heiß-For a better utilization of the sensible waste heat, the hot gas flow, it is known (DE-PS 201 406), constrict the furnace chamber in front of the burner in order by a circulation movement or vortex formation of a; Part of the hot

.gasströmung die Wärmebehandlung des Ofengutes zu verbessern. Bei höheren Heißgastemperatureh besteht dabei wiederum die Gefahr einer Überhitzung des Behandlungsgutes. Außerdem wird in dem Stauraum vor dem Brenner die Strömungsgeschwindigkeit der mit dem Behandlungsgut in- Berührung kommenden Heißgase wesentlich herabgesetzt, was einen vorteilhaften Wärmeübergang beeinträchtigt..gas flow to improve the heat treatment of the furnace material. At higher Heißgastemperatureh there is again the risk of overheating of the material to be treated. In addition, in the storage space in front of the burner, the flow rate of the hot-gases coming into contact with the material to be treated is substantially reduced, which impairs an advantageous heat transfer.

Zur;Verbesserung .der Ausnutzung der fühlbaren Abwärme der Heißgasströmung eines Drehrohrofens ist es schließlich bekannt (DE-F 388 283), durch axiale Kanäle im Ofenmantel zusä ;liehe Verbrennungsluft im Gegenstrom zur Heißgasströmung des Brenners gegen die Flamme des Brenners zu blasen, um eine Verwirbelungzwischen noch.nicht verbranntem Brennstoff und Verbrennungsluft einerseits und eine Abbremsung der Strömungsgeschwindigkeit anderseits zu erreichen. Diese Maßnahmen können allerdings nicht verhindern, daß das Behandlungsgut überhitzt wird. Darüber hinaus kann der Wärmeübergang von den Heißgasen zu dem Behandlungsgut nur dadurch verbessert werden, daß entweder die Heißgastemperatur erhöht wird, was auf Grund der tiberhitzungsgefahr nur beschränkt möglich ist, oder die Strömungsgeschwindigkeit eine Steigerung erfährt, was wegen der gegensinnig zur Heißgasströmung gegen die Flamme geblasenen Verbrennungsluft kaum erreicht werden kann und die Abgasverluste erheblich vergrößert.To improve the utilization of the sensible waste heat of the hot gas flow of a rotary kiln, it is finally known (DE-F 388 283), by axial channels in the furnace shell zushe lent combustion air in countercurrent to the hot gas flow of the burner to blow against the flame of the burner to a Turbulence between noch.nicht not burned fuel and combustion air on the one hand and a deceleration of the flow rate on the other hand to achieve. However, these measures can not prevent the material to be overheated. In addition, the heat transfer from the hot gases to the material to be treated can only be improved by either increasing the hot gas temperature, which is only possible to a limited extent due to the risk of overheating, or the flow rate experiences an increase, which is because of the blown in opposite directions to the hot gas flow against the flame Combustion air can hardly be achieved and significantly increases the exhaust gas losses.

Ziel der Erfindung . Object of the invention .

Ziel der Erfindung ist es, eine Überhitzung des Behandlungsgutes zu vermeiden und den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern. \ .The aim of the invention is to avoid overheating of the material to be treated and to improve the thermal efficiency. \.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt somit die technische Aufgabe zugrunde, einen Drehrohrofen.zu schaffen, der einen vorteilhaften Wärmeübergang von der Heißgasströmung auf das Behandlungsgut durch eine Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit bei einer ausreichenden Heißgastemperatur im Bereich des Guteinlaufes sicherstellt, ohne eine Vergrößerung der Abwärmeverluste in Kauf nehmen zu müssen.The invention is therefore the technical object of a Drehrohrofen.zu create that ensures an advantageous heat transfer from the hot gas flow to the material to be treated by increasing the flow rate at a sufficient hot gas temperature in the range of Guteinlaufes without having to accept an increase in waste heat losses ,

Ausgehend von einem Drehrohrofen der eingangs geschilderten Art löst 'die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Strömungskanal für die Druckgasströmung an die Druckleitung wenigstens eines auf dem Ofenmantel angeordneten Gebläses angeschlossen ist, dessen Saugleitung im Bereich der dem Guteinlauf, zugekehrten Mündungsöffnung des,Strömungskanales für die Heißgasströmung vom Brenner mündet, und daß. der Eintrittsquerschnitt der Saugleitung des Gebläses kleiner als der Querschnitt der Mündungsöffnung; des Strömungskanales für die Heißgasströmung ist.Starting from a rotary kiln of the type described 'solves the' set task in that the flow channel for the compressed gas flow to the pressure line of at least one arranged on the furnace shell fan is connected, the suction line in the region of the Guteinlauf, facing orifice of the, flow channel for the hot gas flow from the burner opens, and that. the inlet cross section of the suction line of the blower smaller than the cross section of the mouth opening; the flow channel for the hot gas flow is.

Zufolge dieser Maßnahmen wird zunächst erreicht, daß durch die Rückführung eines Teiles der Heißgasströmung vom Brenner zur Heißgasströmung diese im Bereich des Brenners soweit gekühlt wird, daß eine Überhitzungsgefahr des Behandlungsgutes ausgeschlossen werden kann. Da diese Kühlung durch einen Teil der Heißgase erfolgt, die bereits einen Teil ihres Wärmeinhaltes an das Behandlungsgut abgegeben haben, wird die Abgasmenge nicht durch eine zusätzliche Druckgasströmung vermehrt, wodurch die Abgasverluste gering bleiben. Die Beschränkung derAccording to these measures, it is first achieved that the return of a portion of the hot gas flow from the burner to the hot gas flow in the region of the burner is cooled so far that an overheating hazard of the treated material can be excluded. Since this cooling is done by a part of the hot gases, which have already delivered a portion of their heat content to the treated, the amount of exhaust gas is not increased by an additional pressure gas flow, whereby the exhaust gas losses remain low. The limitation of

Heißgastemperatur auf ein eine Überhitzung des Behandlungsgutes ausschließendes Maß beschränkt die Möglichkeit einer Verbesserung des Wärmeüberganges naturgemäß auf Maßnahmen, die der Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit des Heißgasstromes dienen. Da die Geschwindigkeit der Heißgasströmung von der Menge des im Kreislauf geführten Heißgases mitbestimmt wird, kann die Strömungsgeschwindigkeit auch über die im Kreislauf geführte Heißgasmenge gesteuert werden, so daß im Bereich des-das Behandlungsgut und die Heißgasströmung aufnehmenden Strömungskanales eine unabhängig von der Austrittsgeschwindigkeit der Abgase aus dem Drehrohrofen gewählte Strömungsgeschwindigkeit. aufgebaut werden kann. Das mit seiner Saugleitung an den Strömungskanal für. das Behandlungsgut und die,Heißgasströmung des Brenners und mit seiner Druckleitung an den Strömungskanal für -den rückzuführenden Anteil der Heißgasströmung angeschlossene Gebläse braucht zu diesem-Zweck lediglich.für eine entsprechende Gasumwälzung^· zu^sörgenV Die*gegenüber^:v hferkömmiichen"Drehrohrofen erheblich gesteigerte Strömungsgeschwindigkeit der mit dem Behandlungsgut in Berührung kommenden Heißgasströmung bringt eine entscheidende Verbesserung der Wärmeübertragung ohne Überhitzungsgefahr mit sich, weil der sonst übliche starke Temperaturabfall über die Ofenlänge vom Brenner weg vermieden und im Bereich des an das Sauggebläse angeschlossenen Strömungskanales.für das Behandlungsgut und die Heißgasströmung ein weitgehend gleichmäßiger Temperaturverlauf gewährleistet werden kann, der vorteilhaft an den Wärmebedarf des Behandlungsgutes angepai3t ist. Damit bleibt der Energiebedarf des erfindungsgemäßen Drehrohrofens vergleichsweise gering.Hot gas temperature to an overheating of the treated material excludes limited measure the possibility of improving the heat transfer naturally to measures that serve to increase the flow velocity of the hot gas stream. Since the velocity of the hot gas flow is also determined by the amount of circulated hot gas, the flow rate can also be controlled via the recirculated hot gas, so that in the region of the treated and the hot gas flow receiving flow channel independent of the exit velocity of the exhaust gases the rotary kiln selected flow rate. can be built. That with its suction line to the flow channel for. the treated and, hot gas flow of the burner and with its pressure line to the flow channel for -the recirculated portion of the hot gas flow attached fan needs this-purpose lediglich.für a corresponding gas circulation ^ · to ^ sörgenV the * ^{opposite: v} hferkömmiichen "rotary kiln considerably increased Flow rate of coming into contact with the material to be treated hot gas flow brings a significant improvement in heat transfer without Überhitzungsgefahr with because the usual high temperature drop over the furnace length away from the burner and avoided in the region of the connected to the suction fan Strömungskanales.für the treated and the hot gas flow a substantially uniform temperature profile can be ensured, which is advantageously adapted to the heat requirement of the material to be treated, thus keeping the energy requirement of the rotary kiln according to the invention comparatively low.

- b - - b -

Da nur ein Teil der Heißgasströmung über den an die Druckleitung des Gebläses -angeschlossenen Strömungskanal im Kreislauf geführt v/erden kann, muß dafür gesorgt v/erden, daß die jeweils vom Brenner erzeugte Heißgasmenge aus dem Ofen abgeführt werden kann.. Zu diesem Zweck ist der Eintrittsquerschnitt der Saugleitung des Gebläses entsprechend kleiner als der Querschnitt der Mündungsöffnung des Strömungskanales für die Heißgasströmung gewählt. Dies ist -J' auch notwendig, um in den an die Saugleitung des Gebläses angeschlossenen Strömungskanal das Behandlungsgut einführen zu können.Since only a portion of the hot gas flow can be circulated via the flow channel connected to the pressure line of the blower, care must be taken to ensure that the amount of hot gas generated by the burner can be removed from the furnace. For this purpose the inlet cross-section of the suction line of the blower corresponding to smaller than the cross-section of the mouth opening of the flow channel for the hot gas flow selected. This is -J 'also necessary to introduce the material to be treated in the connected to the suction line of the blower flow channel.

Besonders günstige Verhältnisse werden in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß der an die Druckleitung des Gebläses angeschlossene Strömungskanal koaxial zum Ofenmantel verläuft und daß zwischen diesem Strömungskanal und dem Brenner mit Abstand von.der brennerseitigen Mündungsöffnung des Strömungskanales eine Umlenkwand vorgesehen ist. Die mit der Anordnung ^ des an die Druckleitung des Gebläses angeschlossenen y Strömungskanales in der Ofenachse bedingte Gutführung zwischen diesem Strömungskanal und dem Ofenmantel erlaubt die Ausbreitung des Behandlungsgutes über eine größere Oberfläche, was eine vergrößerte Wärmeübergangsfläche und damit einen verbesserten Wärmeübergang sicherstellt. Dabei muß allerdings verhindert werden, daß die vom Brenner erzeugte Heißgasströmung in den koaxialen Strömungskanal eintritt, der ja zur Rückführung eines Teiles der Heißgasströmung dient. Die zwischen dem koaxialen Strömungskanal und dem Brenner vorgesehene Umlenkwand leitet einerseits die Heißgase des. Brenners radial nach außen ab und lenkt anderseits die unter DruckParticularly favorable conditions are achieved in a further embodiment of the invention in that the flow channel connected to the pressure line of the blower runs coaxially to the furnace shell and that a deflection wall is provided between this flow channel and the burner at a distance von.der burner-side orifice of the flow channel. With the arrangement of ^ connected to the pressure line of the fan y flow channel in the furnace axis conditional Gutführung between this flow channel and the furnace shell allows the propagation of the treated material over a larger surface, which ensures an increased heat transfer surface and thus improved heat transfer. However, it must be prevented that the hot gas flow generated by the burner enters the coaxial flow channel, which indeed serves to return a portion of the hot gas flow. The deflecting wall provided between the coaxial flow channel and the burner, on the one hand, discharges the hot gases of the burner radially outwards and, on the other hand, directs them under pressure

rückströmenden Heißgase aus dem Strömungskanal um, so daß sich diese Heißgase aus dem koaxialen Strömungskanal mit der Heißgasströmung des Brenners vermischen können.backflowing hot gases from the flow channel, so that these hot gases from the coaxial flow channel can mix with the hot gas flow of the burner.

Ist der koaxiale Strömungskanal von mehreren über den Umfang des Ofenmantels verteilt angeordneten Strömungskanälen für die Gutführung und die Heißgasströmung umgeben, so' kann die zur Führung des Behandlungsgutes ->, dienende·Ofenoberfläche gegenüber einem den koaxialen Strömungskanal umschließenden Ringraum zusätzlich vergrößert und -der Wirkungsgrad gesteigert werden. Die Aufteilung der Heißgasführung -auf mehrere Strömungskanäle ist für die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit von Vorteil, weil auf Grund eines kleineren Strömungsquerschnittes die umzuwälzende Gasmenge.ver-, ringert werden kann. .If the coaxial flow channel surrounded by a plurality of distributed over the circumference of the furnace shell arranged flow channels for the Gutführung and the hot gas flow, so 'the serving for guiding the treated ->, serving furnace surface in addition to the coaxial flow channel enclosing annulus additionally increased and -the efficiency increased become. The division of the hot gas flow-on several flow channels is for increasing the flow velocity of advantage, because due to a smaller flow cross-section, the amount of gas umzuwälzende.ver-, can be reduced. ,

Eine konstruktive Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, daß der koaxiale Strömungskanal aus mit Hilfe von.Metallmanschetten,verbundenen, keramischen Rohr-S, stücken zusammengesetzt ist, die über an den Metall-""' manschetten angreifende Radialstreben am Ofenmantel befestigt sind, und daß die Radialstreben den Ringraum zwischen den keramischen Rohrstücken und dem Ofenmantel sektorweise in Strömungskanäle für das Behandlungsgut und die Heißgasströmung unterteilende Trennwände tragen oder bilden. Der im wesentlichen aus einem keramischen Werkstoff bestehende Einsatz ist für die hohen Temperaturbelastungen gut geeignet und kann über die Metallmanschetten einfach am Ofenmante'l befestigt werden, wenn dafür gesorgt ist, daß die Radialstreben einen entsprechenden Dehnungsausgleich erhalten. Die Radialstreben können vorteilhaft zur Bildung von Trenn-A constructive design possibility is that the coaxial flow channel is composed of pieces of metal sleeves connected to ceramic tube pieces, which are fastened to the metal jacket by radial struts engaging the metal sleeves, and in that the radial struts Annular space between the ceramic pipe sections and the furnace shell sector-wise in flow channels for the treated and the hot gas flow dividing partition walls or form. The existing essentially of a ceramic material insert is well suited for the high temperature loads and can be easily attached via the metal sleeves on Ofenmante'l, if it is ensured that the radial struts receive a corresponding expansion compensation. The radial struts can advantageously be used to form separating

wänden herangezogen werden, die den Ringraum zwischen dem Einsatz und dem Öfenmantel sektorförmig in mehrere Strömungskanäle unterteilen. walls are used, which divide the annular space between the insert and the furnace shell sector-shaped into several flow channels.

Wird an Stelle eines keramischen Einsatzes ein metallischer Einsatz vorgesehen, so müssen die auftretenden Wärmedehnungen dieses Einsatzes besondere Berücksichtigung finden. Zu diesem Zweck kann der Ofenmantel einen Einsatz aus mehrersnU-förmig gebogenen, parallel zur Ofenachse angeordneten Blechen aufweisen, die mit ihren bezüglich der Ofenachse radial abstehenden, aneinanderliegenden Schenkeln am Ofenmantel befestigt sind, zwischen sich und dem Ofenmantel._: je einen Strömungskanal.für das Behandlungsgut und die Heißgasströmung und zwischen ihrenIf a metallic insert is provided instead of a ceramic insert, then the occurring thermal expansions of this insert must be given special consideration. For this purpose, the furnace shell may comprise an insert of multi-U-shaped curved, parallel to the furnace axis arranged sheets which are fastened with their relative to the furnace axis radially projecting, abutting legs on the furnace shell, between itself and the furnace shell. _: one flow channel each for the material to be treated and the hot gas flow and between them

die Schenkel verbindenden Stegen einen zentralen Strömungskanal für die Druckgasströmung begrenzen.the legs connecting webs define a central flow channel for the compressed gas flow.

Da die U-förmig gebogenen Bleche nur mit ihren.gegen den Ofenmantel gerichteten Schenkeln an diesem befestigt sind und gegen die Ofenachse hin einen freien Bewegungsraum: vorfinden, können· sich diese U-förmig gebogenen Bleche unter der Wärmebelastung· weitgehend frei verformen, so daß der Auftritt zerstörender 'Zwangskräfte vermieden ist. Trotz des Fehlens eines gesonderten Baukörpers für den zentralen Strömungskanal wird dieser Strömungskanal sichergestellt, weil die U-förmig gebogenen Bleche zufolge des Aneinanderliegens ihrer Schenkel mit ihren, die Schenkel verbindenden Stegen einen geschlossenen Kanal begrenzen.Since the U-shaped bent sheets are fastened only with their legs directed against the furnace shell and have free movement space against the furnace axis, these sheets bent in a U-shape under the heat load can deform largely freely, so that the appearance of destructive compulsory forces is avoided. Despite the lack of a separate structure for the central flow channel of this flow channel is ensured because the U-shaped metal sheets delimit a closed channel due to the juxtaposition of their legs with their, connecting the legs webs.

· .' Eine andere Möglichkeit, entsprechende Strömungskanäle vorzusehen, besteht darin, daß die Strömungskanäle durch keramische Einbauten mit radialen Längswänden gebildet sind. Diese an sich bekannten Einbauten erlauben ·. ' Another possibility to provide corresponding flow channels, is that the flow channels are formed by ceramic fittings with radial longitudinal walls. These per se known internals allow

in besonders vorteilhafter Weise eine konstruktive Ausgestaltung der Erfindung,- insbesondere dann, wenn die Strömungskanäle für das Behandlungsgut und die Heißgasströmung eine wärmeisolierende Auskleidung aufweisen. Mit einer solchen wärmeisolierenden Auskleidung kann die sonst hohe Wärmebelastung des keramischen Werkstoffes vermieden werden, so daß entsprechend billigere Werkstoffe zum Einsatz kommen können. Zur Schonung der wärmeisolierenden Auskleidung kann diese ~\ durch hitzebeständige Metalle, vorzugsweise hitzebeständige Gußkörper, abgedeckt sein.in a particularly advantageous manner, a structural design of the invention, - in particular when the flow channels for the treated and the hot gas flow have a heat-insulating lining. With such a heat-insulating lining, the otherwise high heat load of the ceramic material can be avoided, so that correspondingly cheaper materials can be used. To protect the heat-insulating lining, this ~ \ can be covered by heat-resistant metals, preferably heat-resistant castings.

Um eine Erhöhung-der Strömungsgeschwindigkeit für die Heißgase ohne Erhöhung der·Abgasverluste erreichen zu können, kann der Strömungskanal für das Behandlungsgut und die Heißgasströmung aus einem zentralen rohrförmigen Einsatz bestehen, wobei der sich zwischen dem Einsatz und dem Ofenmantel ergebende Ringraum als Strömungskanal ;' für die Druckgasströmung ausgebildet ist. Eine solche Gasführung hat den Vorteil, daß der rückgeführte,Heißgasahteil, der* bereits einen Teil-, seiner .Wärme... an:,, das.,In order to achieve an increase in the flow rate of the hot gases without increasing the exhaust losses, the flow channel for the material to be treated and the hot gas flow may consist of a central tubular insert, wherein the resulting between the insert and the furnace shell annular space as a flow channel; is formed for the compressed gas flow. Such a gas guide has the advantage that the recirculated, Heißgasahteil, the * already a part, his .Warm ... to: ,, the.,

.^ Behandlungsgut abgegeben hat, im Bereich des Ofenmantels ^:-\ ' · . , ... .... ^ Has delivered laundry in the area of the oven shell ^: - \ '·. , ... ...

^;'' geführt wird, so daß der Ofenmantel vor höheren Temperaturbelastungen geschützt ist. ^; '' out, so that the furnace shell is protected from higher temperature loads.

embodiment

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigenIn the drawing, the subject invention is shown, for example. Show it

Fig. 1 einen erfindüngsgemäßen Drehrohrofen in einemFig. 1 a erfindüngsgemäßen rotary kiln in one

. »-.- . . ' . -. , »-.-. , '. -.

schematischen Längsschnitt,schematic longitudinal section,

- Fig. 2 einen Querschnitt durch den Drehrohrofen nach der Linie-.Ii-II der Fig. 1 in einem größeren Maßstab. Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig.1 ebenfalls in einem größeren. Maßstab,FIG. 2 shows a cross section through the rotary kiln along the line II-II of FIG. 1 on a larger scale. FIG. Fig. 3 shows a cross section along the line III-III of Figure 1 also in a larger. Scale,

Fig. 4 eine der Fig. -1 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante eines erfindungsgemäßen Drehrohrofens, dieFig. 4 is a view corresponding to Fig. -1 representation of a design variant of a rotary kiln according to the invention, the

Fig..5 bis 8 verschiedene Querschnittsformen eines Drehrohrofens zur Bildung von parallelen Strömungskanälen undFig..5 to 8 different cross-sectional shapes of a rotary kiln to form parallel flow channels and

Fig. 9 eine graphische Darstellung des Temperaturverlaufes der Heißgasströmung und des Behandlungsgutes über die Ofenlänge.Fig. 9 is a graphical representation of the temperature profile of the hot gas flow and the treated material over the furnace length.

Wie insbesondere der Fig. 1 entnommen werden kann, besteht der dargesijä-lte Drehrohrofen im wesentlichen aus einem drehbar gelagerten Ofenmantel 1, der auf der einen Stirnseite einen Guteinlauf .2 und auf der anderen Stirnseite einen Brenner 3 aufweist, um das Behandlungsgut im Gegenstrom mit der Heißgasströmung des Brenners 3 beaufschlagen zu können. Die Verbrennungsluft für den Brenner 3 wird dabei über Leitungen 4, die über den Umfang des Ofenmantels 1 verteilt angeordnet sind, zugeführt. Das fertig behandelte Gut wird über die Leitungen 4 ausgetragen. Zum Abführen der Ofenabgase dient eine Abgasleitung 5 auf der Guteinlaufseite des Drehrohrofens.1, the dargesijä-lte rotary kiln consists essentially of a rotatably mounted furnace shell 1, the one end face a Guteinlauf .2 and on the other end face a burner 3 to the treated in countercurrent with be able to act on the hot gas flow of the burner 3. The combustion air for the burner 3 is supplied via lines 4, which are arranged distributed over the circumference of the furnace shell 1. The finished treated good is discharged via the lines 4. For discharging the kiln exhaust gases is an exhaust pipe 5 on the Guteinlaufseite of the rotary kiln.

Um die. Strömungsgeschwindigkeit der Heißgase zu erhöhen und damit den Wärmeübergang von den Heißgasen auf das Behandlungsgut: zu verbessern, ist nach Fig. 1 ein rohrförmiger Strömungskanal 6 koaxial zum Ofenmantel T angeordnet, zu dem parallel ein Strömungskanal 7 zwischen dem durch einen rohrförmigen Einsatz 8 gebildeten Strömungskanal 6 und dem Ofenmantel .1 verläuft. Diese beiden Strömungskanäle 6 und 7 sind gegen den Brenner 3 hin offen, wobei zwischen dem Einsatz 8 und dem Brenner 3 mitTo the. 1, a tubular flow channel 6 is arranged coaxially with respect to the furnace shell T, to which a flow channel 7 between the flow channel 6 formed by a tubular insert 8 parallel to the flow rate of the hot gases and thus improve the heat transfer from the hot gases and the furnace shell .1 runs. These two flow channels 6 and 7 are open towards the burner 3, wherein between the insert 8 and the burner 3 with

axialem Abstand von der brennerseitigen Mündungsöffnung 9 eine Umlenkwand 10 vorgesehen ist, die verhindert, daß die Heißgasströmung des Brenners 3 in den Strömungskanal 6 eindringt. Die Heißgasströmung des Brenners 3 ist daher gezwungen, ihren Weg durch den Strömungskanal 7 zu nehmen, durch den das Behandlungsgut im Gegenstrom geführt wird.axial distance from the burner-side orifice 9, a baffle 10 is provided which prevents the hot gas flow of the burner 3 penetrates into the flow channel 6. The hot gas flow of the burner 3 is therefore forced to take its way through the flow channel 7, through which the material to be treated is passed in countercurrent.

Im Bereich der dem.Guteinlauf 2 zugekehrten Mündungsöffnung 11 des Strömungskanales 7 münden die Saugleitungen 12 zweier Gebläse 13, die außen am Ofenmantel 1 angeordnet sind. Die Druckleitungen 14 dieser Gebläse 13 sind an den Strömungskanal 6 angeschlossen," so daß der aus dem Strömungskanal 7 angesaugte Anteil der Heißgasströmung gegensinnig, zur Strömungsrichtung im Strömungskanal 7 durch den zentralen ,Strömungskanal 6 gedrückt,, wird. Der im Strömungskanal 6 rückgeführte Gasanteil wird an der Umlenkwand 10 umgelenkt und mischt sich mit der Heißgasströmung des Brenners 3. Auf Grund der über die Gebläse 13 geführten Umlaufströmung, wird- die durch den Strömungskanal:: 7 strömen-· de Gasmenge in Abhängigkeit von der Förderleistung der Gebläse 13 gegenüber der Heißgasmenge vom Srenner 3 vergrößert, was sich zwangsläufig in einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit auswirkt. Mit der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Heißgase im Strömungskanal 7 wird der Wärmeübergang von diesen Heißgasen auf das Behandlungsgut entscheidend verbessert. Dabei fällt keine größere Menge an Ofenabgas an, weil eben ein Teil der Heißgasströmung im Kreislauf geführt wird. Die Kreisführung eines Teiles der Heißgasströmung hat aber nicht nur eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in dem das Behandlungsgut aufnehmenden Strömungskanal 7 zur Folge, sondern wirkt sich auch vorteilhaftIn the region of the mouth 2 facing the mouth opening 11 of the flow channel 7 open the suction lines 12 of two blowers 13 which are arranged on the outside of the furnace shell 1. The pressure lines 14 of these blowers 13 are connected to the flow channel 6, so that the portion of the hot gas flow drawn in from the flow channel 7 is pressed in the opposite direction to the flow direction in the flow channel 7 through the central flow channel 6. The gas portion recirculated in the flow channel 6 becomes Due to the circulating flow guided by the blower 13, the amount of gas flowing through the flow channel 7 is increased as a function of the delivery rate of the blower 13 with respect to the hot gas quantity This increases the flow rate of the hot gases in the flow channel 7. The heat transfer from these hot gases to the material to be treated is decisively improved, whereby no larger amount of furnace exhaust gas is produced because just one part the Hot gas flow is circulated. However, the circuit guidance of a part of the hot gas flow not only results in an increase in the flow velocity in the flow channel 7 receiving the material to be treated, but also has an advantageous effect

auf den Temperaturverlauf über die Ofenlänge aus, v/eil einerseits die Heißgasströmung des Brenners 3 durch die zugeführten kühleren Heißgasmengen soweit abgekühlt wird, daß keine Uberhitzungsgefahr für das Behandlungsgut besteht, und anderseits ein höheres Temperaturniveau im Bereich der dem .Guteinlauf 2 zugekehrten Mündungsöffnung 11 des Strömungskanales 7 gewährleistet werden kann.On the one hand, the hot gas flow of the burner 3 is cooled by the supplied hot hot gas amounts to the extent that there is no Uberhitzungsgefahr for the treated, and on the other hand, a higher temperature level in the .Guteinlauf 2 facing the mouth opening 11 of Flow channel 7 can be ensured.

In Fig. 9 ist der grundsätzliche Temperaturverlauf über die Ofenlänge für einen herkömmlichen Drehrohrofen und einen erfindungsgemäßen Drehrohrofen gegenübergestellt. Dabei ist auf der Ordinate des Koordinatensystems die Temperatur und auf der Abszisse die Ofenlänge, ausgehend, vom Guteinlauf 2 bis zum Brenner 3, aufgetragen. Die strichlierte Kurve 15a zeigt den Temperaturverlauf für eine Heißgasströmung ohne Kreislaufführung eines Teiles des Heißgases, wobei erwartungsgemäß die Temperatur der Heißgasströmung nach dem Brenner stark ansteigt, und dann im wesentlichen konstant bis zur Austrittstemperatur abfällt. Nach, der Erfindung wird auf Grund der Kühlung der Heißgasströmung .durch die rückgeführten kühleren Gase der Temperaturverlauf 15b der Heißgasströmung nach dem Brenner 3 stark abfallen , um im Bereich des Strömungskanales 7 fast'konstant zu verlaufen. Zwischen dem Strömungskanal' 7 und dem Ofenaustritt sinkt dann die Temperatur der Ofengase stark ab. Dementsprechend wird das Behandlungsgut gemäß der voll ausgezogenen Kurve 16a bei herkömmlichen Drehrohrofen gleichmäßig aufgewärmt, wobei auf den Wärmebedarf entsprechend dem Reaktionsablauf keum eine Rücksicht genommen werden kann. Es besteht sogar die Gefahr, daß das Behandlungsgut im Bereich vor dem Brenner 3 überhitzt wird. Der durch dieFIG. 9 shows the basic temperature profile over the furnace length for a conventional rotary kiln and a rotary kiln according to the invention. In this case, the temperature on the ordinate of the coordinate system and on the abscissa, the furnace length, starting from the Guteinlauf 2 to the burner 3, applied. The dashed curve 15a shows the temperature profile for a hot gas flow without recycling a portion of the hot gas, as expected, the temperature of the hot gas flow after the burner increases sharply, and then drops substantially constant up to the outlet temperature. According to, the invention is due to the cooling of the hot gas flow. By the recirculated cooler gases, the temperature profile 15b of the hot gas flow to the burner 3 fall sharply to run in the region of the flow channel 7 almost'konstant. Between the flow channel '7 and the furnace outlet then the temperature of the furnace gases drops sharply. Accordingly, the material to be treated is uniformly warmed up according to the fully extended curve 16a in conventional rotary kilns, and consideration can be given to the heat demand according to the course of the reaction. There is even the danger that the material to be treated in the area in front of the burner 3 is overheated. The one by the

Kurve I6b angedeutete Temperaturverlauf des Behandlungsgutes bei einem erfindungsgemäßen Drehrohrofen zeigt wesentlich vorteilhaftete Bedingungen, wobei das Wärmeangebot an den Wärmebedarf angeglichen werden kann.Curve I6b indicated temperature profile of the treated material in a rotary kiln according to the invention shows substantially favorable conditions, the heat supply can be adjusted to the heat demand.

Für die Konstruktionsvariante nach Fig. 4 gelten im wesentlichen die gleichen Bedingungen. Zum Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Drehrohrofen wird jedoch das Behandlungsgut nicht in einem äußeren Strömungskanal sondern in einem zentralen Strömungskanal 7 geführt, der vom Strömungskanal 6 für die im Kreislauf geführte Gasströmung umschlossen wird, Dabei wird wiederum die in den zentralen Strömungskanal 7 eindringende Heißgasströmung des Brenners 3 von dem im Kreislauf geführten Strömungsanteil gekühlt und die Strömungsgeschwindigkeit durch die Vergrößerung des Gasvolumens entsprechend . erhöht, wobei die gleichen Wirkungen auftreten.For the construction variant of Fig. 4 apply substantially the same conditions. In contrast to the rotary kiln shown in Fig. 1, however, the material to be treated is not guided in an outer flow channel but in a central flow channel 7, which is enclosed by the flow channel 6 for the recirculated gas flow, Here again in the central flow channel 7 penetrating Hot gas flow of the burner 3 cooled by the recirculated flow component and the flow rate by increasing the gas volume accordingly. increased, with the same effects occur.

Um eine größere Wärmeaustauschfläche zu erhalten, ist es günstig, die Heißgasströmung auf mehrere Strömungs-. kanäle 7 aufzuteilen, die um,,einen' zentrischen ,Strömungskanal 6 für die Rückführung eines Teiles dieser Heißgas-Strömung verteilt angeordnet sind. Da jeder der Strömungskanäle 7 auch einen Teil des Behandlungsgutes führt, kann sich das Behandlungsgut insgesamt über eine größere Fläche ausbreiten, was die erwünschte große.Wärmetaüschflache sicherstellt. In diesem Zusammenhang ist selbstverständlich auch die · Gutbewegung zufolge der Umdrehungen des Ofenmantels zu berücksichtigen.In order to obtain a larger heat exchange surface, it is convenient to the hot gas flow to several flow. divide channels 7, which are arranged distributed around ,, a 'centric, flow channel 6 for the return of a portion of this hot gas flow. Since each of the flow channels 7 also carries a part of the material to be treated, the material to be treated can spread over a larger area, which ensures the desired groß.Wärmetaüschflache. In this context, of course, the good movement according to the revolutions of the furnace shell has to be considered.

In den Fig. 5 bis 8 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, .mehrere Strömungskanäle 7 zu erhalten, die um einen zentralen Strömungskanal 6 angeordnet sind. Nach Fig. 5 besteht der koaxiale Strömungskanal 6 aus mitVarious possibilities are shown in FIGS. 5 to 8 for obtaining a plurality of flow channels 7, which are arranged around a central flow channel 6. According to Fig. 5, the coaxial flow channel 6 with

Hilfe von Metallmanschetten 17 im Stoßbereich verbundenen, keramischen Rohrstücken 18, die mit Hilfe von Radialstreben 19 am Ofenmantel-1 befestigt'-sind. Diese-Befestigung muß allerdings so erfolgen, daß wärmebedingte Dehnungen der Radialstreben 19 ausgeglichen werden können. Um die Strömungskanäle 7 für die Gut- und Heißgasführung zu erhalten, bilden die Radialstreben 19 Trennwände 20, die den Ringraum zwischen dem Strömungskanal 6 und dem Ofenmantel 1 J in Sektoren unterteilen.Help of metal sleeves 17 connected in the joint area, ceramic pipe sections 18 'with the help of radial struts 19 attached to the kiln shell-1. However, this attachment must be made so that thermal expansion of the radial struts 19 can be compensated. In order to obtain the flow channels 7 for the good and hot gas guidance, the radial struts 19 form partitions 20 which divide the annular space between the flow channel 6 and the furnace shell 1 J into sectors.

Gemäß der Fig.-6 ist ein metallischer Einsatz für den Ofenmantel 1 vorgesehen. Dieser Einsatz weist mehEre U-förmig gebogene Bleche 21 auf, deren radial gegen den Ofenmantel abstehende Schenkel 22 paarweise aneinanderliegen und mit dem Ofenmantel 1 verbunden sind. Die diese Schenkel 22 verbindendenden Stege 23 begrenzen daher einen zentralen Kanal, der als Strömungskanal 6 für die Rückführung der Heißgase dienen kann. Auf Grund der einseitigen Einspannung der U-förmigen gebogenen Bleche 21 ist eine weitgehend frei Verformungsmög-) . lichkeit für diese Bleche sichergestellt, so daß Wärmedehnungen zu keinen schädlichen Zwangskräftenführen können.According to the Fig. 6, a metallic insert for the furnace shell 1 is provided. This insert has several U-shaped bent sheets 21, the radially projecting against the furnace shell legs 22 abut in pairs and are connected to the furnace shell 1. The connecting these legs 22 webs 23 therefore limit a central channel, which can serve as a flow channel 6 for the return of the hot gases. Due to the one-sided clamping of the U-shaped bent plates 21 is a largely free deformation possible). ensured for these sheets, so that thermal expansion can lead to any damaging forces of constraint.

Nach der Fig. 7 werden die Strömungskanäle 6 und 7 durch keramische Einbauten 24 gebildet, die eine mittige Öffnung für den Strömungskanal 6 und radiale Längswände 25 zur Unterteilung der Strömungskanäle 7 aufweisen. > Die Anzahl der Strömungskanäle 7 kann dabei den Verhältnissen entsprechend gewählt werden. Die Fig. 8 unterscheidet sich von der Fig. 7 dadurch, daß die kerami- - sehen Einbauten 24 des Ofenmantels 1 im Bereich der Strömungskanäle 7 eine wärmeisolierende Auskleisung tragen, die eine höhere Wärmebelastung des keramischenAccording to FIG. 7, the flow channels 6 and 7 are formed by ceramic installations 24 which have a central opening for the flow channel 6 and radial longitudinal walls 25 for subdividing the flow channels 7. > The number of flow channels 7 can be selected according to the circumstances. Fig. 8 differs from that of Fig. 7 in that the ceramic - see installations 24 of the furnace shell 1 in the region of the flow channels 7 carry a heat-insulating Auskleisung, which has a higher heat load of the ceramic

Werkstoffes verhindert. Diese Auskleidung 26 kann eine Abdeckung aus hitzebeständigen Gußkörpern be^- sitzen.Material prevents. This lining 26 may be a cover made of heat-resistant castings.

Daß die Strömungskanäle 7 zusätzlich mit Schaufeln, Rippen, Leitwänden od. dgl. für eine Gutmitnahme versehen werden können, braucht wohl nicht näher ausgeführt zu werden.That the flow channels 7 in addition with blades, ribs, baffles od. Like. Be provided for a Gutmitnahme, probably does not need to be specified.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es, die Strömungsgeschwindigkeit der Heißgasströmung um mehr als das Doppelte gegenüber bekannten Drehrohröfen zu erhöhen, und zwar ohne Vergrößerung der ·Abgasverluste.With the aid of the measures according to the invention, it is possible to increase the flow velocity of the hot gas flow by more than twice compared to known rotary kilns, without increasing the exhaust gas losses.

Die Förderleistung des Gebläses kann dabei durch einen drehzahlregelbaren Antrieb gesteuert werden und sich dadurch automatisch den* jeweiligen Leistungsbedarf anpassen. .The delivery rate of the fan can be controlled by a variable speed drive and thereby automatically adjust the * respective power requirements. ,

Claims

E rfi η dun g s an s ρ ru c h:,

1. Rotary kiln with a furnace shell, which is assigned to the opposite end of the Guteinlauf a burner and the -wenigstens two in the region of

J Brenners enclosing, parallel, axial flow channels, of which the one receiving the treated material flow channel the Heißgasströmung.des burner and the other flow channel a compressed gas flow in countercurrent to the hot gas flow, characterized in that the flow channel (6) for the pressure gas flow to the pressure line (14) at least one · on the furnace shell (T) arranged fan (13) is connected, the suction line (12) in the region of the Guteinlauf (2) facing the mouth opening (11) of the Ströinungskanales (7) for the hot gas flow from the burner (3 ), and that the inlet cross section

; the suction line (2) of the blower (13) is smaller than the cross section of the mouth opening (11) of the flow channel (7) for the hot gas flow.

2. Rotary kiln according to item 1, characterized in that the to the pressure line (14) of the blower (13) connected flow channel (6) coaxial with the furnace shell (1) and that zv / i see this flow

> Channel (6) and the burner (3) with an axial distance from the burner-side orifice (9) of the flow channel (6) a deflection wall (10) is provided.

I

3. Drehrorhofen according to item 2, characterized in that the coaxial flow channel (6) of several over the circumference of the furnace shell (1) distributed flow channels (7) for the Gutführung and the hot gas flow is surrounded.

4. Rotary kiln according to item 3, characterized in that the coaxial flow channel (ξ>) with the aid of metal sleeves (17) connected, ceramic pipe sections (-18), the over the metal sleeves (17) engaging radial struts (19) on Furnace jacket (1) are fixed, and that the radial struts (19) the annular space between the ceramic Rohfstücken (18) and the furnace shell (1) sector by sector in flow channels (7) for the treated and the Heißgasströmung.unterteilende partitions (20) wear or form ,

5. Rotary kiln according to item 3, characterized.,. By., That the Ofenmahtel '. (1) one-use. out, several. U-shaped curved, parallel to the furnace axis arranged sheets (21) which are fixed with respect to the furnace axis radially projecting, pairs abutting legs (22) on the furnace shell (1) between itself and the furnace shell (1) each have a flow channel ( 7) for the material to be treated and the hot gas flow and between their legs (22) connecting webs (23) define a central flow channel (6) for the pressure gas flow. ".

6. Rotary kiln according to item 3, characterized in that the flow channels (6, 7) by ceramic fittings (24) are formed with radial longitudinal walls (25).

7. Rotary kiln according to item 6, characterized in that the flow channels (7) for the material to be treated and the hot gas flow a wärmeisolieiende lining (26). respectively.

8. Rotary kiln according to item 1, characterized in that the Strömungskanäl (7) for the treated and the hot gas flow consists of a central tubular insert and that the resulting between the insert and the furnace shell annular space is formed as a flow channel (6) for the compressed gas flow (Fig. 4).