DK158323B - Anlaeg til fremstilling af opblaeret ler og opblaeret skifer - Google Patents

Description

DK 158323 B

i

Opfindelsen angår et anlæg af den i kravets indledning angivne art. Til fremstilling af såkaldt letbeton anvendes som bekendt lette tilslagsstoffer, især opblæret ler og opblæret skifer, men f.eks. også sintret flyve-5 aske. Den foreliggende opfindelse angår fremstillingen af sådanne lette tilslagsstoffer, navnlig opblæret ler og opblæret skifer. Sådanne tilslagsstoffer anvendes foruden til fremstilling af letbeton somme tider også til andre formål, f.eks. som flydende næringsmedium 10 for plantekulturer, især stueplanter.

Ved de kendte anlæg til fremstilling af disse lette tilslagsstoffer anvendes roterovne, hvis fremstilling og montering er bekostelig, og som under driften har et meget stort varmeforbrug. Især sidstnævnte omstændig-15 hed er på grund af brændselsknapheden og brændselsprisen blevet et stadig mere mærkbart problem inden for den pågældende industri.

Fra DK-patentskrift nr. 118 788 kendes en fremgangsmåde til regulering af afvandingen af fugtigt ler eller 20 lerskifermateriale ved kontinuerlig fremstilling af et isoleringsmateriale i en roterovn samt et anlæg til udøvelse af denne fremgangsmåde. Den til afvandingen nødvendige varme tilvejebringes her af en på roterrø-rets yderside anbragt brænder, som udefra opvarmer rør-25 væggen. Brænderflammen er ved det kendte anlæg rettet ind mod ydersiden af roterrørets væg ud for afvandingszonen i roterrøret. Afvandingsvarmen kan på denne måde kun tilføres materialet i roterovnen indirekte og diffust gennem roterrørvæggen ved varmestråling radialt 30 indad fra rørvæggens indre flade, hvorved der ikke kan opnås nogen målrettet, lokalt afgrænset opvarmning af materialet. Denne kendte opvarmningsmetode er uøkonomisk, idet den medfører stort varmespild ved bortstråling af varme til omgivelserne.

DK 158323 B

z

Det er opfindelsens formål at forbedre de kendte anlæg til fremstilling af opblæret ler og opblæret skifer på en sådan måde, at omkostningerne til tilvejebringelse af det nødvendige apparatur og varmebehovet mindskes, 5 og at der spares opvarmningsenergi. Dette opnås ved det i kravets kendetegnende del angivne.

På en roterovns skal anbragte brændere er i og for sig kendt, f.eks. fra DE-patentskrift 1 544 33, men er hidtil ikke anvendt på roterovne med to roterrør. Fagfolk 10 har øjensynligt ment, at det til termisk styring af processen i en roterovn bestående af to uafhængigt af hinanden drejelige roterrør var tilstrækkeligt at drive disse med forskellig, indstillelig omløbshastighed.

Men netop ved fremstilling af opblæret ler eller opblæ-15 ret skifer gælder det om at opnå en særlig præcis sty ring af processens termiske parametre til opnåelse af produkter med overraskende fordelagtige egenskaber.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor 20 fig. 1 skematisk viser en kendt første roterovn til fremstilling af opblæret ler eller opblæret skifer, fig. 2 skematisk viser en anden, ligeledes kendt roterovn til fremstilling af opblæret ler eller opblæret skifer, 30 fig. 3 skematisk en tredje kendt roterovn til fremstil ling af opblæret ler eller opblæret skifer, fig. 4 skematisk viser en udførelsesform for roterovnen ifølge opfindelsen, der er en modificeret roterovn ifølge fig. 2, og

DK 158323 B

3 fig. 5 mere detaljeret konstruktionsprincippet for roterovnen ifølge opfindelsen.

Til bedre forståelse af opfindelsen beskrives i det følgende først kendte metoder og anlæg til fremstil-5 ling af opblæret ler, opblæret skifer, sintret flyve aske og andre lette tilslagsstoffer.

Fig. 1 viser skematisk en første type roterovn 10 med et langstrakt roterrør 11 med en længde på f.eks. 30-40 m. Roterrøret er trinløst retliniet gennemgående i ret-10 ning af en længdemidterakse. På ydersiden af det i tvær snit cirkulære rør 11 er fast anbragt to løberinge 12 og 13, der løber på løberullestationer 14. Løberulle-stationerne 14 hviler på hvert sit fundament 15. Roterrøret 11 roteres om sin længdeakse ved hjælp af en ik-15 ke vist drivmotor. Roterrøret ll's venstre ende i fig.

1 er roterovnens indfyldningsende 16, ved hvilken det råmateriale, der skal opblæres, indføres i ovnen. Det færdige produkt fjernes fra roterovnen ved roterrøret ll's modsatte udløbsende 17. Roterrøret 11 skråner ned— 20 ad fra indløbsenden 16 mod udløbsenden 17 på en sådan måde, at materialet, der skal behandles, efterhånden vandrer fra indløbsenden 16 til udløbsenden. Umiddelbart ved eller i nærheden af udløbsenden 17 er stationært anbragt en brænder 18 til forbrænding af olie, 25 gas eller kulstøv. Brænderens flamme er rettet ind i roterrøret 11 og leverer den til opvarmning af råmaterialet nødvendige samlede varmemængde.

Ued fremstilling af opblæret ler eller et andet let tilslagsmateriale indføres råmaterialet, f.eks. ler, 30 i det roterende rør 11 ved dettes indløbsende 16. Rå materialet passerer i modstrøm til den af brænderen 18 tilvejebragte varme gas successivt først gennem en tørrezone A og dernæst en opvarmningszone B, der til-

DK 158323 B

4 sammen også betegnes som forvarmezone. Den samlede forvarmezone er i fig. 1 betegnet med C. Dernæst passerer materialet gennem en opblæringszone D. Det i forvarme-zonen C tørrede og opvarmede råmateriale opblæres i 5 opblæringszonen O til det ønskede færdige produkt, f.eks.

opblæret ler, der fjernes fra roterovnen ved dennes udløbsende 17.

Det i det foregående beskrevne anlæg og den i dette gennemførte fremgangsmåde er kendt.

10 Da ovnen 10's roterrør 11 er fremstillet i ét stykke, roterer det i de to proceszoner C og D med samme omløbstal. Dette indebærer, at produktet i ovnen fremføres med samme hastighed i alle zoner. Mulighederne for at styre denne ovntype er således begrænset til ændring 15 af det samlede roterrørs omløbstal, ændring af varmetil førslen ved brænderen 18 og forøgelse eller mindskelse af den ved indløbsenden 16 indførte mængde råmateriale.

Fig. 2 viser en kendt roterovn 20 af en anden type, der adskiller sig fra den i fig. 1 viste ovntype ved, 20 at den består af to uafhængigt af hinanden roterende, koaksiale rør 21 og 22, der støder op til hinanden og er tætnet på forbindelsesstedet, og af hvilke roterrø-ret 21 hovedsageligt indeholder forvarmezonen C, medens det andet roterrør 22 i det væsentlige indeholder opblæ-25 ringszonen D. løvrigt svarer den i fig. 2 viste ovntypes konstruktion og virkemåde til den fig. 1 viste ovntypes. Der findes især også ved ovntypen 2 kun én stationær brænder 28, som er placeret ved roterovnens udløbsende 27.

50 Ovntypen 2 har i sammenligning med ovntypen 1 den fordel, at det behandlede materiales fremføringshastighed i ovnens afsnit på grund af ovnens opdeling i de to

DK 158323 B

5 roterrør 21 og 22 kan reguleres særskilt ved uafhængig ændring af hvert rørs omløbstal. Roterrøret 20, der indeholder opblæringszonen D, roterer som regel med større omløbstal end roterrøret 21 indeholdende tør-5 ringszonen A og opvarmningszonen B.

Ovntyperne 1 og 2 er begge ufordelagtige derved, at den samlede varmetilførsel til tørringsprocessen, opvarmningsprocessen og opblæringsprocessen skal tilvejebringes på ét og samme sted, nemlig ved ovnens udløbs-10 ende 17 ved hjælp af kun én flamme.

Til afhjælpning af denne mangel kan man anvende en i fig. 3 vist og med 30 betegnet tredje type roterovn med to roterrør 31 og 32, der igen indeholder henholdsvis forvarmezonen og opblæringszonen, og som er radi-15 alt forsat i forhold til hinanden til dannelse af et trin i form af et indskudt overgangshus 33. Mellem overgangshuset og de op til dette stødende ender af roter-rørene 31 og 32 findes tætningsorganer. Hvert roterrør 31, 32 styres ved sin udløbsende henholdsvis 34 og 35 20 ved hjælp af en separat brænder henholdsvis 36 og 38.

Overgangshuset 33 har en tragtformet nedre del og sikrer en glat overgang for det behandlede materiale, når dette fra røret 31 passerer over i røret 32. Denne ovnversion er fordelagtig derved, at den største del af 25 den for den samlede brændeproces nødvendige varmemæng de, hvilken varmemængdedel tjener til tørring og opvarmning af råmaterialet, direkte kan tilføres roterrøret 31 med forvarmezonen, d.v.s. på det sted, hvor denne varmemængde skal bruges. Herved opnås hvad angår den 30 nødvendige varmemængde, der skal tilføres, en væsent lig aflastning af opblæringszonen i roterrøret 32. Da der ved fremstilling af lette tilslagsstoffer, især opblæret ler,'i opblæringszonen i roterrøret 32 skal arbejdes med et stort luftoverskud, kan på grund af

DK 158323B

6 den anden fyring ved hjælp af brænderen 36 i forvarme-zonen (roterrøret 31) det store oxygenoverskud i røggassen fra roterrøret 32 tjene som sekundærluft, så at spildgasmængden fra opblæringszonen kan holdes min-5 dre end i ovntyperne 1 og 2, hvorved også spildvarme mængden fra opblæringszonen bliver mindre og dermed det samlede anlægs varmeforbrug reduceres. Ovntypen 3 er således særlig varmeøkonomisk. Brænderen 38 kan f.eks. arbejde med en luftmængde og en oliemængde, der 10 kun er halvt så stor som de til drift af brænderne 18 og 28 nødvendige mængder.

Ovntypen 3 har imidlertid også ulemper, idet roterrøret 31, der indeholder forvarmezonen, har en forholdsvis stor konstruktionshøjde over underlaget og dermed 15 kræver tilsvarende bekostelige fundamenter. De to tæt ningsorganer mellem roterrørene 31, 32 og overgangshuset 33 er aldrig fuldstændig tætte, så at der ved tætningsorganerne ikke blot slipper varme ud, men også passerer falskluft ind i roterovnen, hvorved anlæggets 20 virkningsgrad kan blive mindsket væsentligt.

Det er opfindelsens idé at udnytte fordelene ved ovntypen 3 og samtidigt at undgå dennes ulemper. Dette kan opnås ved den i fig. 4 viste udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen med en såkaldt skalbrænder, 25 der overtager funktionen af den stationære brænder 36 i fig. 3. Roterovnen 50 består af to uafhængigt af hinanden roterende, koaksiale rør 52 og 53. Skalbrænderen er i fig. 4 betegnet med 51 og anbragt på røret 52.

.Skalbrændere er i og for sig kendt fra metaludvindings-30 teknikken (malmforarbejdning). Disse brændere er fast anbragt på ovnskallens yderside med flammeudstrømnings-åbningen rettet ind i roterovnen. Skalbrænderen cirkulerer således sammen med ovnens rotation og har derfor i modsætning til de i det foregående omtalte stationære

DK 158323 B

7 brændere 18 og 28, 36, 38 den fordel, at den kan placeres på et vilkårligt sted på et retliniet roterovnrør.

Fig. 5 viser anbringelsen af en skalbrænder i en roterovn. Skalbrænderen 41 er ved sin ene ende fast forbun-5 det med roterovnen 60's ydre væg 61, og rager med sin anden ende radialt ind i ovnen på en sådan måde, at dens flammeåbning er beliggende midt på ovntværsnittet og er rettet i ovnens akseretning. Ovnen 60 har en materialetilførselsende 64 med en indfyldningstragt 63 10 for råmaterialet. Gennem ovnens materialeindføringsåb ning tilføres også brændstoffer (olie, gas eller kulstøv) for skalbrænderen 41. l/ed det i fig. 5 viste udførelseseksempel er det forudsat, at brænderen 41 forbrænder olie. En stationær olietilførselsledning 65 15 er ført frem til en i og for sig kendt drejekobling 66, ved hvilken den stationære olieledning 65 er koblet med et sammen med roterovnen 60 roterende olierørledningsstykke 67, der har to krumninger og gennem en åbning 68 i ovnens skal 61 er ført ud på ovnens ydersi-20 de, hvor det munder i brænderen 41. Rørledningsstykket 67 understøttes dels af drejekoblingen 66 og dels ved hjælp af fastgørelseselementer 69 på ovnens skal 61.

På denne måde kan der gennem ledningsstykket 67 tilføres den sammen med ovnen roterende skalbrænder 41 brænd-25 stof. Ledningsstykket 67 er inden i roterovnen 60 omgivet af et rør 71, 73 med større diameter. Også i røret 71, 73 er der mellem to rørledningssektioner henholdsvis 71 og 73 indskudt en drejekobling 72. Rørledningssektionen 73 efter drejekoblingen 72 cirkulerer 30 således sammen med roterovnen 60. Gennem rørledningen 71, 73 kan der blæses køleluft til køling af olierørledningen 67. Desuden kan der på ydersiden af ovnskallen 61 foruden skalbrænderen 41 være anbragt en sammen med ovnen omløbende, ikke vist primærluftblæser for 35 skalbrænderen 41.

DK 158323 B

8 I fig. 4 ses en supplerende stationær brænder 58 ved ovnrørets materialeudløbsende 57. Denne supplerende brænder medfører den i fig. 3 viste kendte ovntypes fordel, d.v.s. hovedsageligt en doseret specifik var-5 metilførsel. I sammenligning med ovntypen 3 bortfalder ved den i fig. 4 viste udførelsesform de to tætningsorganer ved overgangshuset 33,. så at der ikke kan passere falskluft ind i ovnen, hvorved det specifikke varmeforbrug reduceres yderligere.

10 Ved udførelsesformen ifølge fig. 4 er en skalbrænder 51 kombineret med den i fig. 2 viste ovntype 2. Skal-brænderen er fastgjort på et forvarmezonen indeholdende roterrør 52 og tjener til opvarmning af forvarmezonen. Roterovnen indbefatter et op til roterrøret 52 15 sluttende roterrør 53, der indeholder opblæringszonen, og som opvarmes af den ved sidstnævnte roterrørs udløbsende 57 stationært anbragte brænder 58.

Den i fig. 4 viste udførelsesform er over for den i fig. 3 viste ovntype 3 fordelagtig ved reducerede in-20 vesteringsomkostninger, fordi roterrøret 52 har en mindre konstruktionshøjde end roterrøret 31 i fig. 3, så at fundamentomkostningerne er mindre. Desuden bortfalder det ene af tætningsorganerne ved overgangshuset 33, idet de koaksiale og uden noget radialt forsætnings-25 trin op til hinanden stødende roterrør 52, 53 kun kræver ét tætningsorgan på det sted, hvor de støder op til hinanden. Endelig er udførelsesformen ifølge fig.

4 over for ovntypen 2 i fig. 2 fordelagtig ved et lavere specifikt varmeforbrug.

30 Ved udførelsesformen i fig. 4 findes kun én supplerende skalbrænder 51 til opvarmning af forvarmezonen. Der kan dog på det ene roterrør eller på begge roterrør findes to eller flere skalbrændere, f.eks. én skal-

DK 158323 B

9 brænder for tørrezonen og en særskilt skalbrænder for opvarmningszonen.

En væsentlig fordel ved opfindelsen er, at der også ved allerede eksisterende ovnanlæg, f.eks. sådanne af 5 den i fig. 1 og 2 viste type, senere på et ønsket sted på ovnkappen kan anbringes en skalbrænder. På denne måde kan et sådant kendt eksisterende anlæg senere ombygges således, at der under driften kan opnås væsentlige brændstofbesparelser.

Claims (1)

1. DK 158323 B Anlæg til fremstilling af opblæret ler og opblæret skifer og med en retliniet, trinløst gennemgående roterovn (50) med en cylindrisk ovnskal og bestående af to indbyrdes uafhængigt omløbende, koaksialt til hinanden 5 sluttede ovnrør (52, 53) indeholdende henholdsvis en forvarmezone (C) og en opblæringszone (D), hvilken ovns materialetilførselsende er forarmeovnrørets (52) frie ende, medens dens materialeudløbsende (57) er opblæ-ringsovnrørets (53) frie ende, samt med en ved udløbsenden 10 stationært anbragt hovedbrænder (58), kendeteg net ved, at der på ét eller flere steder på ovnrøret (52) med forvarmezonen (C) er anbragt en skalbrænder (51) , som ved ovnrørets rotation bringes til at udføre en cirkulerende bevægelse, og hvis flammeåbning er be- 15 liggende inde i forvarmezonen (C), og at skalbrænderen (51) forsynes med brændstof fra materialetilførselsenden via en drejekobling (66).