Die Erfindung betrifft eine Rohmehlaufgabevorrichtung zur Aufgabe von Rohmehl in eine Gasleitung, wie beispielsweise eine Steigleitung eines Wärmetaucherzyklons oder in einen Reaktor, wie beispielsweise ein Calcinator, einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker, aufweisend eine Verbindungsleitung zur Verbindung einer Rohmehlleitung mit der Gasleitung oder dem Reaktor, eine schräge Rohmehlrutsche, die innerhalb der Verbindungsleitung angeordnet ist und über welche Rohmehl aus der Rohmehlleitung in die Gasleitung oder den Reaktor gelangt, wobei am Fuß der Rohmehlrutsche ein Prallschieber angeordnet ist, der in den Weg des Rohmehls, das über die Rohmehlrutsche strömt, ragt und das einkommende Rohmehl umlenkt.

Bei der Herstellung von Zementklinker aus einer Mischung aus gemahlenem, kalkhaltigem Gestein und gemahlenem und silikathaltigem Gestein wird das sogenannte Rohmehl in der Staubphase einer Wärmebehandlung in einem Gasstrom unterzogen und danach in einem Drehrohrofen gesintert. Das Rohmehl liegt dabei in einem großen Teil der Anlage in einem heißen Gas suspendiert vor. In einer typischen Anlage zur Herstellung von Zementklinker werden täglich zwischen 1 .000 t und 10.000 t Zementklinker hergestellt, wobei das Rohmehl als Ausgangsprodukt innerhalb der Anlage in Gas suspendiert durch einen Zyklonwärmetauscher transportiert wird. Nach Erwärmung und ggf. Trocknung des Rohmehls im Zyklonwärmetauscher wird das Rohmehl über eine Rohmehlleitung in einen Calcinator, der einen Flugstromreaktor darstellt, geleitet, wo das kalkhaltige Gestein des Rohmehls durch Thermolyse in ungelöschten Kalk (CaO) und Koh- lendioxid (CO2) zerfällt. Der ungelöschte Kalk wird als Teil des Heißmehls in einen Drehrohrofen geleitet, wo er durch intensive Wärmebehandlung zu Calciumsilikatphasen sintert, dem eigentlichen Zementklinker. Der Zementklinker bedarf nach dem Drehrohrofen einer raschen Abkühlung, um die erwünschten Klinkerphasen zu erhalten.

In längeren Untersuchungen, an welcher Stelle Engpässe in einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker für die gesamte Leistung der Anlage vorliegen, stellen sich wiederkehrende Stellen heraus. Eine dieser Stellen ist der Calcinator, einem Flugstromreaktor, in dem das Rohmehl möglichst vollständig thermisch dissoziiert werden soll. Dazu bleibt im Flugstromreaktor nur wenig Zeit, weil die Strömungsgeschwindigkeit im Calcinator so groß ist, dass die Verweilzeit des vorgewärmten Rohmehls im Calcinator nur wenige Sekunden beträgt. Um die Leistung einer Anlage zu steigern, ist es natürlich möglich, sämtliche Anlagenbestandteile zu vergrößern. Dabei kann auch die Verweildauer des Rohmehls im Calcinator verlängert werden. Um bestehende Anlagen zu optimieren, wäre ein Umbau oder Neubau zu aufwändig. Bei Anlagenoptimierungen werden nicht selten die Durchmesser von Leitungen vergrößert, so dass ein größerer Gas- und/oder Massenstrom durch die Anlage pro Zeiteinheit strömen kann. Mit zunehmender Produktionskapazität moderner Anlagen wachsen auch die Durchmesser der gasführenden Leitungen an, was die möglichst homogene Dispergierung des Mehls im Gasstrom erschwert. Bei unzureichender Verteilung entstehen oft schwerwiegende Prozessstörungen wie Mehldurchfall, Reaktionshemmungen und weitere unerwünschte Leistungsdefizite der Anlage.

Eine weitere Stelle, an der Engpässe bestehen, ist die Steigleitung in Zyklonwär- metauschern. Im Zyklonwärmetauschern wird das Rohmehl wiederkehrend in der Gasphase der Abluft eines Drehrohrofens suspendiert und wieder getrennt. Dabei nimmt das Rohmehl die Wärme aus dem Drehrohrofenabgas auf. Die zur Suspendierung des Rohmehls verfügbare Strecke, und damit die Zeit, ist sehr kurz. Auch hier kann eine schnellere und gleichmäßige Aufgabe des Mehls in die Gasphase helfen, den Gesamtdurchsatz und die Effizienz der Anlage zu erhöhen.

In der europäischen Patentschrift EP 1 310 467 B1 ist ein Mehleintrittskasten als Rohmehlaufgabevorrichtung offenbart, in welchem am Fuße des Mehleintrittskastens ein Prallschieber vorhanden ist. Der Prallschieber hat die Aufgabe den von einer Rutsche kommenden Rohmehlstrom aufzubrechen und aufzufächern. Dieser Mehleintrittskasten hat sich in bestehenden Anlagen zur Herstellung von Zementklinker bewährt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Leistung einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker zu steigern. Dazu soll die Gleichmäßigkeit des pneumatischen Transportes der Mehl/Gassuspension nach Dispergierung des Mehls gesteigert werden und eine bei schlechter Dispergierung oftmals lokal und temporär auftretende Druckfluktuation verhindert werden, sowie die Zugänglichkeit des feinen Mehlstroms für den Wärmeaustausch durch bessere Dispergierung optimiert werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass auf dem Prallschieber ein im Wesentlichen konvexer Verdrängungskörper angeordnet ist, der im Weg des einkommenden Rohmehls liegt und den Strom aus Rohmehl dispergiert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.

Nach der Erfindung ist es also vorgesehen, zur Leistungssteigerung der Anlage an der Rohmehlaufgabevorrichtung für eine Gasleitung, wie eine Steigleitung eines Wärmetauscherzyklons, oder für einen Reaktor, wie ein Calcinator, anzusetzen.

Der Verdrängungskörper prägt dem strömenden Mehl zum Zeitpunkt von dessen Eintritt in die Gasleitung oder den Reaktor eine Geschwindigkeits- und Impulskomponente nach außen auf, so dass das Rohmehl stärker in die Außenbereiche der Gasleitung oder des Reaktors gezwungen wird. Realisiert wird diese Umlen- kung durch eine im Wesentlichen konvexe Oberflächengeometrie, der im Weg des strömenden Rohmehls vorhanden ist. Im einfachsten Fall kann der Verdrängungskörper ein tetraederförmiger Körper sein, der ein auf einer Fläche liegendes Tetraeder ist, wobei eine Kante des Tetraeders vom Boden des Prallschiebers in Strömungsrichtung des strömenden Rohmehls ausgerichtet ist. Dieser tetraederförmige Körper durchschneidet den Strom des dispergierten Rohmehls und fügt dem Rohmehl eine Geschwindigkeits- und Impulskomponente nach außen zu. Der Verdrängungskörper kann auch eine schiffsrumpfähnliche Form haben oder aus einer harmonischen Wölbung bestehen, die eine oben liegende Kiellinie aufweist.

Für einen Umbau von bestehenden Rohmehlaufgabevorrichtungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Verdrängungskörper ein Tetraeder ist und eine in Strömungsrichtung liegende Seite des Tetraeders ein stumpfwinkliges Dreieck ist. Die Kiellinie oder Scheitellinie des Verdrängungskörpers ist damit stumpfwinklig. Diese Form führt zu einer effizienten Aufweitung des Rohmehlstroms in die Gasleitung oder in den Reaktor, so dass in einem Calcinator als Reaktor die Thermolyse des kalkhaltigen Gesteins sehr früh und gleichmäßig einsetzt. Beim Einsatz in einem Steigrohr eines Wärmetauscherzyklons findet die Suspendierung des Rohmehls ebenfalls früher und gleichmäßiger statt, so dass das Rohmehl nicht als zusammenhängender Strom durch den Zyklon fällt, sondern im Gaswirbel vollständig suspendiert ist. Durch die Vergleichmäßigung der Druck- verlust-erzeugenden Strömung können Reserven in der Strömungsführung abgebaut werden und dadurch die Anlage auf höherem Produktionsniveau betrieben werden.

Die Kiellinie, Scheitellinie oder die nach oben weisende Kante des Verdrängungskörpers weist in vorteilhafter Weise eine abrasionsfeste Verstärkung auf, beispielsweise in Form einer Auftragsschweißung, um die Standzeit des Verdrängungskörpers im heißen Rohmehlstrom zu erhöhen. Dazu kann es auch vorgesehen sein, dass die in Strömungsrichtung vorhandene Seite des Verdrängungskörpers, beispielsweise des Tetraeders offen ist. Die offene Bauweise verhindert, dass sich der Verdrängungskörper zu stark aufheizt oder in der Wärme des strömenden Rohmehls so stark verspannt, dass der Verdrängungskörper durch thermische Lastwechsel mürbe wird. Die Standzeit des Verdrängungskörpers wird auch erhöht durch Einschnitte in die Verdrängerflächen, nämlich die von der Kante, der Kiellinie oder der Scheitellinie abgehenden Flächen und zwar in der Kante, die in Strömungsrichtung quer liegt. Die Einschnitte verhindern die Ausbildung von Wirbeln und vermeiden einen zu hohen mechanischen Lastwechsel bei thermischem Lastwechsel. Wie Dehnungsfugen sorgen die Einschnitte dafür, dass der Verdrängungskörper sich nicht unter der thermischen Last verformt.

Um die Verteilung des Rohmehls optimal zu erreichen, kann es vorgesehen sein, dass die Bodenfläche des im Wesentlichen konvexen Verdrängungskörpers sich mindestens über 50% der Breite des Prallschiebers, bevorzugt vollständig über die komplette Breite des Prallschiebers erstreckt. Eine Erstreckung über die gesamte Breite ist vorteilhaft, um den gesamten Rohmehlstrom aufzufächern.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Rohmehlaufgabevorrichtung,

Fig. 2 die Rohmehlaufgabevorrichtung aus Figur 1 mit eingezeichneten Strömungsrichtungen am Fuß der Rohmehlaufgabevorrichtung,

Fig. 3 einen konvexen Verdrängungskörper in Form eines offenen Tetraeders,

Fig. 4 das Tetraeder aus Figur 3 in vereinfachter Form zur Benennung der Flächen und Kanten,

Fig. 5 eine beispielhafte Anlage zur Herstellung von Zementklinker zur Demonstration, wo die Rohmehlaufgabevorrichtung in der Anlage ihren Platz hat,

Fig. 6 eine Rohmehlzuleitung, wie sie im STAND DER TECHNIK realisiert ist in zwei wechselnden Zuständen. In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Rohmehlaufgabevorrichtung 1 gezeigt. Die Rohmehlaufgabevorrichtung 1 ist bestimmt für den Ansatz an eine Gasleitung, wie eine Steigleitung 112', 113' eines Wärmetauscherzyklons 112, 113 in einem Zyklonwärmetauscher 110, oder für den Ansatz an einen Reaktor, wie beispielsweise an einen Calcinator 170, einer Anlage 100 zur Herstellung von Zementklinker. Eine solche Anlage ist beispielhaft in Figur 5 gezeigt. In hier gezeigten Rohmehlaufgabevorrichtung 1 befindet sich eine Verbindungsleitung 2 zur Verbindung einer Rohmehlleitung 120, die von einem Zyklonwärmetauscher 170 kommt, mit dem Calcinator 170 oder mit der Steigleitung 112', 113' eines nächsten Wärmetauscherzyklons. 112, 113. Des Weiteren weist die Rohmehlaufgabevorrichtung 1 eine schräge Rohmehlrutsche 3 auf, die innerhalb der Verbindungsleitung 2 angeordnet ist und über welche Rohmehl aus der Rohmehlleitung 120 in die Gasleitung oder in den Reaktor gelangt. Im Weg der Verbindungsleitung 2 befindet sich ein Kompensator 5, um die thermische Last auszugleichen, aber auch um eine mechanische Last auszugleichen, die von der mitunter längeren Rohmehlleitung 120 auf die Rohmehlaufgabevorrichtung 1 ausgeübt wird. Am Fuß der Rohmehlrutsche 3 befindet sich ein von außen verstellbarer ein Prallschieber 10, der in den Weg des Rohmehls, das über die Rohmehlrutsche 3 strömt, ragt und das einkommende Rohmehl umlenkt. Schon das Aufprallen auf den Boden 11 des Prallschiebers 10 erzeugt eine breite Fontäne des Rohmehls beim Eintritt in die Gasleitung oder in den Reaktor. Nach der hier vorgestellten Erfindung ist vorgesehen, dass auf dem Prallschieber 10 ein im Wesentlichen konvexer Verdrängungskörper angeordnet ist, der im Weg des einkommenden Rohmehls liegt und den Strom aus Rohmehl dispergiert. Der Verdrängungskörper wird hier in diesem Ausführungsbeispiel gebildet durch einen Tetraeder T, der in Strömungsrichtung S offen ist und einen stumpfen Winkel an seiner Kiellinie, seiner Scheitellinie oder seiner in den Rohmehlstrom hineinragenden Kante 15 aufweist.

Diese Kiellinie, seiner Scheitellinie oder seiner in den Rohmehlstrom hineinragenden Kante 15 ist in Strömungsrichtung S ausgerichtet. Die beiden von der Kante 15 abgehenden Flächen 12 und 13 geben dem Rohmehl einen Impuls nach außen, wodurch sich die dispergierende Wirkung der Rohmehlaufgabevorrichtung nochmals erheblich verstärkt. Diese verstärkte Dispergierung hat im Calcinator zur Folge, dass die Thermolyse des kalkhaltigen Gesteins im Calcinator, der in der Regel ein Flugstromreaktor ist, früher und besser auf den Gasstrom verteilt stattfindet. Dieser Effekt der verbesserten Verteilung ist besonders dann wirkungsvoll und bedeutsam wenn der Durchmesser des Calcinators für große Anlagen stark zunimmt, im Bereich einer Tagestonnenleistung von 5.000 t und sogar 8.000 1 bis über 10.000 t . In einer Steigleitung 112', 113' eines Zyklonwärmetauschers 110 hat die verstärkte Dispergierung den Vorteil einer schnelleren und vollständigeren Suspendierung des Rohmehls im Gasstrom des Wärmetauscherzyklons 112, 113. Die Rohmehlaufgabevorrichtung 1 ist nach oben über einen Flansch 7 beispielsweise mit der Rohmehlleitung 120 der Anlage 100 zur Herstellung von Zementklinker verbunden. Darin fällt das Rohmehl in Strömungsrichtung S innerhalb der Verbindungsleitung 2 entlang der Rohmehlrutsche 3 und wird durch ein Rückschlagventil geführt, von dem hier nur zwei äußere Gewichte 4 und 4' für eine Rückschlagklappe gezeigt sind. Am Fuß der Rohmehlaufgabevorrichtung 1 befindet sich eine optionale Brennstoffzufuhr 6, mit dem Brennstoff, wie bspw. Petrolkoks, in das Rohmehl zur Steigerung der Wärmeleistung im Calcinator eingespeist werden kann. An den dickwandigen Calcinator 170 wird die Rohmehlaufgabevorrichtung 1 mit Hilfe des Flansches 8 angebracht.

Um die ideale Dispergierung einstellen zu können, kann der Prallschieber 10 entlang der Richtung der Doppelpfeile P und P' von außen hin- und her geschoben werden. Da der Verdrängungskörper, hier das Tetraeder, auf dem Boden 11 des Prallschiebers 10 angeordnet ist, verschiebt sich der Verdrängungskörper mit dem Prallschieber 10.

In Figur 2 ist die Rohmehlaufgabevorrichtung aus Figur 1 mit eingezeichneten Strömungsrichtungen S am Fuß der Rohmehlaufgabevorrichtung 1 gezeigt. Diese Figur 2 soll verdeutlichen, welche Wirkung der Verdrängungskörper, hier in Form des Tetraeders T, auf das von oben auf der Rutsche 3 herabrutschende Rohmehl hat. Das Rohmehl erhält eine Geschwindigkeits- und Impulskomponente nach außen und verbreitert sich so im offenen Durchmesser des Calcinators 170 oder der Steigleitung 112', 113'.

In Figur 3 ist ein konvexer Verdrängungskörper in Form eines offenen Tetraeders T gezeigt. Dieser Tetraeder T liegt mit einer Fläche 17 auf dem Boden 11 des Prallschiebers. Die der Fläche 17 gegenüberliegende Kante 15 ist kollinear mit der Strömungsrichtung S ausgerichtet. Dadurch wirkt die Kante 5 wie ein Kiel eines Verdrängers. Die von der Kante 15 abgehenden Flächen 12 und 13 sind so angestellt, dass darüber strömendes Rohmehl eine Geschwindigkeits- und Impulskomponente nach außen erhält. Um unerwünschte Wirbel zu verhindern und auch um therm isch/mechanische Spannungen zu unterdrücken, können Einschnitte 14 in den von Kante 15 abgehenden Flächen 12 und 13 und zwar in der in Strömungsrichtung S angeordneten Kanten vorhanden sein. Diese haben zur Vermeidung der mechanischen Spannung eine ähnliche Wirkung wie Dehnungsfugen.

In Figur 4 ist das Tetraeder aus Figur 3 in vereinfachter Form zur Benennung der Flächen und Kanten dargestellt. Das Tetraeder aus Figur 3 ist hier in vereinfachter Form als ein im Wesentlichen konvexer Verdrängungskörper gezeigt. Das Tetraeder liegt mit einer Fläche 17 auf dem Boden 11 auf. Die vier Flächen des Tetraeders sind die auf dem Boden 11 liegende Fläche 17, die beiden Flächen 12 und 13, die von der der Fläche 17 gegenüberliegenden Kante 15 abgehen, und die nach vorne in Strömungsrichtung ausgerichtete Fläche 16. Die der Fläche 17 gegenüberliegende Kante 15 ist in Strömungsrichtung S des Rohmehls ausgerichtet. Als Verdrängungskörper kann das Tetraeder T in der Fläche 16, die in Strömungsrichtung S liegt, offen sein.

In Figur 5 ist eine beispielhafte Anlage 100 zur Herstellung von Zementklinker gezeigt zur Demonstration, wo die Rohmehlaufgabevorrichtung 1 in der Anlage 100 ihren Platz hat. Die Anlage 100 weist folgende Anlagenkomponenten auf: In Materialflussrichtung am Anfang befindet sich eine Wärmetauscherkomponente 110. Diese besteht aus mehreren hintereinander geschalteten Zyklonwärmetau- schern l U , 112, 113, 114 zur Vorwärmung des Rohmehls R. Dem vorletzten Zyklonwärmetauscher 113 folgt in Materialflussrichtung ein Calcinator 170, in welchen das vorgewärmte Rohmehl R aus der Wärmetauscherkomponente 110 strömt. In dem Calcinator 170 suspendiert das Rohmehl R in der Abluft der eines folgenden Drehrohrofens 140, wobei der Ausgang am absteigenden Ast 130 des Calcinators 170 mit einem Eingang des letzten Zyklonwärmetauschers 114 verbunden ist. Dem letzten Zyklonwärmetauscher 114 folgt eine Verbindungsleitung 114", die zu einer Drehrohrofeneinlaufkammer 120, führt und das vorgewärmte und im Calcinator 170 entsäuerte Rohmehl R dem Drehrohrofen 140 zuführt. Das vorgewärmte und entsäuerte Rohmehl R rollt durch den Drehrohrofen 140 und sintert dabei zu Zementklinker Z. Dem Drehrohrofen 140 folgt in Materialflussrichtung ein Zementklinkerkühler 150, wobei aus dem Kühlerkopfgehäuse 151 , das unmittelbar mit dem Drehrohrofen 140 verbunden ist, eine Tertiärluftleitung 160 zum Calcinator 170 führt, um dort eine Verbrennung von Brennstoff in oxidativer Umgebung aufrecht zu erhalten. Der gekühlte Zementklinker Z hingegen verlässt den Zementklinkerkühler 150. Atmosphärische Luft L läuft in der Anlage 100 dem Materialstrom des Rohmehls R größtenteils entgegen. So strömt die Luft L in den Zementklinkerkühler 150 und teilt sich dort in verschiedene Fraktionen auf. Ein erster Teil der Luft L strömt als sogenannte Primärluft in einen strichliniert eingezeichneten Brenner. Eine zweite Fraktion der Luft L strömt als Sekundärluft in den Drehrohrofen 140 und eine dritte Fraktion der in dem Zementklinkerkühler 150 erwärmten Luft L strömt als Tertiärluft durch die Tertiärluftleitung 160. Nach Verlassen des Calcinators 170 strömt die Luft L der Reihe nach in die Wärmetauscherzyklone 114, 113, 112 und 111 und die Luft L verlässt die Wärmetauscherkomponente 110 als Abluft A. Die hier vorgestellte Rohmehlaufgabevorrichtung 1 kann dazu gedacht sein, das aus dem vorletzten Wärmetauscherzyklon 113 stammende Rohmehl, über eine Rohmehlleitung 120 in den Calcinator 170 möglichst gut dispergiert einzuspeisen. Dafür sitzt die Rohmehlaufgabevorrichtung 1 direkt am Calcinator 170 an. Alternativ oder kumulativ kann die Rohmehlaufgabe- vorrichtung 1 an einer Steigleitung 112', 113' des Zyklonwärmetauschers 110 angeordnet sein, um das Rohmehl schneller und vollständiger im Wirbel eines Wärmetauscherzyklons 112, 113 zu suspendieren.

B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E Rohmehlaufgabevorrichtung 112' Steigleitung Verbindungsleitung 113 Wärmetauscherzyklon Rohmehlrutsche 113' Steigleitung Gewicht 114 Wärmetauscherzyklon ' Gewicht 114' Heißmehlleitung Kompensator 120 Rohmehlleitung Brennstoffzufuhr 130 absteigender Ast Flansch 140 Drehrohrofen Flansch 141 Drehrohrofeneinlaufkammer0 Prallschieber 150 Klinkerkühler 1 Boden 151 Kühlerkopf 2 Fläche 160 Tertiärluftleitung 3 Fläche 170 Calcinator 4 Einschnitt A Abluft 5 Kante G Gas 6 Fläche L Luft 7 Fläche P Pfeil 00 Anlage P' Pfeil 10 Zyklonwärmetauscher R Rohmehl 11 Wärmetauscherzyklon S Strömungsrichtung 12 Wärmetauscherzyklon Z Zementklinker