DD213912A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung und kalzination von mehlfoermigem material - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehoerige Vorr.zur Waermeb.u.Kalzination von mehlfoermigem Material,insbesondere Zementrohmehl,Ziel u.Aufg.d.Erf.ist es,den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern,sowie im Bereich der Reaktorabscheider guenstigere Abscheideverhaeltnisse bei geringeren Abmessungen der Abscheider zu schaffen. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass aus dem Kalzinierreaktor mindestens drei Gasstroeme austreten. Die mindestens zwei mit kalziniertem Material beladenen tangential austretende Gasstroeme gelangen zu den Reaktorabscheidern, wobei das Material abgeschieden und zum Ofeneinlauf und das Gas zu jeweils einer Vorwaermerflut gefuehrt wird. Der axial austretende staubfreie Gasanteil wird mit vorgewaermtem Material aus der in Materialrichtung drittletzten Zyklonstufe beaufschlagt, in einem zu keiner von beiden Fluten gehoerenden Zyklon entstaeubt und das abgeschiedene Material zur naechsten Stufe und schliesslich zum Reaktor sowie das Abgas zu gleichen Teilen zu beiden Vorwaermerfluten gefuehrt. Das Drehofenabgas wird auf bekannter Art und Weise in den Reaktor gefuehrt und fuer die Kalzination genutzt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung und KaIz i·- nation von mehlföfinigem Material

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur Wärmebehandlung und Kalzination von mehl— förmigem Material, insbesondere Zementrohmehl«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die zum Einsatz gelangenden Kalzinierreaktoren zum Kalzinieren des bereits vorgewärmten Zementrohmehls unterscheiden sich einmal darin, ob ausschließlich die im Reaktor erforderliche, aus dem Kühler stammende und dort erwärmte Verbrennungsluft in diesen gelangt, während das im Drehrohrofen entstehende Abgas nur im Vorwärmer genutzt wird, ohne in den Reaktor zu gelangen oder ob der Reaktor sowohl mit der Kühlerabluft als auch mit Ofenabgas beaufschlagt wird. Weiterhin unterscheiden sich die einzelnen Typen darin, auf welche Weise die Gasströme zu- und abgeführt werden, z. B. axial oder tangential. Ebenso kann die Art der Verschaltung des Kalzinators mit den Vorwärmerstufen bezüglich der Gas- und Materialströme unterschiedlich sein.

So ist bekannt, einen zweiflutigen, materialseitig überkreuz verschalteten Vorwärmer gleichmäßig mit den Abgasen eines Kalzinierreaktors zu beaufschlagen, während das Drehofenab— gas über eine separate Zyklonstufe geführt, danach aufgeteilt und beiden Vorwärmersträngen zugemischt wird. Das Material wird aus der vorletzten Zyklonstufe in die nur mit Drehofenabgas beaufschlagte letzte und von dort zum Reaktor geführt.

In der DE-OS 2931590 "besteht der Unterschied im wesentlichen darin, daß dort Reaktorabgas nur einer Vorwärmerflut aufgegeben wird und das aus dem Drehofen stammende Abgas nach Verlassen der letzten Zyklonstufe nicht zugemischt, sondern getrennt in einer anderen Vorwäriaerflut weiterbehandelt wird. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß beim Anfahren der Anlage der Reaktor und seine baiden Abscheider nicht vom Drehofenabgas berührt werden, also separat aufgeheizt werden müssen und daß die sehr lange Abgasleitung, die den Drehofen mit dem unteren Zyklon verbindet, hohe Investkosten hervorruft und Ursache von Störungen durch Ansätze ist.

Fach der DD 157 859 gelangt nicht nur die benötigte Verbrennungsluft in den Reaktor, sondern auch das gesamte Drehofenabgas. Dabei wird eine Aufteilung der Abgase vor^- genommen, indem ein Teil direkt axial von unten in den Reaktor einströmt, während der andere Teil zunächst über eine Umgehungsleitung geführt und weiter oben tangential zugemischt wird. Sine solche lösung vermeidet zwar die vorgenannten !Jachteile, erreicht aber andererseits ein geringeres Ge sasitwärme tau sehvermögen, weil eine Wärme— tausoh-Stufe, nämlich die nur mit Ofenabgas beaufschlagte Stufe, fehlt.

Fach einer vorgeschlagenen Lösung finden die Kalzination und teilweise die Abscheidung des Materials im Kalzinierreaktor gleichzeitig statt, indem das Gasgemisch des KaI-zinators, bestehend aus Kühlersekundärluft und Ofenabgas, im Bereich des Austrages in zwei Teilströme aufgeteilt wird. Dabei wird ein Teilstrom mit nahezu dem gesamten Material tangential und der andere nahezu staubfreie Teilstrom axial aus der Kalzinierstufe ausgetragen.

Der mit dem kalzinierten Material beaufschlagte Gasstrom wird, wie üblich, zu einem Zyklon geführt, aus dem das Material zum Drehofen und das Gas in eine Vorwärmerflut gelangen. Der materialfreie Gasanteil ist für/die zweite Vorwärmerflut vorgesehen, wobei der am Reaktor beginnende Verbindungskanal zusammen mit dem untersten Abscheider der zweiten Hut bereits als Wärmetauscherstufe genutzt werden. Auf diese Weise wird der spezifische Wärmeverbrauch

gesenkt, ohne daß ein zusätzlicher Zyklon notwendig ist. Der Nachteil der Lösung besteht darin, daß der in Materialrichtung vorletzte Zyklon der ersten PIut sein vorgewärmtes Material in das Steigrohr zu fördern hat, das axial iToer den Reaktor angeordnet ist« Dadurch ergibt sioh eine größere Bauhöhe, verbunden mit größeren Investitionsaufwendungen, Weiterhin müssen hohe Ansprüche an den Separationsgrad des Beaktors gestellt werden, d. tu die Trennung in materialbeladenen und staubfreien Abgasteil muß hoch sein, weil die Gasströme zu gleichen Teilen zu den beiden Pluten abgezogen werden,

üiin weiterer Vorschlag baut ebenfalls auf einem Separierendem Heaktor mit axialem Gas- und tangentialen Gas-Material-Abzug und Überkreuz-Yerschaltung der Materialströme auf, wobei beide Gasströme 3'eweils eine PIut durchströmen» Die Axialleitung wird mit Material der vorletzten Vorwärmerstufe der einen Plut beaufschlagt und mündet in den in Materialrichtung gesehen vorletzten Zyklon der anderen Plut· Das im Zyklon abgeschiedene Gut gelangt in die umgehungsleitung, die bei dieser Lösung als Wärmetauschstrecke fungiert und selbst in einem Zyklon mündet, der das mitgeführte Gut abscheidet und in den Eeaktor führt. nachteilig ist, daß zur Erreichung einer verbesserten Vorwärmung eine zusätzliche Zyklonstufe erforderlich ist, daß die Mischung der Gasströme in genauer Abstimmung erfolgen muß und daß der in Materialrichtung gesehen vorletzte Zyklon sein Material in die Axialleitung gibt, was zu einer hohen Bauweise und demzufolge hohen Investkosten führt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei zumindest partiell gleichzeitig stattfindender Ealzination und Abscheidung des Materials im Kalzinierreak^-tor, den thermischen Wirkungsgrad weiter zu verbessern und geringere Investitionsaufwendung bei verbesserten Wärmetauschverhältnissen des Kalzinier-Vorwärmer-Systems zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur thermischen Behandlung und Kalzination von feinkörnigem Gut zu entwickeln, die ein besseres Anfahrverhalten zeigt, im Bereich der Heaktorabscheider günstigere Abscheideverhältnisse bei geringeren Abmessungen der Abscheider schafft·

Srfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß aus dem Reaktor mindestens drei G-asströme austreten· Die mit kalziniertem Material beladenBB mindestens zwei tangential austretenden Gasströme gelangen zu den Eeaktorabsoheidern , wobei das Material abgeschieden und zum Ofeneinlauf und das Gas zu jeweils einer Vorwärmerflut geführt wird. Der axial austretende staubfreie Gasanteil wird mit vorgewärmten Material aus der in Materialrichtung, drittletzten Zyklonstufe beaufschlagt, in einem zu keiner von beiden Fluten gehörenden Zyklon entstaubt und das abgeschiedene. Material zur nächsten Stufe und schließlich zum Heaktor sowie das Abgas zu gleichen Teilen zu beiden Vorwärmerfluten geführt· Das Drehofenabgas wird auf bekannte Art und Weise in den Heaktor geführt und für die Kalzination genutzt·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispie— len näher erläutert. Hierbei zeigen

Pig«. 1 die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltung der Gas- und Materialströme

Fig· 2 die sehematische Darstellung einer anderen verfahrenstechnischen Lösung

Die gestrichelte Linie zeigt den Weg des Gutes, die durchgezogene den'des Gases. Gemäß Pig· 1 wird das im Kalzinierreaktor 10 durch Verbrennung von Brennstoff mit heißer Kühlerabluft, die über die Leitung 14 dem Heaktor zugeführt wird, entstehende und mit dem über die Leitung 15 von unten axial oder über die Leitung 12 tangential in den Heaktor 10 gelangenden Drehofengas vermischte Abgas am Heaktoraustritt in drei Teilströme aufgeteilt·

Zwei Teilströme werden tangential über die Zyklone 8 und 7 abgezogen -and führen das durch die Drallbewegung an der Seaktorwand geführte Material aus dem Reaktor heraus, während der andere Teilstrom nahezu material— frei den Reaktor axial über den Kanal 16 verläßt. Yon den beiden materialbeladenen, tangential den Reaktor verlassenden Gasströmen wird ein Teilstrom über den Zyklon 7, der das materialbeladene Gas von Gut trennt und weiter über die Zyklonvorwärmerstufen 5, 3, 1 geführt , während der andere Teilstrom des materialbeladenen Gases im Zyklon 8 vom Material getrennt wird und die Abgase über die Zyklonstufen 5, 4, 2 geführt wird. In den Steigrohren der einzelnen Vorwärmerstufen gibt das eine Gas seine Wärme an das mit ihm geführte Material ab und wärmt dieses auf. Der den Reaktor axial verlassende, nahezu materialfreie Gasstrom gelangt in den Zyklon 9, wird von da aus auf beide Fluten gleichmäßig verteilt. Die Gasleitung münden in die Steigrohre der Stufen 3 und 4. Das über die Materialaufgabe 13 in die Vorwärmerstufe 1 gelangende Aufgabegut passiert die Stufen 1, 2, 3? 4, 9, 5, 6 in der angegebenen Reihenfolge, nimmt auf diesem Wege durch Kontakt mit den heißen Gasen Wärme auf und gelangt über die laterialleitung der Stufe β in den Kalzinierreaktor 10, wird dort dekarbonisiert und mit dem den Reaktor 10 tangential verlassenden Gasstrom über die Zyklone 7 und 8 ausgetragen,» Das in Zyklonen 7 und 8 abgeschiedene Gut wird über die jeweilige Materialleitung dem Drehofen 11 zugeführt, wo es thermisch weiterbehandelt wird, Uach Figur 2 sind die Materialleitungen nur im unteren Bereich der Erfindung überkreuz verschaltet. Das über die Materialaufgabe 13 in die Stufe 1 eingetragene Gut passiert in der Reihenfolge 1,3,5,6 die einzelnen Vorwärmerstufen und gelangt danach in den Reaktor 10. Das über die Mäterialaufgabe 17 in die Stufe 2 eingetragene Gut gelangt über die Vorwärmerstufe 4 in die Vorwärmerstufe 9» Von dort aus wird es in die Umgebungsleitung 12 geführt und von dem aufsteigenden Ofenabgasstrom in den Reaktor 10 getragen. Beide in den Reaktor 10 geför-

derte Materialströme werden im Eeaktor teilweise oder völlig kalziniert und über die tangentialen Austragsleitungen in die Zyklone 7 und 8 geführt, von wo aus das Gut in die nächste Verfahrensstufe, beispielsweise einem Drehrohrofen 11, transportiert wird· Die Gasströme werden wie bei Pig· 1 geführt

t.

Diese erfindungsgemäße Lösung hat den Torteil, daß durch Aufteilung des tangentialen Abgasstromes die Abmessungen der Reaktorabscheider so klein gehalten werden, daß die thermische Effektivität dadurch verbessert wird, und die Gesamtbauhöhe dadurch wesentlich verringert werden kann, weil durch die Schaltung der Zyklone ein oberer Zyklon das, axial über dem Eeaktor befindliche Steigrohr beschickt. Dadurch und durch den Wegfall der gegenüber der getrenntflutigen Variante erforderlichen langen Abgasleitung verringern sich die Investkosten. Die thermische Effektivität wird dadurch verbessert, daß einerseits das hochtem— perierte Ofenabgas im Heaktor für die Kälzination und andererseits ein Teil des kälteren Reaktorabgases in einer zusätzlichen Wärmetauscherstufe genutzt wird, so daß die Gastemperatur dieses Teiles nach Verlassen der Stufe niedriger ist als wenn das Ofenabgas eine zusätzliche Wärmetauscherstufe durchlaufen hat.

Claims (4)

Erfindungsansprüche

1· Verfahren zur Wärmebehandlung und ZaIzination von mehlförmigem Material, insbesondere Zementrohmehl, mit wenigstens zwei von je einem Teilstrom des heißen Gases durchströmten Fluten, mit Zuführung von Ofenabgasen und vorgewärmter Kühlluft in die Kalzinierstufe und wechselseitiger Führung des Materials von einer Flut zur anderen, dabei Stufe um Stufe fortschreitend, gekennzeichnet dadurch, daß der die Kalzinierstufe 10 verlassende Abgasstrom in drei annähernd gleich große und regelbare Teilströme derart getrennt wird, daß zwei Teilströme mit nahezu dem gesamten Material beladen zur Abscheidung geführt werden, wobei das abgeschiedene und weitgehend entsäuerte Material zur Weiterbehandlung zur Sinterung und das jeweilige Abgas je einer Torwärmerflut zugeführt wird, der dritte, nahezu staubfreie Abgasteilstrom jedoch mit dem vorgewärmten Material aus der in Materialrichtung drittletzten Stufe beaufschlagt und nach Durchlaufen einer Wärmetauscherstufe zu gleichen Teilen den Abgasströmen der beiden Fluten zugemischt wird, wobei das vorher abgeschiedene Material zur letzten Wärmetauscherstufe vor dem Eeaktor der einen Flut und von da der letzten WärmetausOherstufe vor dem Reaktor der anderen Flut und von da zum Eeaktor geführt wird.

2. Verfahren nach !Punkt 1, gekennzei oh η et dadurch , daß das vorher abgeschiedene Material dem Kalzinator oder der ofenabgasführenden Umgehungsleitung des Reaktors zugeführt wird, während das abgeschiedene Material der letzten Wärmetauscherstufe vor dem Reaktor der einen Flut zur letzten Wärmetauscherstufe vor dem Reaktor der anderen Flut und von da ebenfalls zum Reaktor geführt wird.

3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 mit direkter Zuführung des Ofenabgases in den Reaktor und zwei von je einem Teilstrom beaufschlagten Wärmetauscherfluten, gekennzeichnet dadurch , daß die Abgasabführung des Reaktors (10) aus mindestens zwei tangential angeordneten Kanälen, die in Abscheiderzyklone (7, 8) münden, über denen sich je eine der beiden Torwärmerfluten befindet, und einem axial angeordneten Kanal (16) besteht, der mit Material aus dem drittletzten Zyklon (4) der einen Flut beaufschlagt wird und in einen Abscheider (9) mündet, der keiner der beiden Fluten zugeordnet ist, wobei die Abgasleitung dieses Abscheiders sich in Teilleitungen entsprechend der Anzahl der Wärmetauscherfluten aufspaltet, deren jede in einen über den Zyklonen (5> 6) jeder Flut angeordneten Steigkanäle mündet.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 2,gekennzeichnet dadurch, daß die Staubleitung vom Abscheider (9) in den Gaskanal (12), der zwischen Sinteraggregat und Kalzinator installiert ist, mündet·

- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -