DD237650A5

DD237650A5 - Anlage zum brennen von feinkoernigem gut, insbesondere zu zementklinker

Info

Publication number: DD237650A5
Application number: DD84267300A
Authority: DD
Inventors: Horst Herchenbach; Andris Abelitis
Original assignee: ��`��`��@��k��
Priority date: 1983-09-17
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1986-07-23
Also published as: JPS6087841A; DE3333718A1; GB8423463D0; GB2146748A; FR2552215A2; US4530661A; DK438484A; DK438484D0

Abstract

Bei einer Anlage zum Brennen von feinkoernigem Gut nach Patent AP 224 027 mit zumindest zwei getrennten, im wesentlichen parallelen Vorwaermerstraengen, von denen einer vom Abgasstrom der Klinkerzone durchstroemt und der andere mit einem Kalzinator ausgestattet und an eine Leitung fuer heisse Brennluft aus dem Kuehler angeschlossen und vom Reaktionsgasstrom des Kalzinators durchstroemt ist, und bei welcher im Bereich des an die Abgasleitung angeschlossenen Vorwaermerstranges eine Einrichtung zum Teilen des Gutstromes angeordnet ist, von dem aus eine erste Leitung in die Abgasleitung und eine zweite Leitung in das Brenn-Reaktions-Aggregat fuehrt, wird vorgeschlagen, dass in das im wesentlichen als senkrechter Reaktionsschacht (13) mit einer von dessen Oberteil nach unten abgekruemmten Rohrschleife (13) ausgebildete Reaktionsaggregat, in Gasrichtung gesehen, im Bereich des Ansatzes der Rohrschleife (13) eine von der Abgasleitung des Klinkeraggregates (2) fuehrende Leitung (16) einmuendet. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Brennen von feinkörnigem Gut, insbesondere zu Zementklinker.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bereits ein Verfahren zum Brennen von feinkörnigem Gut, insbesondere zu Zementklinker vorgesehen worden (AP 224027), wobei das Gut in einer Vorwärmzone in getrennten, im wesentlichen parallelen Gutströmen in getrennten Vorwärmersträngen thermisch vorbehandelt, sodann in einer Klinkerzone zu Klinker gebrannt und dieser in einer Kühlzone gekühlt wird, wobei einer der Vqrwärmerstränge vom Abgasstrom der Klinkerzone und der andere Vorwärmerstrang im wesentlichen vom Reaktionsgasstrom einer mit heißer Abluft der Kühlerzone, Brennstoff und Gut beschickten Kalzinierzone durchströmt wird, und wobei der im Abgasstrom der Klinkerzone vorgewärmte Gutstrom im Bereich der Vorwärmzone in zwei Teilströme unterteilt wird, von denen ein Teilstrom in Abgasstrom der Klinkerzone zu rückgeführt und der andere Teilstrom in die Kalzinierzone des parallelen Gutstromes eingeleitet wird, sowie eine entsprechend dem Oberbegriff des ersten Anspruchs zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestaltete Anlage.

Bei Verfahren und Anlagen der eingangs genannten Art werden Kühlerabluft und Ofenabgas in zwei getrennten Vorwärmerstränger verwertet, wobei zumeist in einem dieser Vorwärmerstränge den Zyklonwärmetauscherstufen in Richtung des Gutstromes ein Kalzinator nachgeschaltet ist, dem Verbrennungsluft vom Kühler, vorgewärmtes Rohmehl und Brennstoff zugeführt wird.

Der parallele, an die Abgasleitung des Klinkerofens angeschlossene Ofenstrang entspricht einem konventionellen beispielsweise vierstufigen Zyklonvorwärmer. Diesen unterschiedlich ausgebildeten Vorwärmersträngen wird Rohmehl etwa proportional zu den durchgesetzten Gasmengen zugeteilt, wobei zum Beispiel der Kalzinatorstrang etwa 60% und der Ofenstrang etwa 40% der Mehlmenge erhält.

Verfahren und Anlagen dieser Art werden nach dem Stand der Technik in den meisten Fällen so eingerichtet und betrieben, daß im Kalzinator die Mehlströme aus beiden Vorwärmersträngen zusammenfließen. Im Bereich des Mehleinlaufs wird dem Kalzinator Brennstoff in einer solchen Menge zugesetzt, daß eine etwa 80 bis 90%ige Entsäuerung erreicht wird. Abgas und entsäuertes Mehl werden in einer dem Kalzinator nachgeschalteten Trennstufe getrennt und das kalzinierte Gut in den Drehrohrofen-Einlauf geführt.

Als Vorteil dieser Bauart wurde die getrennte Gasführung angesehen, die es erlaubt, beide Vorwärmerstränge getrennt zu regeln und die Leistung in einem größeren Bereich zu verändern.

Als Schwierigkeit erwies sich hierbei jedoch, die Rate der Vorkalzinierung beider Stränge optimal aufeinander abzustimmen.

Diese Schwierigkeit entstand dadurch, daß in den mit Abgas der Klinkerreaktors beheizten Vorwärmerstrang bei Ausbildung eines StaubkreislaufsAnteilevonstaubförmigem Gut eingetragen werden, welches bereits vollständig entsäuert ist. Solche aus dem Vorwärmerstrang in die Kalzinierzone gelangenden Gutanteile besaßen somit einen höheren Entsäuerungsgrad als

Gutanteile aus dem Kalzinator. Zur Vermeidung eines Überbrennens mit dem Nachteil von Anbackungen in der Kalzinierzone konnte daher die Brennstoffzugabe in der Kalzinierzone nicht in der Höhe vorgenommen werden, wie diese zu einer möglichst weitgehenden Entsäuerung aller Gutanteile erforderlich gewesen wäre, welche in dem mit Kühlerluft beaufschlagten Vorwärmerstrang thermisch vorbehandelt wurden.

Diese Schwierigkeit wurde noch vergrößert bei Anlagen, die ursprünglich mit nur einem Vorwärmerstrang ausgelegt waren, und bei welchen durch Nachrüstung eines zweiten Vorwärmerstranges mit einer Kalziniereinrichtung die ursprünglich vorhandene Leistung wesentlich gesteigert werden sollte.

Mit der Patent AP 224027 wird eine technische Lehre aufgezeigt, um die genannten Schwierigkeiten beim Zementbrennen in einer originär oder nachträglich mit einer Zweistrang-Vorwärmanlage ausgestatteten Zementbrennanlage zu überwinden und insbesondere die Rate des Vorkalzinierung beider Stränge optimal aufeinander abzustimmen. Damit wurden Verfahren und Anlagen der eingangs genannten Art bereits so weit verbessert und ausgebildet, daß unter Vermeidung von Überbrennen und/oder Ansatzbildungen ein möglichst gleichmäßig einstellbarer Entsäuerungsgrad der in beiden parallelen Vorwärmersträngen thermisch vorbehandelten und vorkalzinierten Gutanteile vor deren Einführung in den Klinkerreaktor erzielt

Auch wird dabei sehr vorteilhaft erreicht, daß zur Anhebung des Entsäuerungsgrades im vom Abgasstrom des Klinkerreaktor durchströmten Vorwärmerstrang auf eine Brennstoffaufgabe verzichtet werden kann, wodurch die Gefahr einer CO-Emission im Abgas vermieden wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage nach Patent AP 224027 weiter zu verbessern und auszugestalten, um insbesondere durch Überwindung noch bestehender Schwierigkeiten und Grenzen eine weitgehend flexible Anpassung der Betriebsweise an unterschiedliches Entsäuerungsverhalten des Rohmehls je nach Feinheit und Agglomerationsgehalten zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Zielstellung dadurch erreicht, daß in das im wesentlichen als senkrechter Reaktionsschacht mit einer von dessen Überteil nach unten abgekrümmten Rohrschleife ausgebildete Reaktionsaggregat, in Gasrichtung gesehen, im Bereich des Ansatzes der Rohrschleife eine von der Abgasleitung des Klinkeraggregates führende Leitung einmündet.

Durch die Anordnung dieser Leitung ergibt sich einerseits mit Vorteil für den in dieser Leitung abgezweigten Suspensions-Teilstrom eine längere Verweilzeit der darin mitgeführten Mehlpartikel. Damit wird der Kalzinationsgrad dieses Feststoffanteils erhöht. Und andererseits wird der stromabwärts der Abzweigung des Rohres gelegene Abscheidezyklon entlastet und damit sowohl der Wirkungsgrad der Abscheidung verbessert, als auch das Temperaturgefälle beim nachgeschalteten Wärmetauscherzyklon geringfügig vergrößert.

Weiter wird eine Vergleichmäßigung der Gasströme in den beiden parallelen Vorwärmersträngen erreicht. Dadurch können gegebenenfalls die Abgasgebläse einander angeglichen und dadurch die Gestehungs- und Betriebsunterhaltungskosten gesenkt werden. Und schließlich ermöglicht die Verbindungsleitung durch die Möglichkeit einer Abgleichung der Gasmengenströme in beiden Vorwärmersträngen eine feinfühligere Anpassung des Brennprozesses an unterschiedliches Entsäuerungsverhalten des Rohmehls je nach Feinheit und Agglomerationsverhalten.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß in der Leitung ein Regelschieber angeordnet ist. Damit kann erforderlichenfalls eine Abgleichung der Leitungswiderstände vorgenommen werden.

Weiter ist vorgesehen, daß gegebenenfalls zusätzlich eine Verbindungsleitung zwischen dem Ofeneinlaufgehäuse und dem unteren Ende des Reaktionsschachtes angeordnet und mit einem Regelschieber ausgestattet ist. Im Falle sehr geringer Schadstoffkonzentrationen im Ofengas kann mit dieser Leitung ebenfalls eine vorteilhafte Abgleichung von Menge, Temperatur und Zusammensetzung der parallelen Gasströme vorgenommen werden.

Weiterhin ist zur Vermeidung thermischer Abgasverluste vorgesehen, daß der Vorwärmerstrang, in dem der Reaktionsschacht angeordnet ist, mit fünf in Reihe geschalteten Wärmetauscherzyklonen ausgebildet ist.

Mit Vorteil wird durch den fünften Wärmetauscherzyklon die Temperatur im Abgas so weit (um ca. 50 bis 60⁰C) gesenkt, daß die Abgastemperaturen der beiden Vorwärmerstränge annähernd gleich sind.

Und schließlich sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vor, daß in jedem der jeweils die beiden obersten Wärmetauscherzyklone verbindenden Rohrleitungsteile in Gasrichtung gesehen stromabwärts der Gutaufgabestellen Wassereindüsungen angeordnet sind. Mit diesen an sich bekannten Wassereindüsungen wird das Abgas für das nachgeschaltete Elektrofilter konditioniert.

Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert. Wie die Zeichnung zeigt, besteht die Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut aus zwei parallelen Schwebegaswärmetauschersträngen A und B. Der Wärmetauscherstrang A, der mit der Abgasleitung 1 eines als Klinkeraggregat dienenden Drehrohrofens 2 verbunden ist, weist vier Zyklonstufen 3,4, 5 und 6 auf. Dabei ist die oberste Zyklonstufe 3 als Doppelzyklonabscheider ausgebildet, dem ein Abgasgebläse 17 nachgeschaltet ist. Eine Einrichtung 7 dient zur Aufgabe von Rohmehl in die von der Zyklonstufe 4 in die Zyklonstufe 3 führende Gasleitung 8. ^v

Der Wärmetauscherstrang B weist die Zyklonstufen 9', 9,10,11 und 12 auf. Die oberste Zyklonstufe 9'ist ebenfalls als Doppelzyklonabscheider ausgebildet, dem ein Abgasgebläse 17' nachgeschaltet ist. Die Zufuhr des Rohmaterials erfolgt durch eine Gutaufgabeeinrichtung T in die von der Zyklonstufe 9 zur Zyklonstufe 9' führende Gasleitung 8'. Der untersten Zyklonstufe

12 istgasseitig ein Kalzinieraggregat vorgeschaltet und als senkrechter Reaktionsschacht 13 mit einer von dessen Oberteil nach unten abgekrümmten Rohrschleife 13' ausgebildet. Der Reaktionsschacht 13 ist an seinem — in Strömungsrichtung gesehen — Eingangsende 18 an die Tertiärluftleitung 15 angeschlossen, welche heiße, staubbeladene Kühlerabluft aus einem in der Zeichnung nicht dargestellten Klinkerkühler in die Reaktionsstrecke 13 einströmen läßt.

Zusätzlich kann eine Leitung 16 zur Verbindung mit der Abgasleitung 1 vom Drehrohrofen 2 vorgesehen sein. Diese ist zweckmäßig mit einem regelbaren Widerstand in Form eines Regelschiebers 30 ausgestattet. Damit kann insbesondere im Falle besonders niedrigen Schadstoffgehaltes Brenngas aus dem Drehrohrofen 2 in den unteren Teil des Reaktionsschachtes 13 übergeleitet, der Gashaushalt zwischen den beiden Vorwärmersträngen A und B ausgeglichen und die Temperatur des Reaktionsgases erhöht werden.

Im Falle höheren Schadstoffanteiles im Abgas des Drehrohrofens 2 dient fallweise die erfindungsgemäß vorgesehene Verbindungsleitung 16', und zwar zum Ausgleich der Gasmengenströme. Die Einmündung dieser Leitung 16' im Endbereich des Drehrohrofens 2 ist bei höherem Schadstoffgehalt im Ofengas des Drehrohrofens deshalb vorteilhaft, weil in diesem Bereich eine negative Beeinflussung der Entsäuerungs-Reaktion durch die Schadstoffe sich nicht mehr auswirken kann. Die Leitung 16'zweigt aus der Abgasleitung 1 zwischen dem Drehrohrofen 2 und dem untersten Wärmetauscherzyklon 6 des Vorwärmerstranges A oberhalb der Einmündung der Mehlzuführungsleitung 21 ab. Auch in dieser Leitung ist zum Ausgleich des Leitungswiderstandes und Einstellung vorbestimmter Gasmengenströme ein Regelschieber 30' vorgesehen. In den unteren Bereich 18 des Reaktionsschachtes 13 mündet eine aus der Abscheiderzyklonstufe 11 führende Gutleitung 14 ein. Unmittelbar im Bereich dieser Einmündung ist eine Einrichtung 19 zur Aufgabe von Brennstoff vorgesehen. Unterhalb der vorletzten Zyklonabscheiderstufe 5 des Wärmetauscherstranges A ist eine Materialweiche 20 angeordnet, aus welcher zwei Gutleitungen 21 und 22 abzweigen. Diese nehmen die von der Materialweiche 20 jeweils in Teilströme aufgeteilten Gutanteile auf. Die Gutleitung 21 führt einen derTeilströme von der Materialweiche 20 in die Abgasleitung 1 ein, worin das eingetragene Gut in bekannter Weise vom Abgas des Drehrohrofens zu einer Flugstaubwolke aufgelockert und im direkten Wärmeaustausch mit dem Gas vorkalziniert und in der untersten Zyklonabscheiderstufe 6 aus dem Gasstrom wieder abgetrennt und mit der Gutleitung 23 in die Einlaufkammer 24 des Drehrohrofens 2 eingetragen wird. Die ebenfalls aus der Materialweiche 20 abgezweigte Gutleitung 22 mündet dagegen in den unteren Bereich 18 der Reaktionsstrecke des Drehrohrofens 2 ein, und zwar vorzugsweise gegenüber der Einmündungsstelle der Gutleitung 14. Die mit den Leitungen 22 und 14 in die Reaktionsstrecke des Drehrohrofens 2 eingetragenen Gutanteile werden im aufsteigenden, überwiegend Tertiärluft führenden Gasstrom zusammen mit Brennstoff aus der Brennstoffaufgabeeinrichtung 19 verwirbelt und in Suspension mit Brennstoff und Gas zur Reaktion gebracht. Bei Temperaturen im Bereich von ca. 900°C wird dabei die freigesetzte Wärme in Entsäuerungsarbeit umgesetzt. Nach Maßgabe der zugesetzten Brennstoffmenge, der Guteinlauftemperatur, der Verweilzeit und des CO2-Partialdruckes wird dabei ein vorgesehener Entsäuerungsgrad, beispielsweise in einer Reaktionszeit von annähernd 2 bis 4 Sekunden erreicht. In jedem der die beiden obersten Wärmetauscherzyklone 3 und 4 des Vorwärmerstranges A, bzw. 9 und 9' des Vorwärmerstranges B verbindenden Rohrleitungsteile 8 bzw. 8' ist in Gasrichtung gesehen stromabwärts der Gutaufgabestellen 7,7' oder in gleicher Höhe je eine Einrichtung 31,31'zurWassereindüsung angeordnet.

Durch diese wird erforderlichenfalls die Abgastemperatur erniedrigt und das Gas zur besseren Abscheidung im nicht dargestellten, nachgeschalteten Elektrofilter konditioniert. Mit 25 und 26 sind zwei Brennstoffzuführungsstellen, mit 27 eine Gutleitung und mit 28 und 29 zwei Temperaturmeßanordnungen bezeichnet.

Bezüglich der Funktion der Brennanlage wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des Patents AP 224027 verwiesen.

Durch die vorliegende weitere Ausgestaltung und Verbesserung, insbesondere in regelungstechnischer Hinsicht, wird eine flexiblere Anpassung der Anlagenparameter an unterschiedliche Rohmehlqualitäten, wie zum Beispiel dessen Agglomerationsund Kalzinierungsverhalten erreicht und damit eine optimale Anlagen-Betriebsweise ermöglicht. Zugleich erbringt die Anordnung der Verbindungsleitung 16'eine bessere Steuerbarkeit der von den parallelen Vorwärmersträngen A und B durchgesetzten Gasströme hinsichtlich Menge, Temperatur und Zusammensetzung. Hierdurch wird eine Angleichung der Leistung der Abgasgebläse 17 und 17' bewirkt, mit dem Vorteil, daß diese gegebenenfalls gleichartig ausgeführt werden können. Dadurch ergibt sich eine weitere Senkung der Kosten für Investitionen und Ersatzteilbevorratung. Durch die längere Verweilzeit des abgezweigten Suspensions-Teilstromes in der Verbindungsleitung 16'wird zudem für den darin geförderten Feststoffanteil mit Vorteil ein höherer Kalzinierungsgrad erreicht und die Zyklonstufe 6 des Wärmetauscherstranges A zumindest teilweise entlastet.

Claims

Patentansprüche:

1. Anlage zum Brennen von feinkörnigem Gut, insbesondere zu Zementklinker, mit zumindest zwei getrennten, im wesentlichen parallelen Vorwärmersträngen, von denen der eine an die Abgasleitung eines Klinkeraggregates angeschlossen und vom den Abgasstrom der Klinkerzone durchströmt und der andere mit einem Reaktionsaggregat zur Kalzination von erwärmtem Gut ausgestattet und an eine Leitung für heiße Brennluft aus einem Kühler-Aggregat angeschlossen und im wesentlichen vom Reaktionsgasstrom der mit heißer Brennluft, Brennstoff und Gut beschickten Kalzinierzone durchströmt ist, und bei welcher im Bereich des an die Abgasleitung angeschlossenen Vorwärmerstranges eine Einrichtung zum Teilen des Gutstromes angeordnet ist, von dem aus eine erste Leitung in die Abgasleitung und eine zweite Leitung in das Reaktionsaggregat führt, gekennzeichnet dadurch, daß in das im wesentlichen als senkrechter Reaktionsschacht (13) mit einer von dessen Oberteil nach unten abgekrümmten Rohrschleife (13') ausgebildete Reaktionsaggregat, in Gasrichtung gesehen, im Bereich des Ansatzes der Rohrschleife (13') eine von der Abgasleitung (1)des Klinkeraggregates (2) führende Leitung (16') einmündet.

2. Anlagenach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Leitung (16') aus der Abgasleitung (1) zwischen dem Klinkeraggregat (2) und dem untersten Wärmetauscherzyklon (6) des Vorwärmerstranges (A) oberhalb der Einmündung der Mehlzuführungsleitung (21) abgezweigt ist.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß in der Leitung (16') ein Regelschieber (30') angeordnet ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß gegebenenfalls zusätzlich zur Leitung (16') eine Verbindungsleitung (16) zwischen dem Ofeneinlaufgehäuse (24) und dem unteren Ende (18) des Reaktionsschachtes (13) angeordnet und mit einem Regelschieber (30) ausgestattet ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der an den Reaktionsschacht (13) angeschlossene Vorwärmerstrang (B) mit fünf in Reihe geschalteten Wärmetauscherzyklonen (9', 9,10,11,12) ausgebildet ist.

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß in jedem der die beiden obersten Wärmetauscherzyklone (3,4,9,9') der Vorwärmerstränge (A) und (B) verbindenden Rohrleitungsteile (8,8') in Gasrichtung gesehen stromabwärts der Gutaufgabestellen (7,7') je eine Einrichtung zur Wassereindüsung (31,31') angeordnet ist.-