DD258798A1

DD258798A1 - Verfahren und vorrichtung zur thermischen aufbereitung alkalihaltiger staeube

Info

Publication number: DD258798A1
Application number: DD87300951A
Authority: DD
Inventors: Waldemar Danowski; Joerg Mueller; Wolfgang Traut
Original assignee: Dessau Zementanlagenbau Veb
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1988-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehoerige Vorrichtung zur thermischen Behandlung alkalihaltiger Staeube, insbesondere der Bypass-Staeube aus Brennanlagen zur Herstellung von Portlandzementklinker. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass das staubhaltige alkalireiche Bypassgas nach dem Abzug aus dem Einlaufbereich eines Drehofens in einem oder mehreren Zyklonabscheidern des Bypass-Systems in alkalireicheres feinstaubhaltiges Gas und alkaliaermeren Grobstaub zerlegt wird und aus dem alkaliaermeren Grobstaub in einem Bypassreaktor die fluechtigen Alkaliverbindungen ausgetrieben werden, waehrend das feinstaubhaltige Gas nach ueblicher Kuehlung in eine elektrische Gasreinigung gelangt. Das den Reaktor verlassende Brenngut mit alkaliangereichertem Gas wird anschliessend in einem oder mehreren Zyklonen aufgetrennt, wobei der alkaliarme Grobstaub in den Drehrohrofen zurueckgefuehrt und das feinstaub- und alkalihaltige Gas nach Kuehlung ebenfalls der elektrischen Gasreinigung zugefuehrt wird. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur thermischen Aufbereitung alkalihaltiger Stäube, insbesondere der Bypass-Stäube aus Brennanlagen zur Herstellung von PortlandzementkUnker.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Brennanlagen zur Herstellung von Portlandzementklinker mit Rohmehlvorwärmem,.mit/ohne Kalzinatoren und mit Drehrohöfen werden am Übergang des Drehofens zum Kalzinator/Vorwärmer häufig mit einem Teilgasabzug (Bypass) versehen, um das Niveau der inneren Alkalikreisläufe zu senken, bzw. den Alkaligehalt des Klinkers zu reduzieren. Dabei treten zwangsläufig Verluste an Brenngut und Wärme auf. Nach DD-WP 237160 wird ein Weg zur Staubreduzierung beschriften, nach dem der abgezogene Staub im Bypass bei einer zusätzlichen Wärmebehandlung seine bereits kondensierten Alkaliverbindungen erneut in die Gasphase abgibt und so in gesäuberter Form wieder in den Brennprozeß zurückgeführt wird. Dabei werden der Anteil fühlbare Wärme und der Anteil Reaktionswärme dem Gesamtprozeß wieder zugeführt. Der reduzierte'Feinstaubanteil ist in der Konzentration der Alkaliverbindungen deutlich erhöht und zeigt somit erhöhte Gebrauchswerteigenschaften für eine Verwertung z. B. als Kalidünger.

Ziel der Erfindung .

Ziel der Erfindung ist es, bei einer Zementbrennanlage mit Bypassbetrieb die Wärme- und Materialverluste bei gleichzeitiger Herstellung eines alkaliarmen Zementklinkers zu reduzieren und die Gesamteffektivität der Anlage zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zu entwickeln, mit der ein großer Teil der flüchtigen Alkaliverbindungen aus dem System ausgetragen wird und mit derein großer Teil des von Alkalien befreiten Materials bei hoher Wärmerückgewinnung dem Zementherstellungsprozeß wieder zugeführt wird. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß staubhaltiges alkalireiches Bypassgas nach dem Abzug aus dem Einlaufbereich eines Drehofens in einem oder mehreren Zyklonabscheidern des Bypass-Systems in Grobstaub und feinstaubhaltiges Gas getrennt wird, wobei aus dem Grobstaub in einem beheizten Reaktor des Bypass-Systems bei Temperaturen von 1100 bis 1 400⁰C, vorzugsweise 1 200 bis 1 300⁰C, die flüchtigen Alkaliverbindungen ausgetrieben werden, während das feinstaubhaltige Gas nach üblicher Kühlung in eine elektrische Gasreinigung (EGR) gelangt. Das den Reaktor verlassende Brenngut mit alkaliangereichertem Gas wird anschließend in einem oder mehreren weiteren Zyklonen aufgetrennt, wobei der alkaliarme Grobstaub in den Drehofen zurückgeführt und das feinstaub- und alkal.ihaltige Gas nach Kühlung auf Temperaturen von 400 bis 500⁰C ebenfalls der elektrischen Gasreinigung zugeführt wird.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der Feinstaub aus der Trennstufe vor dem Reaktpr nach Abscheidung in einer separaten Kammer der elektrischen Gasreinigung dem Steigrohr eines Zyklons vor dem Reaktor erneut aufgegeben werden, wobei die gröbsten Bestandteile dieses Feinstaubes erneut in den Reaktor gelangen und ihre flüchtigen Alkaliverbindungen an die Gasphase abgeben. Durch diesen zusätzlichen Kreislauf erfolgt eine besonders intensive Material- und Wärmerückgewinnung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: ein Schema der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2: eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung u

Fig.3: eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Am Einlaufbereich des Drehofens 1 in der Fig. 1 ist eine Steigleitung 2 für das alkali- und staubhaltige Drehofenabgas angeordnet, die in den Zyklonabscheider 3 mündet. Der Zyklonabscheider 3 ist über tiine Gasleitung mit einem zweiten Zyklonabscheider 5 verbunden. Die Materialleitungen 7 und 8 der Zyklonabscheider 3 und 5 münden in einen mit Klinkerkühlerabluft versorgten, nach dem Prinzip des Wirbelschicht- oder des Durchlaufreaktors arbeitenden Bypass-Reaktor 9. Die Klinkerkühlerabluft wird dem Bypass-Reaktor 9 über die Gasleitung 20 zugeführt. Dem Bypass-Reaktor 9 sind zur Entstaubung der heißen Abgase die Zyklonabscheider 11 und 13 nachgeschaltet. Die Materialleitungen 14 und 15 der Zyklonabscheider 11 und 13 sowie die Materialaustragsleitung'10 des Bypass-Reaktors 9 münden in eine gemeinsame. Materialleitung 4, die mit dem Einlauf des Drehrohrofens 1 verbunden ist.

Das Zyklonabscheider 13 ist über eine Gasleitung 19, in die eine Kühlluftzuführungsleitung 12 mündet, mit einem Kühler 16, vorzugsweise mit einem Wasserkühler, verbunden. Die Gasleitung des Kühlers 16 mündet in die Gasleitung 6 des Zykionabscheiders 5, in die ebenfalls eine Kühlluftzuführungsleitung 12 mündet und die mit einer elektrischen Gasreinigung 17 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:

Das über die Steigleitung 2 abgezogene alkali- und staubhaltige Drehofenabgas wird in den Zyklonabscheidern 3 und 5 vom grobkörnigen Material getrennt. Über die Materialleitungen 7 und 8 wird das grobkörnige Material dem Bypass-Reaktor 9 zugeführt, in dem es auf Temperaturen von 1100 bis 1400⁰C, vorzugsweise auf 1 200 bis 1300⁰C, erhitzt wird. Dabei verdampfen die am grobkörnigen Material kondensierten flüchtigen Alkaliverbindungen.

Ein Teil des alkaliarmen Materials wird über die Materialaustragsleitung 10 des Bypass-Reaktors 9 und über die Materialleitung 4 dem Einlaufbereich des Drehrohofens 1 zugeführt. Der andere Teil des Materials verläßt mit dem Abgasstrom den Bypass-Reaktor 9 und wird in den Zyklonabscheidern 11 und 13 vom Gasstrom getrennt. Das dort abgeschiedene, ebenfalls alkaliarme Material gelangt über die Materialleitung 14 und 15 sowie über die Materialleitung 4 in den Drehrohrofen 1. Das alkalireiche Abgas mit dem Feinstaub wird in der Gasleitung 19 durch Zuführung von Kaltluft über die Kühlluftzuführung 12 abgeschreckt, bevor es in dem Kühler 16 weiter abgekühlt wird. Das gekühlte Abgas mit dem Feinstaub wird dem ebenfalls alkalihaltigen mit Feinstaub beladenen Gasstrom des Zyklonabscheiders 5 zugeführt und auf Temperaturen von 400 bis 500°C gekühlt, bevor eader elektrischen Gasreinigung zugeführt wird. Dort erfolgt eine Trennung des Staubes vom Gas. Durch die Abkühlung des Gases kondensieren die flüchtigen Alkaliverbindungen an dem Feinstaub. In der elektrischen Gasreinigung erhält man somit einen K₂O-reichen Staub, der als Kalidünger verwendet werden kann.

Eine Variante der Erfindung sieht gemäß Fig. 2, eine Rückführung eines Teils des alkalihaltigen Materials von der elektrischen Gasreinigung 17 über die Staubrückführleitung 18 in die Steigleitung 2 und/oder in die Steigleitung zwischen den Zyklonabscheidern 3 und 5, vor. Das hat zur Folge, daß dieses Material wieder der Entfernung der alkalihaltigen Bestandteile unterworfen wird, wodurch die dem Zementklinkerherstellungsprozeß entnommenen Materialanteile weiter verringert werden können und somit die Verluste weiter gesenkt werden können.

Gemäß Fig.3 wird das im Zyklonabscheider 11 abgeschiedene Material über die Materialleitung 14 zur erneuten Abreinigung von Alkalien dem Bypass-Raktor wieder zugeführt. Dieser zusätzliche Kreislauf ist mit und ohne Staubrückführung aus der elektrischen Gasreinigung 17 gemäß der Fig.2 möglich.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei derTeilgasabsaugung die Staubverluste und die Wärmeverluste weiter verringert werden, wodurch die Effektivität des Zementklinkerherstellungsprozesses bei der Herstellung eins alkaliarmen Zementes verbessert wird. Außerdem weist der bei der elektrischen Gasreinigung anfallende Staub auf Grund der geringen Staubverluste einen hohen Gehalt an Alkalien auf, der vorteilhafterweise als Kalidünger verwendet werden kann.

Claims

1. Verfahren zur thermischen Aufbereitung alkalihaltiger Stäube, insbesondere von Bypass-Stäuben
aus Brennanlagen zur Herstellung von Zementklinker mit Vorwärmung, Kalzinierung.und Sinterung
des Materials, bei dem eine Trennung des alkali- und staubhaltigen Gases des Teilgasabzuges vom
Grobmaterial erfolgt, gekennzeichnet, daß das abgeschiedene grobkörnige Material in einem mit
Klinkerkühlerabluft betriebenen, nach dem Prinzip des Wirbelschicht- oder des Durchlaufreaktors ! arbeitenden Bypass-Staub-Reaktor auf Temperaturen von 1100 bis 1400⁰C, vorzugsweise 1 200 bis j 1 300°C, erhitzt wird, die kondensierten Alkalichloride und -sulfate verdampft werden und das
alkaliarme Material nach ein- oder mehrfacher Trennung vom Gasstrom dem Klinkerbrennprozeß
wieder zugeführt wird, während das alkalireiche und feinstaubhaltige Abgas aus der Gas- | Materialtrennung des Teilgasabzuges und des Bypass-Staub-Reaktors auf Temperaturen von 400 j bis 500⁰C gekühlt und anschließend entstaubt wird. I

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet, daß die gröbsten Bestandteile des Feinstaubes nach

der Kühlung und Entstaubung dem Teilgasabzug wieder zugeführt werden. !

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet, daß ein Teil des Materials aus dem Bypass- < Staub-Reäktor nach Trennung vom Gasstrom dem Bypass-Staub-Reaktor wieder zugeführt wird. j

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet, daß der ; Steigleitung (2) des Teilgasabzuges vom Einlaufbereich des Drehrohofens (1) mehrere, | vorzugsweise zwei Zyklonabscheider (3) und (5) nachgeschaltet sind, deren Materialleitungen (7) j und (8) mit einem vorzugsweise als Wirbelschichtreaktor ausgebildeten Bypass-Reaktor (9) j verbunden sind, wobei der Bypass-Reaktor (9) über eine Gasleitung (20) mit der j Klinkerkühlerabluftleitung verbunden ist, und daß dem Bypass-Reaktor (9) mehrere, vorzugsweise | zwei Zyklonabscheider (11) und (13) nachgeschaltet sind, deren Materialleitungen (14) und (15)

sowie die Materialaustragsleitung (10) des Bypass-Reaktors (9) in eine gemeinsame
Material leitung (4) münden, die mit dem Einlauf des Drehrohofens (1) verbunden ist, und daß in die j

Gasleitung (19) des Zyklonabscheiders (13) eine Kaltluftzuführung (12) mündet, bevor sie mit einem j Kühler (16), vorzugsweise einem Wasserkühler, verbunden ist, wobei die Gasleitung des Kühlers j

(16) in die zwischen dem Zyklonabscheider (5) und einer elektrischen Gasreinigung (17) j

angeordneten Gasleitung (6) mündet, und daß in die Gasleitung (6) ebenfalls eine Kühlluftzuführung
(12) mündet.'

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet, daß eine Staubrückführleitung (18) von der
elektrischen Gasreinigung (17) in die Steigleitung (2) und/oder in die Steigleitung zwischen den
Zyklonabscheidern (3) und (5) mündet. ~

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet, daß die Materialleitung (14) des
Zyklonabscheiders (11) in den Bypass-Reaktor (9) mündet.