DE2022557B2 - Vorrichtung zum brennen und sintern von staubfoermigem gut in freiem fall - Google Patents
Vorrichtung zum brennen und sintern von staubfoermigem gut in freiem fallInfo
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- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/005—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces wherein no smelting of the charge occurs, e.g. calcining or sintering furnaces
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Description
Bei der Herstellung von Zement ist man in neuerer Zeit bekanntlich vom sogenannten Naß- zum Trokkenverfahren
übergegangen. Bei diesem Verfahren wird das zur Verarbeitung kommende Rohmehl zunächst
einem Vorwärmer zugeführt, in dem es mit den beispielsweise im Gegenstrom zugeführten Abgasen
aus dem Brennofen vorgewärmt und teilweise kalziniert wird. Das Brennen des vorgewärmten Rohmehls
erfolgt in einem nachgeschalteten Drehrohrofen.
Zur Herstellung von Zement nach dem Trockenverfahren sind somit zwei verschiedene Einrichtungen
von erheblicher Größe erforderlich, von denen der Drehrohrofen mechanisch bewegte Teile besitzt und
daher störanfällig ist. Zum Antrieb des Drehrohrofens benötigt man darüber hinaus Energie.
Die Erfindung bezweckt, die Herstellung von Zement nach dem Trockenverfahren zu vereinfachen
und ohne mechanisch bewegte Teile auszukommen. Sie geht dazu aus von einer Vorrichtung zum Brennen
und Sintern von in Luft feinverteiltem staubförmigem Gut in freiem Fall.
Derartige Vorrichtungen sind als Schachtofen, bei denen das Brenngut durch die Flammen in der Brennzone
senkrecht hindurchfällt, bekannt, haben jedoch den Erwartungen nicht entsprochen, weil der Weg,
den das Brenngut hierbei macht, zu klein und die Zeit daher zu kurz ist, um zu einer Auslösung der durch
das Brennen angestrebten chemischen Reaktionen, insbesondere zu einer ausreichenden Sinterung des
Brenngutes zu führen.
Diese Nachteile werden durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung beseitigt, die durch die Kombination
der folgenden — einzeln an sich bekannten — Merkmale gekennzeichnet ist:
a) einen schachtförmigen Gegenstromvorwärmer mit einem sich nach unten verjüngenden, langgestreckten
Austragsteil,
b) einen daran zentrisch anschließenden, gegenüber dem Austragsteil erweiterten Flammenraum, an
dessen nach unten verjüngtem Ende eine oder mehrere mit Brenndüsen versehene Brennzone(n)
angeordnet sind, und
c) einer, an die Brennzone(n) anschließenden vertikalen
Kühlschacht, in den die Kühlluft von unten her eingeführt wird.
Die Vorrichtung mit der geschilderten Merkmalkombination ermöglicht ein leistungsfähiges und gut
regulierbares Brennen von Zement od. dgl. im Trok-
kenverfahren ohne Drehrohrofen. Die Zementherstellung kann damit also in einer einzigen Einrichtung
durchgeführt werden. Daraus ergibt sich nicht nur eine wesentliche Verringerung des Raumbedarfs und
ein Fortfall von Energiekosten, sondern darüber hinaus auch eine Einsparung an Wärme, die bei den bekannten
Verfahren als Λ erlustwärme verlorengeht.
In Weiterbildung der Erfindung sind in der bzw. in jeder zylindrischen Brennzone in einer oder mehreren
Ebenen jeweils mindestens drei über den Umfang ver-
teilte, tangential angeordnete Brenndüsen vorgesehen. Infolge dieser Anordnung der Brenndüsen bilden die
sich aus ihnen bildenden Rammen einen Flammenring, durch den das zu sinternde Brenngut in den anschließenden
Kühlschacht fällt. An den letzteren kann sich ein Klinkerkühler bekannter Bauart anschließen.
In der Zeichnung ist ais Ausführungsbeispiel der Erfindung ein zum Brennen von Zementrohmehl dienender
schachtförmiger Ofen schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Schacht,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-III,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-III,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV,
F i g. 5 einen senkrechten Schnitt durch einen zum Brennen von Zementrohmehl dienenden Schacht mit
einem vorgeschalteten, mehrstufig ausgebildeten Gegenstromvorwärmer bekannter Bauart.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung wird das Rohmehl von oben einem Schacht 1 aufgegeben, der als Gegenstromvorwärmer dient, und tritt in aufgelöster Form in den Flammenraum 2 ein, der zugleich Kalzinier- und Brennraum ist. Der Schacht 1 des Vorwärmers verjüngt sich nach unten zu einem Austrag 3, durch dessen langgestreckte Form erreicht werden soll, daß das vorgewärmte Rohmehl nicht pulsierend, sondern kontinuierlich in den Flammenraum 2 eintritt.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung wird das Rohmehl von oben einem Schacht 1 aufgegeben, der als Gegenstromvorwärmer dient, und tritt in aufgelöster Form in den Flammenraum 2 ein, der zugleich Kalzinier- und Brennraum ist. Der Schacht 1 des Vorwärmers verjüngt sich nach unten zu einem Austrag 3, durch dessen langgestreckte Form erreicht werden soll, daß das vorgewärmte Rohmehl nicht pulsierend, sondern kontinuierlich in den Flammenraum 2 eintritt.
Die Teile des Rohmehls, die infolge genügender Aufheizung erweichen und damit kleinste Zusammenbackungen
bilden, sinken im Flammenraum 2 ab und gelangen in die eigentliche Brennzone 4, in der das
Brenngut die zum Brennen erforderliche Temperatur
erhält und dabei in Form kleiner Kügelchen (Perlen)
zusammensintert. Die Brennzone 4, ein polygonaler oder kreisförmiger Feuerraum, ist in ihren Abmessungen
so ausgerichtet, daß das Brenngut beim Durchlaufen voll durchgesintert wird. Hierbei wirkt sich die höhere
Fallgeschwindigkeit der durchgesinterten Kügelchen gegenüber der des noch nicht gesinterten kalzinierten
Rohmehls regulierend aus. Die Brennzone 4 wird durch drei Brennkreise 5 mit je fünf Brenndüsen
6 gebildet, die mit öl, Gas, Kohlenstaub oder einer Kombination dieser Brennstoffe beschickt werden.
Das gebrannte Gut fällt durch einen Kühlschacht 7 direkt in den Klinkerkühler 8. Für den Abtransport des Klinkers können Gummitransportbänder
21 (vgl. F i g. 5) an Stelle der bisher üblichen Becherzellenbänder
oder Becherwerke vorgesehen werden, da der perlförmige Klinker keine glühenden Nester
enthält.
Die zum Transport und Zerstäuben des Brennstoffs erforderliche Primärluft wird den einzelnen Brenndüsen
6 in bekannter Form zugeführt. Auch sie kann hier schon in vorgewärmtem Zustand, nämlich aus
dem Ausgangsteil des Klinkerkühlers 8, unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Zyklons zur
Entstaubung, entnommen werden. Dabei wirkt sich günstig aus, daß bei dem hier beschriebenen Verfahren
der Staubanfall im Kühler 8 erheblich geunger ist als bei den bekannten Verfahren.
Die heiße Sekundärluft wird aus dem Kühler 8 entnommen. Ein Teilstrom wird über die Leitung 9 im
Bereich der Brennzone 4 durch fünf tangential angeordnete Luftzuführungsdüsen zugeführt, ein weiterer
Teilstrom wird dem Flammenraum 2 über die Leitung 10 ebenfalls durch acht tangential angeordnete
Luftzuführungsdüsen zugeführt. Die restliche Sekundärluft strömt durch den Kühlschacht 7, die Brennzone
4 und den Flammenraum 2 dem Brenngut entgegen. Die einzelnen Teilströme der Sekundärluft werden
in der Menge durch Schieber 11 oder Klappen 12 geregelt.
Durch den Abgasventilator 13 (vgl. F i g. 5), wird die gesamte Abgasrnenge durch den Gegenstromvorwärmer
1 hindurch aus dem Flammenraum 2 abgesaugt. Die Gesamtpressung des Abgasventilators ist so ausgelegt,
daß im Flammenraum 2 ein größerer Unterdruck herrscht als in den Zuführungsleitungen 9 und
10 für die Sekundärluft. Hierdurch wird erreicht, daß die tangential in der Brennzone 4 und im Flammenraum
2 einströmende Sekundärluft an den Wandungen der Brennzone 4 und des Flammenraumes 2 einen
Luftschleier bildet, der Anbackungen an diesen mit feuerfestem Material 14 ausgekleideten Wandungen
verhindert.
Mit Ausnahme des geringen, durch den Kühlschacht 7 senkrecht nach oben aufsteigenden Teilstromes
bewegt sich die gesamte übrige Sekundärluft spiral- und schraubenförmig von der Wandung der
Brennzone 4 und des Flammenraumes 2 zur unteren Austrittsdüse 15 des Vorwärmers 1.
Der vom Kühlschacht 7 aufsteigende schwache Luftstrom bewirkt einmal eine gute Durchwirbelung
der Rohmehlwolke im Flammenraum 2 und verhindert zum anderen ein zu schnelles Hindurchschießen
des Rohmehls durch die Brennzone 4.
Die in der Brennzone 4 tangential und gleichzeitig etwas nach oben gerichtete starke Sekundärlufteinströmung
verhindert auch, daß Brenngut zwischen Wandung und Flammenring 5 eindringt und dort
schädliche Anbackungen bildet
Der Flammenraum 2 erweitert sich oberhalb der Brennzonc 4 konisch in Richtung zur letzten Düse 15
des Vorwärmers hin derart, daß bei Berücksichtigung der Temperaturzunahme und des bei der Kalzinatiou
entstehenden CO2 eine konstante Vertikal-Strömungsgeschwindigkeit
erreicht wird.
Der untere Teil der Düse 15 des Vorwärmers 1 ist ebenfalls mit. feuerfestem Material ummantelt. Um
diesen Teil erforderlichenfalls kühlen zu können, ist eine entsprechendeKühlluftleitung 16 mit acht ebenfalls
tangential angeordneten Lufteinblasdüsen 16' vorgesehen. Diese Kühlluft kann ebenfalls dem Kühler
8 über einen Staubabscheider 18 und ein Gebläse 19 entnommen werden, während eventuell überschüssige
Kühlerabluft durch den Kamin 20 abgeführt wird. Die gesamte Sekundärluft wird mittels des weiteren
Gebläses 17 über den Kühler 8 zugeführt.
Infolge des kürzeren Brenngutweges bietet das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung besonders
günstige Bedingungen für eine Automation der Anlage.
Der Brand des Klinkers läßt sich einmal durch die zugeführte Brennstoffmenge, zum anderen durch die
Regelung der Sekundärluftströme beeinflussen.
Der durch die Brennzone 4 senkrecht nach oben strömende Anteil ist so zu regeln, daß zwar ungebranntes
Rohmehl in den Flammenraum 2 zurückgerissen und erneut verwirbelt wird, jedoch zusammengesinterte
Klinkerperlen der gewünschten Größe und mit entsprechendem Gewicht in den Kühlschacht 7
durchfallen.
Im Anfahrzustand oder bei Betriebsstörungen kann auch ungebranntes Rohmehl die gesamte Anlage
durchfallen und in den Kühler 8 gelangen. Dieses Material wird durch den Rost des Kühlers 8 ausgetragen
und kann dem Vorwärmer 1 wieder aufgegeben werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Brennen und Sintern von in Luft feinverteiltem staubförmigem Gut in freiem
Fall, vorzugsweise von Zementrohmehl, g ekennzeichnet durch
a) einen schachtförmigen Gegenstromvorwärmer (1) mit einem sich nach unten verjüngenden,
langgestreckten Austragsteil (3),
b) einen daran zentrisch anschließenden, gegenüber dem Austragste-il (3) erweiterten
Fiammenraum (2), an dessen nach unten verjüngtem Ende eine oder mehrere mit Brenndüsen (6) versehene Brennzone(n)
(4) angeordnet sind, und
c) einen an die Brennzone(n) (4) anschließenden vertikalen Kühlschacht (7), in den die
Kühlluft von unten her eingeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der bzw. in jeder zylindrischen
Brennzone (4) in einer oder mehreren Ebenen jeweils mindestens drei über den Umfang
verteilte, tangential angeordnete Brenndüsen (6) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der bzw.
jeder Brennzone (4) und/oder oberhalb derselben im Flammenraum (6) ebenfalls tangential angeordnete
Luftzuführungsdüsen (9' bzw. 10') vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen, sich gegenüber
dem Austragsteil (3) des Gegenstromvorwärmers (1) erweiternden Teil des Flammenraums
(2) weitere, ebenfalls tangential angeordnete Lufteinblasdüsen (16') zur Kühlung der dortigen Ummantelung
angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702022557 DE2022557B2 (de) | 1970-05-08 | 1970-05-08 | Vorrichtung zum brennen und sintern von staubfoermigem gut in freiem fall |
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DE19702022557 DE2022557B2 (de) | 1970-05-08 | 1970-05-08 | Vorrichtung zum brennen und sintern von staubfoermigem gut in freiem fall |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2022557A1 DE2022557A1 (de) | 1972-01-27 |
DE2022557B2 true DE2022557B2 (de) | 1972-08-31 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19702022557 Pending DE2022557B2 (de) | 1970-05-08 | 1970-05-08 | Vorrichtung zum brennen und sintern von staubfoermigem gut in freiem fall |
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DE (1) | DE2022557B2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3610148A1 (de) * | 1986-03-26 | 1987-10-01 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Heizvorrichtung zur erwaermung von rieselfaehigem gut |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2474478B1 (fr) * | 1980-01-30 | 1986-02-28 | Creusot Loire | Procede et dispositif de fabrication de clinker de ciment |
FR3007512B1 (fr) * | 2013-06-20 | 2015-06-19 | Vicat | Four droit pour la fabrication d'un clinker |
-
1970
- 1970-05-08 DE DE19702022557 patent/DE2022557B2/de active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3610148A1 (de) * | 1986-03-26 | 1987-10-01 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Heizvorrichtung zur erwaermung von rieselfaehigem gut |
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DE2022557A1 (de) | 1972-01-27 |
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