DE2247172C3

DE2247172C3 - Anlage zur Herstellung von Zement, Kalk, Tonerde und dgl.

Info

Publication number: DE2247172C3
Application number: DE2247172A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Chem. Dr. Horst 4723 Neubeckum Ritzmann
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1972-09-26
Filing date: 1972-09-26
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE2247172A1; FR2200217B1; IT992992B; JPS5246254B2; DE2247172B2; BR7307429D0; JPS4975639A; US3881861A; GB1398966A; ES418173A1; FR2200217A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Zement, Kalk, Tonerde u. dgl, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung von Zement wird das feinkörnige Rohmaterial zunächst in einem Vorwärmer vorgewärmt, der vielfach aus einer Gruppe von Zyklonen und Wirbelkammem besteht Das Rohmaterial wird hierbei auf etwa 800⁰C erhitzt und erreicht einen Entsäuerungsgrad von 20 bis 45%. Im Drehrohrofen muß dann anschließend das vorgewärmte und teilweise entsäuerte Rohmaterial zu Klinker fertig gebrannt werden, wobei es eine Endtemperatur von etwa 145O⁰C und einen Entsäuerungsgrad von 100% erreicht Der Wärmebedarf im Drehrohrofen ist hierbei um so größer, je mehr Entsäuerungsarbeit im Drehrohrofen geleistet werden muß. Mit dem Wärmebedarf steigt entsprechend auch die Größe des Drehrohrofens.

Nun sind die spezifischen Anlagenkosten eines

Vorwärmers (insbesondere eines Zyklon-Vorwärmers, der keine rotierenden Elemente enthält) kleiner als die eines Drehrohrofens. Es ist daher zur Senkung der Anlagekosten erwünscht, einen möglichst großen Teil der Entsäuerungsarbeit für das Rohmaterial bereits im Vorwärmer zu leisten. Man hat aus diesem Grunde bereits Anlagen entwickelt, bei denen der Vorwärmer noch einen zusätzlichen, mit einer Brennstoffzuführung versehenen Brennraum enthält

ίο Bei einer bekannten Anlage der eingangs genannten Art ist die Gutaustragsleitung des untersten Zyklons des Vorwärmers ausschließlich mit dem zusätzlichen Brennraum verbunden, der mit einem gesonderten Abscheider in Verbindung steht Die Gutaustragsleitung dieses

is Abscheiders mündet in den Drehrohrofen, während seine Abgasleitung an die Gasleitung angeschlossen ist, die den Drehrohrofen mit dem untersten Zyklon des Vorwärmers verbindet

Der an den zusätzlichen Brennraum angeschlossene,

gesonderte Abscheider muß für die gesamte Gutmenge ausgelegt sein und bedingt damit einen beträchtlichen anlagentechnischen Mehraufwand sowie eine erhebliche Vergrößerung der Bauhöhe. Nachteilig ist bei dieser bekannten Anlage ferner die mangelnde Flexibilität der

Gutführung. Es wird einerseits das gesamte Gut durch

den zusätzlichen Brennraum geführt und es ist andererseits auch oar eine einmalige Hindurchführung des Gutes durch diesen Brennraum möglich.

Damit läßt sich diese bekannte Anlage nur schwer an

unterschiedliche Materialien optimal anpassen. Man kann bei der bekannten Anlage weder bei geringem zusätzlichen Wärmebedarf des vorgewärmten Materials nur einen kleinen Teil des vorerhitzten Gutes der zusätzlichen Brennzone zuführen, noch ist es bei großem zusätzlichem Wärmebedarf des vorgewärmten

Gutes möglich, ein längeres Verweilen des Gutes in der

zusätzlichen Brennzone durch einen echten mehrfachen

Kreislaufs herbeizuführen. Diesen Nachteil weist auch eins weitere bekannte

Anlage auf, bei der ein mit einer gesonderten Brennstoffzuführung versehener, zusätzlicher Brennraum zwischen die unterste Zyklonstufe und die nächst höhere Zyklonstufe des Vorwärmers geschaltet ist Das gesamte aus dem Zyklon der zweiten Stufen ausgetragene Gut gelangt hierbei in den zusätzlichen Brennraum und wird dann dem untersten, von den heißen Abgasen des Drehrohrofens durchströmten Zyklon zugeleitet Auch bei dieser Ausführung besteht damit keine Möglichkeit einef optimalen Anpassung der dem zusätzlichen Brennraum zugeführten Gutmenge und der

Aufenthaltszeit des Gutes in diesem zusätzlichen Brennraum je nach dem zusätzlichen Wärmebedarf des

vorgewärmten Gutes.

Ungünstig ist bei dieser letztgenannten bekannten

Anlage ferner die Anordnung des zusätzlichen Brennraumes zwischen der untersten und der nächst höheren Zyklonstufe des Vorwärmen. Das Gut wird nämlich bei einer solchen Anordnung mit dem zusätzlichen Brennstoff schon in Berührung gebracht, noch ehe es in der

so untersten Zyklonstufe der Wirkung der Abgase des Drehrohrofens ausgesetzt ist Da der Wärmeinhalt der Abgase des Drehrohrofens im allgemeinen etwas geringer als der Wärmeinhalt der im Brennraum durch Verbrennung von festem oder flüssigem Brennstoff erzeugten Heißgase ist, kann auf diese Weise der Wärmeinhalt der Abgase des Drehrohrofens in der untersten Zyklonstufe nicht mehr optimal ausgenutzt werden.

Diesen Nachteil weist auch eine weitere bekannte Ausführung auf, bei der zwischen dem Schwebegaswärmetauscher und dem Drehrohrofen eine Kalzinierzone vorgesehen ist, die aus einem Reaktionsgefäß, einer Feuerung und einem Abscheider besteht und einen Kreislauf des Gutes zur Erzielung der erforderlichen Verweilzeit bewirken soll. Hierbei besteht weder die Möglichkeit, die Aufenthaltszeit des Gutes in der Kalzinierzone exakt einzustellen, noch im Bedarfsfalle das gesamte Gut an der Kalzinierzone vorbei _!0 unmittelbar aus dem Vorwärmer in den Drehrohrofen zu führen.

Es ist weiterhin eine Anlage mit Drehrohrofen und mehrstufigem Zyklonvorwärmer bekannt, bei der in die den Drehrohrofen mit dem untersten Zyklon verbindende Gasleitung außer dem aus dem zweituntersten Zyklon ausgetragenen vorgewärmten Rohmaterial zusätzlich eine brennbare Substanz eingebracht wird, um dadurch das Gut vor Eintritt in den Drehrohrofen möglichst weitgehend zu entsäuern. Auch diese Anlage bietet damit nicht die Möglichkeit die Aufenthaltszeit des Gutes in dieser Vorkalzinationszone in weiten Grenzen beliebig zu ändern und damit den jeweiligen Verhältnissen maximal anpassen zu können.

Es ist schließlich noch ein Zyklon-Vorwärmer bekannt, bei dem die Gutaustragsleitung des untersten Zyklons geteilt ausgebildet ist: Eine Leitung führt unmittelbar in den Drehrohrofen, während die andere Leitung in die zum untersten Zyklon führende Steigleitung einmündet. Auf diese Weise wird erreicht, daß ein Teil des Gutes, nämlich die vom untersten Zyklon in die Steigleitung eingetragene Gutmenge, etwas längere Zeit der Wirkung der Ofenabgase ausgesetzt ist, was eine etwas verbesserte Ausnutzung des Wärmeinhalts der Ofenabgase ermöglicht Diese bekannte Anlage gestattet es dagegen nicht, eine je nach den Erfordernissen des Rohmaterials unterschiedliche zusätzliche Brennstoffmenge dem bereits durch die Abgase des Drehrohrofens vorgewärmten Gut vor seinem Eintritt in den Drehrohrofen zuzuführen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Mängel der bekannten Ausführungen eine Anlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ohne Benützung eines weiteren Abscheiders der zusätzliche Brennraum so angeordnet wird, daß der Anteil des darin erbjtzten Rohmaterials und die Aufenthaltszeit des Materials in diesem Brennraum einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst w

Dadurch ergibt sich zwischen dem zusätzlichen Brennraum und dem Zyklon der untersten Zyklonstufe eine Zirkulation** Verweilzone für einen einstellbaren Teil des Gutes.

Eine solche dtsrch das Stellglied hinsichtlich der Zirkulationsmenge — und damit auch bezüglich tier mittleren Zirkulations-Verweilzeit — einstellbare Zir* kulations-Verweilzone ermöglicht es, je nach den vorliegenden Materialverhältnissen, insbesondere je nach der erforderlichen Entsäuerungsarbeit, die im eo zusätzlichen Brennraum zugefOhrte Brennstoffmenge optimal zu dosieren.

Für die Erreichung günstiger Wärmeübertragungsverhältnisse ist dabei nicht nur die Zuführung einer bestimmten Brennstoffmenge in den zusätzlichen Brennraum wesentlich, sondern auch die Führung einer für die zugeführte Brennstoffmenge optimalen Gutmenge im Kreislauf durch die Verweilzone.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage werden die Abgase des Drehrohrofens nicht in den zusätzlichen Brennräum eingeführt sondern vereinigen sich mit den Abgasen dieses zusätzlichen Brennraumes erst im Zyklon der untersten Zyklonstufe. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit den Sauerstoffgehalt der für den zusätzlichen Brennraum verwendeten Verbrennungsluft in weiten Grenzen beliebig zu wählen (beispielsweise Kühlerluft zu verwenden). Auf diese Weise kann man nicht nur die Aufenthaltszeit des Gutes in der Zirkulations-Verweilzone, sondern auch die Verbrennungsverhältnisse im zusätzlichen Brennraum bei einer minimalen Gasmenge optimal einstellen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht

Die beispielsweise zur Herstellung von Zement dienende Anlage enthält im wesentlichen einen Vorwärmer 1 und einen Drehrohrofen 2. Der Vorwärmer 1 setzt sich aus zwei unteren, paj-allel angeordneten Zyklonen 3,3', einem mittleren Zyklon «f, zwei weiteren parallel angeordneten Zyklonen 5,5' und zwei oberen parallelen Zyklonen 6,6' zusammen. Diese Zyklone sind über ihre Gasleitungen und Gutaustragsrohre in der aus der Zeichnung ersichtlichen, bekannten Weise miteinander verbunden.

Den beiden unteren Zyklonen 3, 3' ist je ein zusätzlicher Brennraum 7 bzw. T zugeordnet, der im unteren Kammerbereich eine Gasführung 21 sowie eine Zuführung 8 für vorgewärmtes Rohmaterial aufweist im unteren oder mittleren Bereich mit Brennern 9 ausgerüstet ist und im oberen Kanunerbereich eine gemeinsame Abführung 10 für Gas und Rohmaterial aufweist

Eine das Rohmaterial dem Brennraum 7 zuführende Leitung 11 zweigt von der Gutaustragsleitung 12 des untersten Zyklons 3 ab. Im Bereich dieser Abzweigung ist ein Stellglied, z.B. in Form einer Klappe 13, angeordnet Mit dieser Klappe kann der Anteil des vor Eintritt in den Drehrohrofen 2 der Verweilzone zugeführten, vorgewärmten Rohmaterials eingestellt werden. Eine das Rohmaterial im Gasstrom aus dem Brennraum 7 abführende Leitung 14 mündet in den untersten Zyklon 3 ein.

Die Anordnung und Ausbildung des zweiten Brennraumes T ist identisch und braucht daher nicht weiter erläutert zu werden.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende:

Das bei 15 aufgegebene Rohmaterial (Pfeile 16) durchwandert nacheinander die Zyklone 6,6', 5,5', 4 und 3,3', und zwar im Gegenstrom zu den Heißgasen (Pfciie 17).

Von dem aus den Zyklonen 3, 3' ausgetragenen Rohmaterial wird ein bestimmter Anteil, der durch die Stellung der Klappen 13, 13' bestimmt ist den Brennräumen 7, T zugeführt (Pfeile 18, 18¹} Dieses Rohmaterial wird durch das bei 21 zuströmende Gas (Pfeil 19, beispielweise Kühlefabluft) im Brennraum 7 nach oben transportiert wobei der Gasstrom durch die Brenner 9 beheizt wird. Im Brennraum können sieh dabei Wirbelströmungen einstellen, was durch geeignete Einbauten und eine entsprechende Gas- und Gutführung noch unterstützt werden kann. Es kommt ferner zu einer Zir'/ulation über die Zyklone 3, 3', was ebenso wie der intensive Wärmeaustausch im Brennraum 7, T zu einer hohen Entsäuerung des Rohmaterials führt

Das in den Drehrohrofen 2 gelangende Rohmaterial (Pfeile 20, 20') weist infolgedessen einen hohen Entsäuerungsgrad auf. Der Grad der Entsäuerung IaBt sich mit den Klappen 13,13' auf einen für das jeweilige Rohmaterial optimalen Wert einstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Anlage zur Herstellung von Zement, Kalk, Tonerde u. dgL, mit einem aus mehreren übereinander angeordneten Zyklonstufen bestehenden Vorwärmer für das feinkörnige Gut, einem Drehrohrofen zum Fertigbrennen des vorgewärmten und teilweise entsäuerten Gutes, einer den Drehrohrofen mit dem Zyklon der untersten Zyklonstufe verbindenden Gasleitung sowie einem mit der Gutaustragsleitung der untersten Zyklpnstufe des Vorwärmers verbundenen, mit einer Brennstoffzuführung versehenen, zusätzlichen Brennraum, dessen Abgasleitung an einen Abscheidezyklon angeschlossen ist, dessen Gutaustragsleitung in den Drehrohrofen mündet, wohingegen die Abgase des zusätzlichen Brennraumes zusammen mit den Abgasen des Drehrohrofens durch den Vorwärmer geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon (3,3') dercstersten Zyklonstufe zugleich den an den zusätzlichen Brennraum (7, 7') angeschlossenen Abscheidezyklon bildet, indem einerseits in diesem Zyklon (3,3') die die Abgase (17) des Drehrohrofens (2) führende Gasleitung und die Abgasleitung (14) des zusätzlichen Brennraumes (7,7') einmünden und indem andererseits dieser Zyklon (3, 3') über Gutaustragsleitungen (11,12) und ein zur Aufteilung des Gutes auf diese Leitungen dienendes Stellglied (13,13') sowohl mit dem Drehrohrofen (2) als auch mit dem zusätzlichen Brennraum (7, 7') verbunden ist

2. Anlage nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Brennraum (7 bzw. T) im unteren Bereich Zuführungen <21. 8) für Gas und vorgewärmtes Rohmaterial und im oberen Bereich eine gemeinsame Abführung (14) für Gas und Rohmaterial aufweist

3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, bei der der Vorwärmer wenigstens zwei untere, parallel angeordnete Zyklone, einen mittleren Zyklon, zwei weitere parallel angeordnete Zyklone sowie zwei obere parallele Zyklone enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jedem unteren Zyklon (3, 3') ein zusätzlicher Brennraum (7,7') zugeordnet ist