DE2411669B2

DE2411669B2 - Verfahren und Vorrichtung zum wenigstens partiellen Calcinieren eines vorerwärmten, pulverförmigen Rohmaterials

Info

Publication number: DE2411669B2
Application number: DE2411669A
Authority: DE
Inventors: Joern Kopenhagen-Valby Touborg
Original assignee: FLSmidth and Co AS
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 1973-03-14
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1981-07-30
Also published as: US3980486A; DE2411669A1; JPS5716943B2; SE394996B; DK141599C; BE812247A; AU6647774A; ATA209774A; FI60856B; DE2411669C3; FR2221416A1; AT355484B; NO138422C; GB1434371A; FR2221416B1; HU171349B; ES424109A1; AR200433A1; NO138422B; DD112513A5

Description

Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zum wenigstens partiellen Calcinieren eines vorerwärmten, pulverförmigen Rohmaterials gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und zum anderen eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 8.

Unter Calcinierung ist in diesem Zusammenhang die Freisetzung von Kohlendioxid aus Calcijmcarbonat zu verstehen (CaCO₃-^CaO + CO₂). Dies ist eine endo therme Reaktion. Ist das Rohmaterial Zementrohmehl, so besteht die nach der Calcinierung erfolgende Wärmebehandlung in einer Sinterung, bei der Zementklinker hergestellt wird. Der Sintervorgang stellt einen exothermen Prozeß dar.

Die für die Überführung von Zementrohmehl in Zementklinker erforderliche Wärme wird im allgemeinen durch Verbrennen eines zusammen mit Verbrennungsluft in eine Brennkammer eingebrachten Brennstoffs erhalten. In der Brennkammer verbrennt der Brennstoff unter Verbrauch der Verbrennungsluft, und es entsteht Rauchgas. Dabei dient die Energie des Brennstoffs zur Erhitzung des Rauchgases auf hohe Temperaturen. Das heiße Rauchgas wird dann mit dem der Wärmebehandlung zu unterwerfenden Rohmehl in Berührung gebracht, wodurch dieses vorerhitzt, calciniert und gebrannt wird. Die Wärmebehandlung erfolgt im allgemeinen in einem kontinuierlichen Verfahren in einem Drehrohrofen mit leicht geneigter Achse. In

diesem Fall ist das tieferliegende Ende des Drehrohrofens wie üblich als Brennkammer ausgebildet

Bei der Herstellung von Zement wird vorgezogen, Vorerwärmen und Calcinieren des Rohmehl:. mit einem heißen Gas aus einer Wärmequelle gesondert durchzufühien und das Sintern des Rohmehls in einem Drehrohrofen mittels eines heißen Gases aus einer anderen Wärmequelle, wie insbesondere mittels der Ramme des Drehrohrofens, zu bewirken.

Bei der Calcinierung werden verhältnismäßig große Materialmengen einer relativ geringen Erhitzung unterworfen, d h. daß der Prozeß bei relativ niedrigen Temperaturen abläuft, für welche die Verwendung von Rauchgas mit hoher Temperatur zur Durchführung der Calcinierung nicht geeignet ist Es besteht dabei die Gefahr von örtlichen bzw. zeitlichen Oberhitzungen des Rohmehls, da selbst die Überhitzung nur eines Teils des Rohmehls für nur kurze Zeit zur Freisetzung von Alkalidämpfen und zur Entstehung von geschmolzenen Massen und damit zum Zusammenbacken führen kann. Außerdem können durch eine Überhitzung des Rohmehls in der Calcinierungsphase chemische Reaktionen verhindert werden, die für eine spätere Phase des Gesamtverfahrens zur Herstellung von Zementklinker wesentlich sind. Z. B. übt die Bildung von Klinkermineralien in der für die Calcinierung vorgesehenen Phase des Wärmebehandlungsverfahrens einen ungünstigen Einfluß auf die Durchführung des Gesamtverfahrens aus.

Aus »Zement, Kalk, Gips«, 1970, S. 249—253 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung jeweils der eingangs bezeichneten Gattung bekannt Im Rahmen des vorbekannten Verfahrens wird jedoch bereits als Ausgangsprodukt für dasselbe eine innige Mischung von Rohmaterial und Brennstoff verwendet, nämlich eine aus Kalkstein und ölschiefer bestehende Mischung. Die separate Zuführung eines Brennstoffs ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren bzw. die Vorrichtung jeweils der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß eine Verarbeitung von Brennstoffen und Rohmaterialien möglich ist, die nicht von vornherein innig miteinander vermischt sind, sondern die separat in den Verfahrensablauf eingeführt werden.

Die separate Einführung von Brennstoff und vorerhitztem Rohmaterial führt an sich in der Calcinierungszone nicht zu den angestrebten homogenen Calcinierungsbedingungen und erfahrungsgemäß zu einer weniger effektiven Calcinierung. Dies ist zumindest in der Regel mit der Gefahr von Betriebsstörungen verbunden, die auf der Ausbildung von sogenannten »hot spots« in der Calcinierungszone beruhen.

Eine eventuelle Vermischung kalten Rohmaterials mit Brennstoff macht zu einem einen bedeutenden Energie- ss verbrauch erforderlich. Darüber hinaus kann die Mischung nicht vorgewärmt werden, weil ansonsten eine unkontrollierte Verbrennung an verschiedenen Stellen im Vorwärmer entstehen könnte; die Jäher nicht vorzusehende Vorwärmung ist aber aus wärmewirtschaftlichen Gründen in höchstem Maße unerwünscht

Die vorstehend angegebene Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß in verfahrenstechnischer bzw. vorrichtungstechnischer Hinsicht durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 8 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Diese Lösung besteht mit anderen Worten ausgedrückt in der Vorsehung einer Fluidisierungszone, in der das vorgewärmte Rohmaterial mit nicht brennbarem Gas fluidisiert wird und einer Calcinierungszone, in der das fluidisierte Rohmaterial in einem sauerstoffhaltigen Gasstrom suspendiert wird und in der Brennstoff zugeführt wird, wobei die Verbrennung in extrem guten Kontakt mit den Rohmaterialpartikeln durchgeführt wird. Die Verbrennung Findet also unter solchen Bedingungen statt, bei denen das Rohmaterial ohne Schwierigkeiten die Verbrennungswärme aufnehmen kann, und zwar praktisch ebenso schnell, wie die Verbrennungswärme erzeugt wird.

Ein weiterer sehr erheblicher Vorteil besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung außergewöhnlich gute homogene Betriebsbedingungen, also eine sehr große Betriebssicherheit erreicht wird. Im übrigen ist gewährleistet, daß die Flamme mit einer Wolke von relativ kühlen in wirbelnder Suspension in einem Gas vorliegenden Rohmaterialteilchen in unmittelbare Berührung kommt, wodurch die Flammentemperatur so stark gesenkt wird, daß eine wirksame Calcinierung bei einer gewünschten niederen Temperatur etwa isotherm erzielt wird. In vielen Fällen geht die Flamme fast ganz aus. Die Wolke des Gases, welches vorzugsweise um horizontale Achsen wirbelt und in dem die Rohmaterialteilchen suspendiert sind, schützt die den Flammenraum umschließenden Wände vor Überhitzung durch die Flamme(n).

Die Verwendung des Ausdrucks »partielle Calcinierung« im vorliegenden Zusammenhang ist darauf zurückzuführen, daß oft das gesamte Zementbrennverfahren so durchgeführt wird, daß in der Calcinierungsphase nur eine partielle Calcinierung erfolgt, während die endgültige Calcinierung erst in der Sinterungsphase stattfindet Es sind auch Fälle denkbar, in welchen das der Calcinierungsphase zugeführte, vorerwärmte Rohmaterial schon im Vorerhitzer einer gewissen Calcinierung unterworfen wird.

Der Calcinierungsbrennstoff kann ein Gas, öl oder ein festes, pulverförmiges Brennmaterial, wie z. B. Kohlenstaub, sein.

Ein Teil des Brennstoffs, dessen Verbrennung die Wärme für die Calcinierung des vorerwärmten Materials liefert, kann, statt direkt die Flammen) zu nähren, der fluidisierten Menge (Wirbelschicht) des vorerwärmten, pulverförmigen Rohmaterials zugegeben und mit dieser vermischt werden, wodurch er in gasförmigem Zustand zusammen mit dem Material in den über der fluidisierten Schicht gelegenen Raum gelangt und dort verbrannt wird.

In gewissen Fällen kann das erfindungsgemäße Verfahren so modifiziert werden, daß ein Teil des vorerwärmten, pulverförmigen Materials, statt der Wirbelschicht zugegeben zu werden, in dem sauerstoffhaltigen Gas suspendiert und zusammen mit dem sauerstoffhaltigen Gas in den für die Verbrennung des Brennstoffs bestimmten Raum eingebracht wird.

Wenn die wenigstens teilweise calcinierten Rohmaterialien einer endgültigen Calcinierung und/oder anderen Wärmebehandlung unterworfen werden, kann das nichtbrennbare Gas, das für die Fluidisierung des Rohmaterials eingesetzt wird, zu einem Teil aus den bei der endgültigen Calcinierung und/oder anderen Wärmebehandlung anfallenden Abgasen bestehen. Nach der abschließenden Wärmebehandlung des Rohmaterials erfolgt oft die Kühlung des Endproduktes durch Überoder Durchleiten von Kühlluft über oder durch eine bewegte Schicht des Rohmaterials in einem an sich bekannten Kühler, wie z. B. einem Rostkühler, einem

gesonderten Planetenkühler oder einem darunter angeordneten, rotierenden Trommelkühler. Das sauerstoffhaltige Gas wird vorzugsweise auf eine Temperatur unter der Calcinierungstemperatur des Rohmaterials vorerwärmt und wenigstens ein Teil der im oben genannten Kühlprozeß anfallenden, verbrauchten Kühlluft kann auf diese Weise wieder in dem sauerstoffhaltigen Gas verwendet werden, welches 'der Flamme oder den Flammen zugeführt wird. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verbessert

Vorzugsweise umgibt das Wehr einen nach oben wirbelnden Strom von sauerstoffhaltigem Gas, welches dann eine schraubenförmige Wirbelwirkung ausüben kann.

Im übrigen wird wegen vorteilhafter Weiterbildungen auf die Unteransprüche 2—7 und 9 und 10 verwiesen.

Beispiele für eine eine Calcinieranlage umfassende Zementbrennanlage und ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Calcinieranlage sind in den Zeichnungen dargestellt; in diesen zeigt

F i g. 1 den Aufriß einer Anlage zum Calcinieren von Zementrohmehl,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie H-II der F ig. 1,

Fig.3 einen Horizontalschnitt entlang der Linie IH-III der F i g. 1, jedoch in einer modifizierten Anlage,

Fig.4 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 1, jedoch einer anderen Calcinieranlage,

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in F i g. 4 und

F i g. 6 die schematische Darstellung einer gesamten Zementbrennanlage mit der Calcinieranlage aus F i g. 1 als integralen Teil zeigen.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist einen Schacht auf, welcher eine Calcinierkammer 1 bildet und mit einer feuerfesten Auskleidung versehen ist Der Schacht ist vorzugsweise zylindrisch und hat kreisförmigen Querschnitt, obwohl auch andere Formen möglich sind. Er verengt sich in seinem oberen Teil, so daß er ein Auslaßrohr 2 für die ganz oder teilweise calcinierten Teilchen des Rohmaterials bildet. Das Rohr führt zu einem Teilchen/Gas-Separator, wie z. B. einem Zyklon (in F i g. 1 und 2 nicht dargestellt), in welchen es tangential einmündet

Die Kammer 1 ist im Unterteil mit einem ringförmigen Boden 3 und einer zentralen, aufrechtstehenden, kegelstumpfförmigen Wand 4 versehen, wodurch ein Trägerbehälter 5 gebildet ist, welcher oben offen ist und die Form einer ringförmigen Rinne aufweist welche vom Boden 3, der Wand des Schachtes 1 und der Wand 4 begrenzt ist Die obere Kante der Wand 4 bildet ein Wehr 6, welches gleichzeitig die Mündung eines vertikalen Zufuhrrohres 7 für die in den Schacht 1 von unten eingeleitete Verbrennungsluft bildet

Ein Brennrohr 8 für die Zuführung von gasförmigem, flüssigem oder festem, pulverförmigem Brennstoff (z. B. Kohlenstaub) durchdringt die Wand des Zufuhrrohres 7 und ist mittig nach oben geführt, wo es auf fast gleicher Höhe mit dem Wehr 6 mündet Dort bildet der Brennstoff eine Flamme, welche mit dem Sauerstoff der durch das Zufuhrrohr 7 beim Betrieb der Anlage zugeführten Verbrennungsluft versorgt wird.

Zufuhrrohre 10 für nicht brennbares Gas, z.B. atmosphärische Luft unter Druck, welche durch ein Rohr 11 zugeführt wird, munden in den Boden des Behälters 5. Unter dem Schacht ist das Rohr 11 als ringförmiges, mit allen Zufuhrrohren 10 verbundenes Rohr ausgebildet Die Zufuhrrohre 10 sind gleichmäßig entlang eines Kreisumfanges (wie in Fig.2 gezeigt) oder entlang von zwei oder mehr solchen Kreisumfängen verteilt angeordnet. Das nicht brennbare Gas, welches in feinverteilten Strömen zugeführt wird, fluidisiert die Menge des vorerwärmten Rohmehls, welche durch fortlaufende Zufuhr von frischem Rohmehl durch ein oder mehrere Zufuhrrohr(e) 12 im Behälter 5 auf gewünschtem Niveau gehalten wird. Zwei derartige Zufuhrrohre sind in F i g. 1 und 2 dargestellt,

ίο das Rohmehl für jedes einzelne der beiden Rohre 12 wird kontinuierlich von jeweils einem Zyklon eingespeist, von welchem jeweils Teile des Bodens 13 dargestellt sind. Jeder der beiden Zyklone stellt den untersten Zyklon einer jeweils eigenen Kette eines

is zweiteiligen herkömmlichen Reihenzyklonvorerhitzers (nicht dargestellt) zum Vorerhitzen von Zementrohmehl dar.

Obgleich die Schicht des vorerhitzten Rohmehls eine relativ gut begrenzte Oberfläche 14 aufweist, ist die Belüftung doch so stark, daß das Rohmehl in einen fast schaumartigen Zustand versetzt aus dem Behälter 5 teilweise über das Wehr 6 ausfließt und teilweise vom Fluidisierungsgas in den Raum 15 in der Kammer 1 über der Oberfläche 14 eingetragen wird, wenn die Luft sich durch die Oberfläche 14 des Materials ihren Weg nach oben bahnt Auf ähnliche Weise wird das über das Wehr 6 überfließende Rohmehl von der aus dem Zufuhrrohr 7 kommenden Verbrennungsluft mitgerissen. Daher ist sowohl das von dem Fluidisierungsgas als auch das von

jo der Verbrennungsluft mitgerissene Rohmehl eine Zeitlang im Raum 15 suspendiert in Gas vorhanden. Es bilden sich jedoch im Gas Wirbel um hauptsächlich horizontale Achsen, verursacht durch die von dem zentralen Zufuhrrohr 7 aufsteigende Verbrennungsluft

j-, Daher gelangt früher oder später zu der gesamten Menge des Rohmehls in Form von freiwirbelnden Teilchen Wärme von der Flamme 9, so daß ein wesentlicher Teil des Rohmehls gänzlich und der Rest des Rohmehls fast gänzlich bei niederen Temperaturen und im wesentlichen isotherm calciniert wird.

Das so behandelte Rohmehl wird durch das Rohr 2 aus dem oberen Teil der Kammer 1 entfernt und ist in einem aus der Verbrennungsluft der Flamme 9, aus dem bei der Calcinierung der Rohmaterialteilchen freige setzten Kohlendioxid und aus dem durch die Rohre 10 zugeführten Fluidisierungsgas bestehenden Gasgemisch suspendiert

Fig.3 zeigt ein Detail einer Calcinierungsvorrichtung, wobei statt der einen Flamme 9 vier solche Flammen vorgesehen sind. In diesem Fall ist nicht ein zentrales Brennrohr 8, sondern es sind vier Brennrohre 8' vorgesehen, weiche in dem Zufuhrrohr 7 symmetrisch angeordnet sind und den Brennstoff, welcher Gas oder öl ist, aufnehmen, welcher in diesem Fall vorzugsweise durch eine Ringleitung 8", die von einem gemeinsamen Zufuhrrohr 8'" gespeist wird, zugeführt wird.

Die in Fig.4 und 5 dargestellte Modifizierung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform dadurch, daß das Verbrennungsluft- Zufuhrrohr 7 seitlich über einen Ast TA gespeist wird, welcher in einen wirbelerzeugenden Verteiler TB führt, der die Luft wie durch den Pfeil angedeutet, beim Durchqueren des Raumes 15 in eine schraubenförmige Wirbelbewegung versetzt

es In diesem FaH bilden sich nicht die in F i g. 1 durch die Kurven bzw. Pfeile angedeuteten Wirbelbewegungen, sondern es übt die schraubenförmige Wirbelbewegung des Gases die gleiche Wirkung wie die dortigen

Wirbelströme aus, obgleich ihre gemeinsame Rotationsachse in diesem Fall vertikal statt horizontal ist.

F i g. 6 zeigt schematisch eine Anlage zur Herstellung von Zementklinker aus kaltem Zementrohmehl. Hierin stellt die in F i g. 1 und 2 gezeigte Calcinieranlage einen integralen Teil dar, obwohl durch einfache Anpassung auch die Ausführungsformen gemäß Fig.4 und 5 eingeschlossen werden können. Jene Teile der Anlage in F i g. 4, welche diese mit der in F i g. 1 und 2 dargestellten gemeinsam hat, sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen.

F i g. 6 weist ebenfalls die Kammer 1 mit dem Auslaßrohr 2 und den Zufuhrrohren 7,10,11 und 12 auf.

Außerdem ist ein Drehrohrofen 16 vorgesehen, in welchem das vorerhitzte und ganz oder teilweise calcinierte Rohmehl nach der gegebenenfalls erfolgten, endgültigen Calcinierung zu Zementklinker gebrannt wird. Die für diesen Ofenprozeß erforderliche Wärme wird durch Verbrennung von gasförmigem, flüssigem oder festem pulverförmigen Brennstoff erhalten, weleher dem Innern des Ofens durch ein Brennrohr 17, an dessen Mündung sich eine Flamme 18 bildet, zugeführt wird. Die heißen Gase aus dem Brennrohr werden durch den leicht geneigten Drehrohrofen im Gegenstrom zu dem turbulent durch den Drehrohrofen wandernden, 2=, calcinierten Rohmehl geführt. Das Rohmehl wird gleichzeitig von den Ofengasen überstrichen, wodurch das Brennen des Rohmehls zu Zementklinker erfolgt.

Die Rauchgase verlassen den Ofen durch eine Rauchkammer 19, welche das höher gelegene Ende des Ofens umgibt, durch ein Rauchgasrohr, welches in F i g. 6 mit einer strichpunktierten Linie 20 angedeutet ist.

Auf ähnliche Weise ist das tiefer gelegene Ende des Ofens von einem Gehäuse 21 umgeben, welches auch einen Kühler umgibt, in dem der Klinker, der den Ofen mit Temperaturen von 1100—1200⁰C verläßt, mittels Durchleiten von atmosphärischer Luft auf etwa 100⁰C gekühlt wird, wobei die Luft erhitzt und dann als vorerhitzte Verbrennungsluft in dem Drehrohrofen 16 und in der Kammer 1 eingesetzt wird. Der Kühler besteht aus einem Rost 22, auf welchem der Klinker in einer Schicht mit entsprechender Dicke verteilt wird. Die Klinkerschicht bewegt sich dann fortlaufend vom Ofen weg und wird von querströmender Kühlluft, welche unter Druck durch ein Kühlluftzufuhrrohr 23 dem Raum unter dem Rost 22 zugeführt wird, durchdrungen. In der F i g. 6 ist das äußerste Ende des Kühlers, aus welchem der gekühlte Klinker ausgetragen wird, nicht dargestellt. Nach dem Durchlaufen der Klinkerschicht strömt die jetzt vorgewärmte Kühlluft entlang den mit Pfeilen angedeuteten Bahnen teils in den Drehrohrofen 16 und teils durch das Zufuhrrohr 7, welches mit dem oberen Ende des Gehäuses 21 verbunden ist, in die Kammer 1, wie in F i g. 1 beschrieben.

Bei der Abhandlung der F i g. 1 wurde auch erwähnt daß das Auslaßrohr 2 für das in den Abgasen aus dem Calrinierungsprozeß suspendierte calcinierte Rohmaterial tangential in einen Zyklon mündet Dieser ist in F i g. 6 mit 24 bezeichnet In diesem Zyklon wird das calcinierte Rohmaterial von den Abgasen getrennt und setzt sich am Boden des Zyklons ab, während die Abgase den Zyklon durch ein oberes zentrales Steigrohr 25 verlassen.

Das Steigrohr 25 mit dem entsprechenden Zyklon 26 und einem weiteren Steigrohr 27 mit einem entsprechenden Zyklon 28 bildet einen herkömmlichen zweistufigen Zyklonvorerhitzer, in welchem das kalte Rohmehl mit den vom Calcinierungsprozeß anfallenden Abgasen vorgewärmt wird, bevor es selbst calciniert wird.

Von der Spitze des obersten Zyklons 28 des Zyklonvorerwärmers werden die Abgase durch ein zentrales Auslaßrohr 29 einem Ventilator 30 zugeführt, welcher den erforderlichen unteratmosphärischen Druck liefert, um den Gasstrom entlang der mit den Bezugszeichen 23,22,21,7,1,2,24,25,26,27,28,29 und 30 angedeuteten Bahn zu führen. Die Ausstoßseite des Ventilators 30 mündet in einen Staubabscheider 31, in welchem in den Abgasen enthaltener Staub entfernt wird, damit die Abgase durch ein Entlüfterrohr 32 in die Atmosphäre entweichen können, ohne Schaden anzurichten.

Das vorzuerhitzende, zu calcinierende und zu Zementklinker zu brennende Rohmaterial wird von einem Bunker 33 zugeführt und sinkt von dort in ein Zufuhrrohr 34, welches mit einem Drehschieberventil 35 versehen ist, durch das ein gleichzeitiges Ansaugen von atmosphärischer Luft in das Zufuhrrohr 34 verhindert wird. Das andere Ende des Rohres 34 mündet in das untere Ende des Steigrohres 27 für den obersten Zyklon 28 des Zyklonvorerhitzers, was bedeutet, daß im gesamten Zyklonvorerhitzer und auch im Rohr 27 unteratmosphärischer Druck vorherrscht, da der Zyklonvorerhitzer mit der Ansaugseite des Ventilators 30 verbunden ist.

Das Rohmehl wird in den durch das Steigrohr 27 aufsteigenden heißen Gasen suspendiert und von diesen erhitzt und dann in den Zyklon 28 eingebracht, in welchem das vorgewärmte Rohmehl abgesondert wird und auf den Boden des Zyklons sinkt, welchen es durch ein Zufuhrrohr 36 verläßt, in welches ebenfalls ein Drehschieberventil 37 eingebaut ist, das den gleichen Zweck erfüllt wie das Ventil 35. Das Rohmehl wird dann suspendiert in den durch das Rohr 25 aufsteigenden Gasen durch das Steigrohr 25 in den untersten Vorerhitzungszyklon 26 eingebracht. Im Zyklon 26 werden das weiter vorerhitzte Rohmehl und die Gase wieder getrennt, letztere folgend dem schon beschriebenen Weg, während das Rohmehl auf den Boden des Zyklons 26 und von dort in das Zufuhrrohr 38 sinkt

Entspräche die Anordnung nach F i g. 6 genau der in F i g. 1 und 2 gezeigten Anlage, welche die Verwendung von zweiphasigen Zyklonvorerhitzern vorsieht so wären zwei Zyklone 26 vorhanden, einer für jeden Zuführungsast und jeder mit einem eigenen Zufuhrrohr 38. Die Böden der beiden Zyklone und ihre Zufuhrrohre entsprächen dann den Teilen 13 bzw. 12 in Fig. 1. Gemäß F i g. 6 ist ein Zyklonvorerhitzer mit nur einem Abführungsast vorgesehen. Um jedoch zwei Zufuhrrohre 12 zum Behälter 5 innerhalb des Schachtes 1 zu führen und damit eine gleichmäßige Verteilung des vorerhitzten Rohmehls im Behälter 5 zu erzielen, ist das Zufuhrrohr 38 der in Fi g. 6 gezeigten Anlage in zwei Äste geteilt weiche beide mit 12 bezeichnet sind, da sie in den in F i g. 1 als Zweigrohre 12 bezeichneten Rohren entsprechen. Eine gleichmäßige Verteilung des vorerhitzten Rohmehls in die beiden Zweigrohre 12 wird durch einen einstellbaren Schieber in einem Gehäuse 39 erzielt

Das im Schacht 1 calcinierte and im Zyklon 24 vom Gas abgetrennte RohmehL dessen weiterer Weg schon beschrieben wurde, wird dann durch ein Rohr 40 dem Drehrohrofen 16 zugeführt, in welchem das Rohmehl wie schon beschrieben in Zementklinker übergeführt

Die erhitzten festen Materialteilchen, welche in den den Drehrohrofen entlang dem mit der strichpunktierten Linie 20 angegebenen Weg verlassenden Abgasen enthalten sind, können je nach dem mit den strichpunktierten Linien 41,42 und 43 angegebenen Weg, welchen die Drehrohrofenabgase nehmen, eingesetzt werden. Je nach Bedarf kann nur ein Weg, zwei oder auch alle drei Wege verwendet werden.

Gehen die Ofengase oder ein Teil derselben den mit der strichpunktierten Linie 41 angegebenen Weg, so vereinigen sie sich mit den bei der Calcinierung des Rohmaterials in Schacht 1 anfallenden Abgasen unmittelbar bevor sie vom Ventilator 30 angesaugt werden, von welchem sie in den Staubabscheider 31 gedrückt werden. Da der Staubabscheider keine übermäßig hohen Gastemperaturen auszuhalten imstande ist, ist, wie schematisch dargestellt, in den Kreislauf ein Kühlturm 44 eingeschaltet. Im Kühlturm werden die Gase mit Wasser gekühlt. Die in den Gasen enthaltene Wärme ist daher verloren, wenn die auf das Kühlwasser übertragene Wärme nicht verwendet werden kann. Die festen Teilchen, d. h. in den Abgasen enthaltener Staub, werden jedoch zusammen mit dem in den vom Calcinieren und Vorerhitzen anfallenden Abgasen enthaltenen Staub im Staubabscheider 31 abgefangen und können, wenn der Staub keine übermäßigen Mengen Alkali oder Chlor enthält, dem Drehrohrofen 16 zugeführt werden, z. B. durch Einbringen in das Rohr 40, wie mit der strichpunktierten Linie 45 angedeutet

Verfolgen die Rauchgase aus dem Drehrohrofen 16 oder ein Teil derselben die strichpunktierte Linie 42, so vereinigen sie sich mit den von der in der Kammer 1 vorgenommenen Calcinierung des Rohmehls anfallenden Abgasen und werden zusammen mit letzteren Gasen in den Zyklonvorerhitzer eingebracht (25,26,27, 28, 29). In diesem Fall wird die in den Drehrohrofenabgasen enthaltene Wärme als Beitrag zur Erwärmung des Rohmehls und damit zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens eingesetzt. Die Gase werden entsprechend gekühlt und können daher ohne Gefahr mit den aus der Calcinierung anfallenden Abgasen durch den Ventilator 30 in den Staubabscheider 31 geleitet werden, in welchem die gesamte Staubmenge abgefangen wird, um wie schon beschrieben nach Bedarf eingesetzt zu werden.

Wenn die Rauchgase aus dem Drehrohrofen 16 oder ein Teil derselben dem strichpunktierten Weg 43 folgen, so werden sie statt atmosphärischer Luft in das Rohr 11 eingebracht und stellen damit die durch die Zufuhrrohre 10 zugeführte »Luft« dar, welche zur Fluidisierung des vorerhitzten Rohmehls im Behälter 5 dient (siehe Fig. 1). Durch die im Gas enthaltene Wärme wird das Rohmehl weiter erwärmt, während es vom Gas von unten durchströmt wird. Im Gas enthaltene Festteilchen vermischen sich mit den anderen Teilchen, welche in dem im Schacht 1 im Raum 15 über dem Behälter 5

ι ο (siehe F i g. 1) vorliegenden Gas suspendiert sind.

Vorstehend wurde auf alternative Förderwege im Zusammenhang mit Fig.6 (angedeutet durch strichpunktierte Linien) hingewiesen.
Auch in Fig. 1 sind bestimmte Alternativen dargestellt. So z. B. deuten die strichpunktierten Linien 46 an, daß ein Teil des vorerwärmten Rohmehls aus dem Zyklon 13, statt mit dem übrigen Material dem Behälter 5 zugeführt zu werden, in das Zufuhrrohr 7 für die Verbrennungsluft eingebracht wird, um darin suspendiert und in den Raum 15 eingebracht zu werden.

Die strichpunktierten Linien 47 deuten an, daß ein Teil des Brennstoffs, statt direkt der Flamme 9 durch das Brennrohr 8 zugeführt zu werden, vom Rohr abgezweigt und in den Unterteil des Behälters 5 eingebracht werden kann, ähnlich, wie die Fluidisierungsluft durch die Rohre 11 und 10 zugeführt wird. Wenn der Brennstoff noch nicht in gasförmigem Zustand vorliegt, wird er in Gas oder Dampf umgewandelt, wenn er mit dem heißen Rohmehl in Berührung kommt. Das Gas steigt zusammen mit der Fluidisierungsluft durch die Rohmehlschicht auf.

Die in F i g. 6 gezeigte Anlage stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar und kann auf verschiedenste Weise modifiziert werden. So z. B. wurde vorgeschiagen, die Zyklonvorerhitzer 25,26,27,28,29 einfach bzw. zweifach anzulegen, diese können aber auch, wie bekannte Vorwärmer, vierfach sein. In diesem Fall sind vier Zufuhrrohre 12 zum Behälter jeweils um 90° zueinander versetzt vorgesehen. Statt zweifache können also auch ein- oder vierfache Vorerhitzer verwendet werden.

Außerdem kann ein mit dem Zykionvorerhitzer nicht identischer Suspensionsvorerhitzer zum Vorerhitzen des Rohmehls verwendet werden. Außer dem Rostkühler 21, 22 und 23 kann auch ein anderer Klinkerkühler dem Drehrohrofen 16 nachgeschaltet sein, wie z. B. eine darunterliegende, sich unabhängig drehende Kühltrommel oder ein unabhängig rotierender Planetenkühler.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum wenigstens partiellen Calcinieren eines vorerwärmten, pulverförmigen Rohmaterials, welches aus Kalk besteht oder diesen enthält, während dieses Rohmaterial sich in einer Kalzinierzone suspendiert in einem Gas befindet, wonach es aus der Kalzinierzone durch Mitreißen mit diesem Gas entfernt und schließlich davon abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daßvorerwärmtes, pulverförmiges Rohmaterial einer mittels eines nichtbrennbaren Gases fluidisierten Schicht zugeführt wird, wonach das fluidisierte Material der Kalzinierzone zugeführt wird, teils durch Oberströmen der fluidisierten Schicht des Rohmaterials über ein Wehr, teils durch Mitreißen mit dem nichtbrennbaren Gas, daß in dieser Kalzinierzone durch Verbrennen eines Brennstoffes mit einem sauerstoff -haltigen Gas wenigstens eine Flamme unterhalten wird und daß das der Kalzinierzone zugeführte Material in dem der Flamme zugeführten sauerstoffhaltigen Gas suspendiert wird, wobei die zur wenigstens partiellen Calcinierung der Rohmaterialteilchen erforderliche Wärme von der Flamme oder den Flammen auf die Suspension der Rohmaterialteilchen übertragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Brennstoffs, statt direkt die Flamme oder die Flammen zu speisen, der fluidisierten Schicht des vorerwärmten pulverförmigen Rohmaterials zugeführt und mit dieser vermischt wird, wodurch er zusammen mit dem Material in gasförmigem Zustand in die Kalzinierzone gelangt und dort verbrannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des vorerhitzten pulverförmigen Rohmaterials, statt der fluidisierten Schicht zugeführt zu werden, direkt in dem sauerstoffhaltigen Gas suspendiert und zusammen mit dem sauerstoffhaltigen Gas in die Kaizinierzone eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohmaterialien nach wenigstens partieller Calcinierung einer endgültigen Calcinierung und/oder anderen Wärmebehandlung unterworfen werden und daß das zum Fluidisieren der Rohmaterialschicht eingesetzte nicht brennbare Gas zum Teil aus den bei der endgültigen Calcinierung und/oder anderen Wärmebehandlung anfallenden Abgasen besteht

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohmaterialien, nach wenigstens partieller Calcinierung, einer endgültigen Calcinierung und/oder anderen Wärmebehandlung und danach einem mit atmosphärischer Kühlluft vorgenommenen Kühlprozeß unterworfen werden, wobei wenigstens ein Teil der in dem Kühlprozeß verwendeten Kühlluft in dem der Flamme oder den Flammen zugeführten sauerstoffhaltigen Gas wiederverwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wehr einen nach aufwärts fließenden Strom des sauerstoffhaltigen Gases umgibt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nach aufwärts fließende sauerstoffhaltige Gasstrom eine schraubenförmige Wirbelbewegung erzeugt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem aufrechten Schacht, in welchem eine Calcinierkammer vorgesehen ist und dessen oberes Ende mit eisern Teilchen/Gas-Separator verbunden ist und einen Auslaß für die in einem Gas suspendierten, calcinieren Rohmaterialteilchen bildet, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen mittig in den Boden (3) der Calcinierkammer (1) mündendes

ίο Zuführungsrohr (7) für das sauers toffhaltige Gas, ein oder mehrere Brennrohr(e) (8), welche sich von unten durch das Zuführungsrohr (7) erstrecken und im wesentlichen in gleicher Höhe wie das Zuführungsrohr (7) münden, einen am Boden der

is Calcinierkammer (1) angeordneten Träger (5) zum Halten einer fluidisierten Schicht eines pulverförmigen vorerhitzten Rohmaterials in einer Schicht (-Höhe), die von einem das Innere des Trägers von dem Strom des sauerstoffhaltigen Gases vom Zufühningsrohr (7) trennenden Wehr (6) bestimmt ist, Einrichtungen (10) für die Zufuhr von nicht brennbarem Fluidisierungsgas von unten zum Träger (5) und Einrichtungen (12) zum kontinuierlichen Zuführen von vorerhitztem, pulverförmigem

2^r, Rohmaterial zum Träger (5).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Calcinierkammer (1) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der Wirbelschichtträger (5) als ringförmige Rinne im Boden (3)

to der Kammer (1) ausgebildet ist und die Mündung der Zufuhrleitung (7) umgibt, wobei die Mündung das Wehr (6) bildet

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (7) in einer wirbelerzeugenden Verteileinrichtung (7ß^ angeord-

net ist.