DE2523737B2

DE2523737B2 - Verfahren zum Brennen von Zementklinker und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2523737B2
Application number: DE19752523737
Authority: DE
Inventors: Jiri Dipl.-Ing. Filous; Petr Nemecek; Josef Dipl.-Ing. Plsek
Original assignee: Prerovske Strojirny Np Prerau (tschechoslowakei)
Current assignee: Prerovske Strojirny Np Prerau (tschechoslowakei)
Priority date: 1974-05-29
Filing date: 1975-05-28
Publication date: 1979-04-12
Also published as: CS171782B1; GB1501472A; JPS50159515A; BR7503376A; DE2523737A1; DD121173A1; JPS569469B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Brennen von Zementklinker der im Oberbegriff des ^b5 Patentanspruchs I vorausgesetzten Art und auf eine Vorrichtung zu dessen Durchführung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Seit kurzem werden neue Methoden zum Brennen von Klinker eingeführt, bei denen zwischen den Drehofen und den Dispersionsvorwärmer des Rohstoffes ein Kalziniersystem mit eigener Zufuhr von Brennstoff und Luft eingeschaltet sind. Die beim Verbrennen des Brennstoffes in diesem Kalziniersystem freiwerdende Wärme wird zur Durchführung des überwiegenden Teiles der Rohstoffkalzinierung ausgenutzt Im eigentlichen Drehofen erfolgt dann nur noch die Endphase der Kalzinierung und der Klinkerprozeß (DD-PS 51 795). Dadurch kann die dem Drehofen zugeführte Brennstoffmenge herabgesetzt werden, was eine kleinere Wärmebeanspruchung des Ofens und Verringerung seiner Abmessungen zur Folge hat Dadurch werden Schwierigkeiten beseitigt, die bei herkömmlichen Ofenanlagen von großen Leistungen oft entstehen, deren Durchmesser häufig so groß war, daß er beträchtliche Schwierigkeiten bei der Erzeugung, Beförderung und Montage verursachte. Außerdem hatte das ständige Vergrößern des Drehofens einen ungünstigen Einfluß auf die Lebensdauer seiner Ausmauerung.

Das Kalziniersystem kann verschieden ausgebildet sein. Im Prinzip bestehen jedoch die meisten Systeme aus einem eigenen Kalzinator zum Verbrennen des Brennstoffes mit dem Material in Dispersion oder auch im Fluidzustand und zum Kalzinieren und weiter aus einem heißen Abscheidesystem, in dem der kalzinierte Rohstoff von den heißen Abgasen getrennt wird. Dem Kalzinator werden Brennstoff und die nötige Verbrennungsluft zugeführt, und zwar wird vorzugsweise ein Teil der vorerwärmten Luft aus dem Klinkerkühler und der vorerwärmte Rohstoff aus dem Vorwärmer entnommen. In die Ofenanlage dieses Typs ist somit eine weitere Verbrennungsstelle eingereiht.

Eine richtige Koordinierung und Möglichkeit einer unabhängigen Regulierung dieser beiden Verbrennungsvorgänge, d. h. der Verbrennungsvorgänge im Drehofen und im Kalzinator, ist die Voraussetzung für eine ökonomische und sichere Ofenführung.

Hinsichtlich der gegenseitigen Kopplung beider Verbrenni-ngsvorgänge kann die bekannte Anordnung der Ofen-Anlagen dieses Typs in zwei Gruppen unterteilt werden. Bei den meisten bekannten Anordnungen sind beide Verbrennungsvorgänge hintereinander geschaltet und angeordnet. Der Gasdurchfluß durch die Anordnung wird durch ein Ofengebläse durchgeführt, wobei in der Luftleitung für den Kalzinator ein Hilfsgebläse zur Ausgleichung der höheren Druckverluste dieser Abzweigung eingereiht sein kann. Die Rauchgase aus dem Drehofen durchströmen das Kalzinierungssystem, wo sie mit den im Kalzinier-System entstandenen Gasen gemischt werden. Sie können sich auch vor dem Eintritt in das Kalziniersystem mit der nötigen aus dem Klinkerkühler zugeführten Verbrennungsluft mischen. Diese Anordnung ist vom Standpunkt der Betätigung und der Steuerung des Ofenbetriebes unvorteilhaft, weil ein Eingriff in den Verbrennungsvorgang in einer Verbrennungsstelle auch den Verbrennungsvorgang in der anderen Stelle beeinflußt.

Als vorteilhafter zeigt sich daher eine Zweistromanordnung, wo beide Verbrennungsstellen parallel angeordnet und voneinander unabhängig sind. Bei einer solchen Anordnung hat jede Verbrennungsstelle ihren selbständigen Gasstromkreis mit eigenem Ventilator. Das erfordert die Installierung eines Rohstoffvorwärmers mit zwei Abzweigungen, wobei durch die eine Abzweigung des Vorwärmers nur Rauchgase aus dem

Drehofen und durch die andere Abzweigung des Vorwärmers Rauchgase aus dem Kalziniersystem geführt werden. Bei einer solchen Anordnung gehen die Rauchgase aus dem Drehofen nicht durch das Kalziniersystem durch, sondern werden direkt der Vorwärmerabzweigung zugeführt

Die Rauchgase aus dem Drehofen haben bei diesem Verfahren des Klinkerbrenners eine höhere Temperatur als bei der klassischen Anordnung der Ofenanlage, d. h. bei einem kurzen Drehofen mit Vorwärmer. Den ι ο Betriebserfahrungen und Kalkulationserwägungen nach kann die Temperatur der Rauchgase hinter dem Drehofen 1100-125O⁰CJe nach Betriebsbedingungen erreichen. Die Rauchgase nehmen aus dem Drehofen eine beträchtliche Menge von Staub mit, der etwa die ι ί gleiche Temperatur wie die Rauchgase aufweist. Bei diesen hohen Temperaturen hat der Staub eine Neigung zbin Ankleben an den Wänden der Vorrichtung. Um einer Verklebung der Vorrichtung und dadurch einer Störung des Ofenbetriebes vorzubeugen, ist es zweckmäßig, die aus dem Drehofen abströmenden Rauchgase zu kühlen.

Bei der Anordnung der ersten Gruppe, bei der die Rauchgase aus dem Drehofen über die Kalziniervorrichtung gehen, werden die Rauchgase durch Vermi- 2ϊ schung mit der kälteren aus dem Klinkerkühler zugeführten Luft gekühlt. Diese Methode kann jedoch nicht bei einer Zweistrom-Anordnung angewendet werden, da die Rauchgase nicht durch das Kalziniersystem wandern, und man kann sie daher nicht mit der 3d Verbrennungsluft vermischen.

Für eine Zweistrom-Anordnung ist bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen worden (DE-OS 25 09 127), bei der die Kalzinierkammer koaxial direkt an den Schacht der einen Vorwärmerabzweigung und ein Rohr ü zur Abführung des vorgewärmten Rohstoffes aus dem Schacht der anderen Vorwärmerabzweigung an die Rohrleitung der vorgewärmten Luft angeschlossen sind, die in die Kalzinierkammer einmündet. Der vorgewärmte Rohstoff wird also aus dem einen Vorwärmer in den direkt angeschlossenen Kalzinator geleitet, und der vorgewärmte Rohstoff aus dem zweiten Vorwärmer wird in die Rohrleitung der Brennluft eingeführt, die aus dem Klinkerkühler zugeführt wird, und mit dieser in den Kalzinator eingeführt. 4

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Vorrichtung derart zu verbessern, daß die Rauchgase aus dem Drehofen in einfacher Weise ausreichend gekühlt werden und die Gefahr der Bildung von >u Staubanklebungen in der Drehofenrauchgas-Rohrleitung und im unteren Teil des zweiten Rohstoffvorwärmers herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und >"> vorrichtungsmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 3 bis 7 gekennzeichnet. wi

Die Einführung des im ersten, von den Rauchgasen aus dem Kalziniersystem durchströmten Vorwärmer vorgewärmten Materials in den Strom der Rauchgase aus dem Drehofen setzt die Temperatur der Rauchgase soweit herab, daß praktisch keine Gefahr der Bildung μ von Staubanklebungen an den genannten Stellen mehr besteht. Außerdem trägt die vollkommene Vermischung beider vorgewärmten Materialströme zu einem gleichmäßigen Gang des Ofenbetriebes bei.

Im folgenden werden Ausführungen einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Vorrichtung mit einem für einen absteigenden Gasstrom ausgelegten Kalzinator und zwei Schachtvorwärmern;

F i g. 2 eine weitere Ausführung mit einem Kalzinator für einen aufsteigenden Gasstrom und einem Zyklonvorwärmer.

Die Anlage nach F i g. 1 besteht aus einem Drehofen 1, einem Rostkühler 2 für den Klinker, einem Kalzinator 3, einem heißen Abscheidezyklon 4 und zwei Rohstoffvorwärmern 5 und 6. Der Vorwärmer 5 ist an eine Rohrleitung 7 zum Abziehen der Rauchgase aus dem Drehofen 1 angeschlossen, und der Vorwärmer 6 ist durch ein Abzugsrohr 18 mit dem heißen Abscheidezyklon 4 verbunden. Das Verbrennen des Brennstoffes erfolgt einerseits im Drehofen 1 durch Brenner 20 und unter Ausnutzung eines Teils der aus dem Rostkühler 2 über eine Ofenkammer 26 geführten vorgewärmten Luft, andererseits im Kalzinator 3 durch Brenner 21 unter Ausnutzung eines Teils der vorgewärmten, durch die Rohrleitung 8 aus dem Rostkühler 2 zugeführten Verbrennungsluft

Das Material wird unabhängig in beide Vorwärmer 5 und 6 durch die Rohre 24 und 25 in einer Menge eingetragen, die von der Wärmekapazität der den zuständigen Vorwärmer 5; 6 durchströmenden Rauchgase abhängt Das Material wandert auf bekannte Weise durch beide Vorwärmer 5, 6, wird durch die von den Gasen abgegebene Wärme erwärmt und sammelt sich in den unteren kegelförmigen Schüttrichtern 27 und 28.

Das in dem kegelförmigen Schütttrichter 28 gesammelte Material aus dem Vorwärmer 6 wird durch ein mit einem Verschluß 12 versehenes Rohr 11 in die Rohrleitung 7 für die Rauchgase aus dem Drehofen 1 eingeführt und von ihnen in den unteren Teil des Vorwärmers 5 mitgenommen. Hier wird der überwiegende Teil von den Rauchgasen abgeschieden, mit dem Material im Vorwärmer 5 vermischt und zusammen mit diesem durch eine Austragsrohrleitung 14 mit einem Verschluß 13 in die Rohrleitung 8 für die Verbrennungsluft eingeführt, von wo es zum Kalzinator 3 gelangt. Die gröberen Materialstücke, die von den Gasen nicht mitgenommen werden, fallen durch die Luftrohrleitung 8 in einem unteren Sammelstutzen der aufsteigenden Zweigleitung, von wo sie durch ein Rohr 15 mit Verschluß 16 in den Kopf 19 des Drehofens 1 eingeführt werden.

Im Kalzinator 3 wird das Material unter Ausnutzung der durch die Verbrennung von Brennstoff entstandenen Wärme kalziniert und dann zusammen mit den entstandenen Rauchgasen in den heißen Abscheidezyklon 4 eingeführt. In diesem Zyklon 4 wird der kalzinierte Rohstoff von den Rauchgasen getrennt und dann durch das Rohr 9 mit einem Verschluß 10 zur weiteren Behandlung dem Drehofen 1 zugeführt. Im Drehofen 1 wird die Kalzinierung des Rohstoffes abgeschlossen und der Sinterprozeß unter Ausnutzung der durch die Verbrennung des dem Brenner 20 zugeführten Brennstoffes erhaltenden Wärme durchgeführt. Die Rauchgase aus dem Drehofen 1 strömen durch die Rohrleitung 7 in den Vorwärmer 5, wo sie einen Teil ihrer Wärme an den Rohstoff abgeben und durch die Rohrleitung 36 durch ein Gebläse 22 abgezogen werden. Die Rauchgase aus dem Kalzinator

3 werden durch die Rohrleitung 17 zusammen mit dem bereits kalzinierten Rohmaterial dem Abscheidezyklon

4 zugeführt, von wo sie nach Abscheidung des Rohstoffes durch die Rohrleitung 18 in den zweiten Vorwärmer 6 eingeführt werden. Hier geben sie einen Teil ihrer Wärme an den Rohstoff ab und werden durch die Rohrleitung 37 mittels eines Gebläses 23 abgezogen.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführung werden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie bei F i g. 1 verwendet. Als ein Vorwärmer dient hier ein Zyklonabscheider mit mehreren Zyklonstufen 29,30,31, die durch Rohrleitungen 33 und 35 zum Abführen der Gase und durch Rohre 34 und 32 zum Rohstoffeintrag verbunden sind. Auch der Kalzinator 3 ist geringfügig abgeändert. Die Verbrennungsluft wird durch eine Rohrleitung 8 in den unteren Teii eingeführt und das Gemisch aus den Rauchgasen und dem Rohstoff tritt durch die Rohrleitung 17 im oberen Teil des Kalzinators 3 aus. Das Zuführrohr 14 des vorerwärmten Rohstoffes ist gerade in den oberen Teil des Kalzinators 3 eingeführt. Das Material, das durch den Kalzinator 3 durchfällt und nicht von den Gasen in den heißen Abscheidezyklon 4 mitgenommen wird, ggf. mit Stücken der herausgefallenen Ausmauerung werden durch das Rohr 15 mit dem Verschluß 16 in den Kopf 19 des Drehofens 1 eingebracht.

Die Grundfunktion der Vorrichtung gemäß F i g. 2 ist die gleiche wie die nach Fig. 1. Die Rauchgase aus dem Drehofen 1 werden in den einen Vorwärmer, in diesem Fall in den Schachtvorwärmer 5, eingeführt, während die Rauchgase aus dem Kalziniersystem in den zweiten Vorwärmer, in diesem Fall in den mehrstufigen Zyklonvorwärmer 29, 30, 31 eingeführt werden. Das vorgewärmte Material aus dem Zyklonvorwärmer, das in dem unteren Teil der letzten Zyklonstufe 29 gesammelt ist, gelangt durch das Rohr Il mit dem Verschluß 12 in die Rohrleitung 7 für die Rauchgase aus dem Ofen 1, von denen es in den Schacht des zweiten Vorwärmers 5 mitgenommen wird, wo es sich mit der in diesem Vorwärmers vorgewärmten Luft vermischt und zusammen mit dieser zur weiteren Wärmebehandlung durch das Rohr 14 mit dem Verschluß 13 dem Kalzinator 3 zugeführt wird.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird das Zwei-Strom-System der Gasführung ausgenutzt. Dieses System erfordert zwei Vorwärmer, wobei jeder Vorwarmer vom beliebigen Typ sein kann. Das Zweistromsystem ermöglicht eine bessere Betätigung und Steuerung des Ofenbetriebes, weil beide Verbrennungsstellen parallel geschaltet sind und voneinander unabhängig reguliert werden können.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei verschiedene Kalziniersysteme dargestellt, wobei jedoch auch noch andere Kalziniersysteme benutzt werden können, die im Betrieb keine Rauchgase aus dem Ofen ausnutzen.

Durch Verwendung von Reinluft im Kalzinator wird die Verbrennung und Geschwindigkeit und Intensität der Kalzinierreaktion erhöht. Die Einführung des vorerwärmten Rohstoffes aus dem Vorwärmer, die die Rauchgase aus dem Kalziniersystem ausnutzt, in den Strom der Rauchgase aus dem Drehofen setzt die Temperatur dieser Gase herab, wodurch die Gefahr der Bildung von Anklebungen in der betreffenden Rohrleitung und in dem unteren Teil des zweiten Vorwärmers herabgesetzt wird. Der vorgewärmte Rohstoff erreicht maximal 30% Kalzinierungsgrad und eine Vorwärmtemperatur von ca. 800⁰C. Die in den heißen Rauchgasen enthaltene Wärme wird daher überwiegend zur Durchführung des weiteren Teils dei Kalzinierreaktion ausgenutzt. Die Temperatur de; Rohstoffes steigt nicht stark und bleibt stets unter derr kritischen Wert, bei dem die Gefahr der Anklebunger besteht. Per heiße aus dem Drehofen ausgetragene Staub kü^ sich nach Vermischung mit dem Materia aus dem Vorwärmer ebenfalls ab, was wieder seine Anklebungsmöglichkeit vermindert. In dem unteren Tei des zweiten Vorwärmers kommt es zu einem vollkommenen Vermischen beider Ströme des vorerwärmter Rohstoffes, der dann gemeinsam entweder direkt odei mit der Verbrennungsluft zur weiteren Wärmehandlung in den Kalzinator eingeführt wird. Eine vollkommene Vermischung beider Ströme des vorerwärmten Rohstoffes trägt zu einem gleichmäßigen Gang des Ofenbetriebs bei.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorzugsweise mit ungefähr verdoppelter Leistung gegenüber einer mit Dispersionsvorwärmer des Rohstoffes ausgestatteten Ofenanlage gefahren werden. Zu einet bestehenden Ofenanlage braucht nur ein weiterer Vorwärmer und ein Kalziniersystem hinzugebaut sowie eine Leitung der Sekundärluft in den Kalzinator installiert zu werden. Die bestehende Vorrichtung wird aufrechterhalten; es ist nur notwendig, eine Anpassung des Kühlers, des unteren Teils des Vorwärmers bzw. des Gebläses vorzunehmen. Der Aufbau von neuen Teilen der Ofenanlage kann während des Betriebes der bestehenden Ofenanlage vorgenommen werden, so daß der Produktionsausfall minimal ist. Das Anschließen der einzelnen Vorwärmer an Ofengase oder an Rauchgase aus dem Kalziniersystem wird je nach der Situation durchgeführt, so daß der Eingriff in die bestehende Vorrichtung äußerst klein ist. Von besonderem Vorteil ist der nachträgliche Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Ofenanlagen, die mit einem vierstufigen Zyklonvorwärmer ausgestattet sind. Die letzte unterste Zyklonstufe kann vorzugsweise als heißer Abscheidezyklon angewendet werden. Eine der möglichen Ausführungen eines solchen Umbaus bei so einer Ofenanlage ist z. B. aus der F i g. 2 ersichtlich. Ein Eingriff in den eigenen Zyklonvorwärmer beim Umbau wird minimal sein. Es brauchen nur die Rohrleitung für die Rauchgase aus dem Drehofen an den neuen Vorwärmer angeschlossen und der Eintritt in die untere Zyklonstufe bzw. die Austrittsleitung des Rohstoffes aus der weiteren Zyklonstufe angepaßt zu werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Brennen von Zementklinker, bei dem das Material zuerst vorgewärmt, danach in einem Kalziniersystem mit separater Brennstoff- und Luftzufuhr kalziniert, im Drehofen gesintert und im Klinkerkühler gekühlt wird, wobei die Rauchgase aus dem Brennofen und die Rauchgase aus dem Kalziniersystem gesondert in separate Rohstoffvorwärmer geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgewärmte Material aus dem von den Rauchgasen aus dem Kalziniersystem durchströmten Rohstoffvorwärmer in den Strom der Rauchgase aus dem Drehofen eingeführt wird, die dabei gekühlt werden, wonach es mit dem im zweiten Rohstoffvorwärmer vorgewärmten Material vermischt und zuletzt zusammen mit ihm zur Wärmebehandlung in das Kalziniersystem eingeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ^o nach Anspruch 1, bestehend aus Drehofen, Klinkerkühler, Dispersionsvorwärmer, zwei parallelgeschalteten Vorwärmern mit separaten Gebläsen und einem Kalziniersystem, das aus einem Dispersionskalzinator und einem heißen Abscheidezyklon -> besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (11) zur Abführung des vorgewärmten Rohstoffes aus dem von Rauchgasen aus dem Kalziniersystem (3) durchströmten Vorwärmer (6; 29, 30, 31) in eine Rohrleitung (7) zur Abführung der Rauchgase aus ^n dem Drehofen (1) in den zweiten Vorwärmer (5) einmündet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (14) zur Abführung des Materials aus dem zweiten Vorwärmer (5) in den '■"· oberen Teil des Dispersionskalzinators (3) einmündet (F ig. 2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (14) zur Abführung des Materials aus dem zweiten Vorwärmer (5) in eine Rohrleitung (8) zur Luftzufuhr aus dem Klinkerkühler (2) in den Dispersionskalzinator (3) einmündet (Fig. I).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder

3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Dispersionskalzinators (3) durch ein Rohr (15) mit dem Eintragskopf (19) des Drehofens (1) verbunden ist(Fig. 2).

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß der aufsteigende Teil ⁵" der Rohrleitung (8) zur Luftzuführung in den Dispersionskalzinator (3) durch das Rohr (15) mit dem Eintrittskopf (19) des Drehofens (1) verbunden ist(Fig.1).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 und ^r'"> 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Vorwärmer (5) ein Schachtvorwärmer ist und der andere aus einem Zyklonaustauschersystem (29, 30, 31) besteht (F ig. 2).

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