DE2607917A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zement - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zementInfo
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Description
MÜLLER-B ORE · GROBNINß· · T)LUVEL · SOB ON · HERTEL
PAT E XTASWiLTE
A 2473/Hl
DR. WOLFGANG MÜUUER-BORE (PATENTANWAUTVON 1927-1975)
HANS W. GROENING. DIPL.-ING. DR. PAUU DEUFEU. DIPL.-CHEM.
DR. ALFRED SCHÖN. DIPU.-CHEM. WERNER HERTEU, D1PU.-PHYS.
THE ASSOCIATED PORTLAND CEMENT MANUFACTURERS LTD.
London, England 26. FEB. 1978
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Zement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Zement und insbesondere zum Brennen
bzw. Calcinieren von Feststoffen auf einem Wanderrost. Die Erfindung betrifft speziell ein Verfahren und eine
Vorrichtung, bei welchen Rohstoffe für die Herstellung von Portlandzement auf einem FaIIstrom-Wanderrost vorgebrannt
bzw. vorcalciniert werden, ehe sie zu einem Drehofen für die Herstellung von Zementklinker geführt werden. Der
Wanderrost ist mit Ausnahme der Aufgabe- und Abgabeöffnungen und der Gasabführungsleitungen umschlossen.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden zuerst kugelig gemachte oder körnige Rohstoffe für die Zementherstellung
längs eines Wanderrostes geführt, wobei eine Trocknung und eine teilweise Entkohlung der Rohmaterialien
dadurch erfolgt, daß heißes Gas nach unten durch das Material auf dem Rost geführt wird. Das auf diese Weise vorbehandelte
Feststoffmaterial kann dann durch eine Rinne in
einen Drehofen fallen, wo die Entkohlung vervollständigt
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und die Klinkerbildung zum heißeren Ende des Drehofens hin abgeschlossen wird, von wo aus der Klinker für die
Abkühlung abgegeben wird. Der Drehofen wird auf herkömmliche Weise mittels einer Flamme beheizt, die am Feststoffabgabeende
des Ofens eingeführt wird, wobei beispielsweise Kohlenstaub als Brennstoff verwendet wird. Das heiße Gas für
den Wanderrost wird dadurch erzeugt, daß die heißen gasförmigen Verbrennungsprodukte aus dem Drehofen nach oben
durch die die Rinne bildende Steigleitung und wenigstens einmal über und durch den Rost mittels eines oder mehrerer
Sauggebläse gezogen werden.
Die gesamte Wärmezufuhr für die im Drehofen und am als Vorerhitzer
wirkenden Wanderrost auszuführende Arbeit beruht somit auf der Brennstofflamme des Drehofens. Die Temperatur
am heißen Ende des Drehofens liegt gewöhnlich bei etwa 145o°C,während die am Abgabeende des Laufrostes in der
Größenordnung von 9oo C bis 1ooo°C liegt.
Die Geschwindigkeit des durch die Steigleitung von dem Drehofen zu dem Rost nach oben bezogenen heißen Gases und somit
die Gasmenge und dadurch die Wärmezuführung am Rost sind für
eine gegebene Gebläsekapazität durch wenigstens zwei Faktoren begrenzt, nämlich durch den Druckabfall des Gases als Folge
der Verengung, die sich durch das Feststoffbett auf dem Rost gegenüber dem Durchgang des Gases durch das Bett ergibt, und
durch die Neigung,Staub aus dem Drehofen die Steigleitung
hoch zu blasen, was an sich unerwünscht ist und außerdem das Zusammenbacken des wandernden Bettes begünstigt, was eine
Zunahme der vorstehend erwähnten Verengung bzw. Einschnürung zur Folge hat. Das Ausmaß der Vorbehandlung, insbesondere
der Entkohlung, die dadurch auf dem Wanderrost erreicht v/erden
kann, ist deshalb begrenzt.
Der Grad der erreichbaren Entkohlung ist in jedem Fall abhängig von der Restwärmemenge, die vom Drehofen her nach
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der Brennzone zur Verfügung steht, und unterliegt dementsprechend keiner direkten Steuerung. In allen Fällen ist
die Entkohlung beträchtlich, die in dem Drehofen abgeschlossen werden muß und die eine Belastung der Ofenhilfsquellen
bzw. -leistungsfaktoren und einen bestimmenden Faktor der Ofenleistung darstellt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, in dem Wanderrost-Vorerhitzer bei dem Verfahren der
vorstehend genannten Art eine erhöhte und steuerbare Entkohlung zu erreichen, ohne daß die Nachteile auftreten, die
sich bisher bei Versuchen mit erhöhtem Gasstrom ergaben, um so eine erhöhte spezifische Prozeßleistung und demzufolge
eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit sowohl hinsichtlich der Anlage als auch des Brennstoffes zu erzielen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zum Brennen von Feststoffmaterialien in einem Fallstrom-Wanderrost vor
der Behandlung bei höherer Temperatur in einem kontinuierlich arbeitenden Ofen, wobei Wärme für das Brennen dadurch erhalten
wird, daß ein Heißgasabstrom aus dem Ofen in den
Wanderrost durch den Feststoffabgabeauslaß gezogen wird, dadurch gelöst, daß zusätzliche Wärme aus einer Hilfsquelle
in einem stromab liegenden Abschnitt des Wanderrostes einge-•
führt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Brennen von Feststoffmaterialien
vor der Behandlung bei einer höheren Temperatur in einem kontinuierlich arbeitenden Ofen mit einem Fallstrom-Wanderrost,
um einen Heißgasabstrom aus dem Ofen durch den
Feststoffabgabeauslaß des Rostes zu ziehen, zeichnet sich
dadurch aus, daß der Rost Einrichtungen aufweist, um aus einer Hilfsquelle zusätzlich Wärme in einem stromab gelegenen
Abschnitt des Wanderrostes zuzuführen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemaße
Vorrichtung eignen sich besonders vorteilhaft für die Herstellung von Portlandzement, wobei die vorstehend genannten
Feststoffe die den Zementklinker bildenden Rohmaterialien und der Ofen ein herkömmlicher Zement-Drehofen sind.
Bei einer typischen Anlage der beschriebenen Art kann der Wanderrost ein soganannter "Lepol"-Rost sein, der vorzugsweise
eine vertikale Trennwand hat, die einen umschlossenen stromauf gelegenen Abschnitt und einen stromab gelegenen Abschnitt
begrenzt, wobei der beschickte Rost durch beide Abschnitte geht. Weiterhin ist der Rost mit einem dazwischenliegenden
Entnahmegebläse versehen, um von unterhalb des stromab gelegenen Abschnittes Gas mit Hilfe von Zyklonen für
die Staubentfernung zu dem Raum oberhalb des stromauf gelegenen Abschnittes zu transportieren. Ein am Ende befindliches
Entnahmegebläse dient zum Abzug von Gas von unterhalb des stromauf gelegenen Abschnittes. Bei einer derartigen
Anlage wird die zusätzliche Wärme in den stromab gelegenen Abschnitt vorzugsweise bei etwa einem Fünftel bis einem
Drittel des Weges von der Trennwand zum Rostabgabeende eingeführt bzw. induziert.
Durch die Anwendung der Erfindung auf die Zementherstellung
kann auf dem Wanderrost eine Entkohlung erreicht werden, die beispielsweise das Zweifache der bisher erreichten Entkohlung
beträgt. Das bedeutet, daß die 4o %-ige Entkohlung auf eine 80 %-ige Entkohlung gesteigert werden kann. Die Erhöhung der
Temperatur von beispielsweise 7o bis 1oo°C in dem Raum über dem stromab gelegenen Teil des Rostes kann auf günstige Weise
erreicht werden. Eine weitere Erhöhung der Temperatur über einen bestimmten Wert kann zu einem Kleben des Bettmaterials
führen.
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Die Rostverengung und die Temperatur am hinteren Ofenende
bleibt bei der Zuführung von zusätzlicher Wärme zu dem Rost trotz der Steigerung der Produktleistung bzw. der Produktabgabe
gleich, da der gesteigerte Anteil der Entkohlung infolge des Vorerhitzers ein verringertes Gasaustrittsvolumen
des Drehofens ergibt, was beispielsweise eine 3o %-ige Verringerung
der Gasgeschwindigkeit bezogen auf die Klinkerabgabe bei reduzierter Staubaufnahme in diesem Gas zeigt.
Unter den erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen muß deshalb
eine erhöhte Gasinenge durch die Verbindung zwischen dem
Drehofen und dem Wanderrost, d. h. die Rinne und die Steigleitung,
gezogen, werden, so daß als Begleiterscheinung weniger Staub übergeführt wird. Die Staubmenge, die zu dem Rost
transportiert wird, wird weiterhin dadurch reduziert, daß
der spezifische Staubgehalt des Gases ebenfalls niedriger ist, da er stark von der Gasgeschwindigkeit abhängt. Demzufolge
wird die spezifische Einschnürung bzw. Verengung- für
den Gasdurchstrom durch das Bett auf dent Waoderrost dadurch
verringert, daß eine Verstopfung oder Zusetzung des Bettes durch Staub verringert wird und die Bettiefe durch Erhöhung
der Feststoffzuführungsmenge pro vorgegebener Rostgeschwindigkeit
gesteigert werden kann, wodurch der Durchsatz erhöht wird.
Die gesteigerte Entkohlung in dem Vorerhxtzer entlastet den
Drehofen von einer merklichen Arbeitsbelastung-, Deshalb
erzeugt der Drehofen eine wesentlich, beispielsweise itn
1o bis 15 Gew.%, gesteigerte Abgabemeage* ohne «laß irgemöeiae
Steigerung an Brennstoff oder der Leistung einer anderen. Hilfsquelle,
wie.die Gebläseleistung, erforderlich ist, was eine verbesserte Gesamtwirtschaftlichkeit trotz der zusätzlichen
Heißgaszuführung ergibt. Bei Erhöhung der Gebläseleistuagen
ist eine weitere Verbesserung möglich.
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Gewünschtenfalls kann auch. Vorsorge dafür getroffen werden,
daß von dent Klinkerkühler abgezogene Wärme durch geeignete Einrichtungen, beispielsweise einen Wärmetauscher, transportiert
wird, uia die dem Rost zugeführte Wärme zu steigern.
Auf jeden Fall gibt die Erfindung eine verbesserte bedarfsabhängige Verteilung der Wärmezufuhr.
Die dem Host zuzuführende zusätzliche Wärme kann auf vielfältige
Weise erzeugt werden, beispielsweise in Form eines heißen gasförmigen Verbrennungsproduktes eines zusätzlichen
Ofens mit einer geeigneten Luftzuführung, der mit einem
gasförmigenr flüssigen oder festen Brennstoff arbeitet,
beispielsweise mit Schweröl oder Leichtöl oder mit Kohlenstaub, wobei das heiße Verbrennungsprodukt in den Raum über
dem stromab gelegenen Abschnitt des Rostes über eine entsprechende
Leitung geführt wird. Die Flammencharakteristiken, die Brennertemperatur und der Mengenstrom sind in bekannter
Weise einfach zu steuern, um dem zusätzlichen Heizgas die Temperatur zu geben, die über dem Rost erforderlich ist,
d. h. beispielsweise in der Größenordnung von oder bis zu etwa tao°C über der Temperatur, die bei dem bekannten Prozeß
bisher vorhanden ist.
Alternativ kann ein Hilfsbrenner mit anderen minderwertigen
Brennstoffen, Yerbrennungsmüil oder anderen brennbaren Abfallstoffen
betrieben, werden, wobei vorteil&afterwexse eine
Wirbelbett—Verbrennungseinrichtung benutzt wird. Bei einer anderen Ausführungsform kann minderwertiger Brennstoff oder
Abfall auf das Bett auf dem Wanderrost selbst injiziert
werden, unter minderwertigem Brennstoff ist ein Brennstoff
zu verstehen, der in seiner Qualität unter dem Brennstoff liegtr der zum Befeuern des Hauptofens benutzt wird.
Anhand der beiliegenden Zeichnung, welche schematisch in
einer Seitenansicht eine erfindungs gemäße Vorrichtung mit
Wanderrost zeigt, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, nimmt ein Wanderrostofen
1 Material 2 für die Portlandzementklinkerherstellung in feuchter kugeliger Form bei etwa 25 C auf.
Das Material tritt durch einen Trichter 3 ein und bildet ein Bett auf dem Rost 4, der ein gasdurchlässiger Förderer
ist und aus Elementen zusammengesetzt ist, die miteinander verbunden sind und wie gezeigt längs einer geschlossenen
Bahn laufen. Der Förderer wird von einem nicht gezeigten geeigneten Motor angetrieben. Das Bett wird auf dem Rost
gefördert und in eine Rinne 5 nach unten in einen Drehofen 6 für die Umwandlung in Klinker nach Abschluß der Entkohlungsreaktion
abgegeben, die teilweise auf dem Rost abläuft.
Das Bett geht durch zwei Kammern in einer den Rost umschliessenden
Haube 16, nämlich durch einen stromauf liegenden Abschnitt
7 und einen stromab liegenden Abschnitt 8, die durch eine vertikale Trennwand 9 getrennt sind, welche den
Durchgang des Bettes zuläßt.
Abströmende gasförmige Verbrennungsprodukte und Entkohlungsprodukte
aus dem Drehofen 6 werden durch die von der Rinne gebildete Steigleitung mit etwa 95o C nach oben über das
Abgabeende 1o des Rostes in den Raum über dem Rost in dem
stromab gelegenen Abschnitt 8, nach unten durch das Bett in diesem Abschnitt bei etwa 52o C und in öffnungen 11, die
über schematisch bei 12 gezeigte Leitungen in Staubseparierungszyklone
führen, unter dem Einfluß eines nicht gezeigten dazwischen angeordneten Sauggebläses gezogen.
Aus den Zyklonen 13 wird das Gas bei etwa 29o°C durch eine
Leitung 14 in den Raum über dem Rost in dem stromauf liegenden Abschnitt 7, nach unten durch das Bett in diesem Abschnitt und in öffnungen 15, die über schematisch bei 17
gezeigte Leitungen in Staubabscheidezyklone 18 führen, unter dem Einfluß eines weiteren nicht gezeigten Gebläses
gezogen, welches zur Gasabführungsanlage 19 fördert.
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In dem stromauf gelegenen Abschnitt werden vorherrschend die Feststoffe in dem Bett getrocknet und vorerhitzt,
während in dem stromab gelegenen Abschnitt hauptsächlich eine Entkohlung und der Beginn der Calcinierung erfolgt,
die dann später in dem Drehofen abgeschlossen wird.
Ein zusätzlicher Ofen, insbesondere eine Wirbelbett-Verbrennungseinrichtung
2o, wird bei 21 mit Brennstoff oder einem anderen brennbaren Material und bei 22 mit Luft
versorgt, so daß man eine gesteuerte Verbrennung erhält, die eine gewünschte Menge gasförmiger Verbrennungsprodukte
von etwa 1ooo°C ergibt. Diese gasförmigen Produkte werden durch eine Leitung 23 in den stromab gelegenen Abschnitt
geführt, um dem Bett zusätzlich Wärme zuzuführen. Dadurch, daß die heißen Gase auf den stromauf gelegenen Teil des
stromab gelegenen Abschnittes, wie gezeigt, gerichtet werden, erhält man eine optimale Bettdurchlässigkeit. In dem Klinker
kann in bestimmten Fällen Asche verwendet werden, die bei abgegeben wird. Gewünschtenfalls kann anstelle der Erzielung
der Zusatzwärme aus einem Ofen minderwertiger Brennstoff oder zerkleinerter Müll durch einen geeigneten Einlaß, beispielsweise
durch ein Drehventil 24 bzw. eine Zellradschleuse injiziert werden.
Es ist dafür gesorgt, daß die Gasdruckverteilung in der Anlage durch die Injizierung von Material in den Abschnitt
8 nicht beeinträchtigt wird. In der Praxis wird der gesamte Prozeß durch die erfindungsgemäße.Wärmezuführung
wirtschaftlicher und wirksamer steuerbar.
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Claims (1)
- — y —ANSPRÜCHE1. Verfahren zum Calcinieren von Feststoffen auf einem von oben nach unten von Gas durchströmten Wanderrost vor der Behandlung bei einer höheren Temperatur in einem kontinuierlich arbeitenden Ofen, wobei Wärme für die Calcinierung dadurch erzielt wird, daß ein Heißgasabstrom aus dem Ofen in den Wanderrost durch dessen Feststoffabgabeauslaß gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Wärme von einer Hilfsquelle .in einem stromab gelegenen Abschnitt des Wanderrostes eingeführt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe Rohmaterialien für die Portlandzementklinkerherstellung sind.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärme in den stromab gelegenen Abschnitt eines Wanderrostes eingeführt wird, der durch eine vertikale Trennwand in zwei Abschnitte unterteilt ist.4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärme wenigstens vorherrschend in den stromab gelegenen Abschnitt in'einem Abstand von der Trennwand eingeführt 'wird, der ein Fünftel bis· ein Drittel der Entfernung zwischen Trennwand und Abgabeende des Rostes beträgt.5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärme in Form eines heißen gasförmigen Verbrennungsproduktes eines Hilfsofens erzeugt wird.7/0894- Io -"6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärme durch Verbrennen von minderwertigern Brennstoff oder Abfall erzeugt wird.7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärme bei einer Temperatur zugeführt wird, welche die Temperatur, die sonst auf dem Rost herrschen würde, um 0 bis 1oo grd C überschreitet.8. Vorrichtung zum Calcinieren von Feststoffen vor der Behandlung bei einer höheren Temperatur in einem kontinuierlich arbeitenden Ofen mit einem von oben· nach unten durchströmten Wanderrost, bei welchem ein Heißgasabstrom aus einem derartigen Ofen durch den Feststoffabgabeauslaß des Rostes ziehbar ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rost (4) Einrichtungen (23, 24) zum Zuführen von zusätzlicher Wärme aus einer Hilfsquelle C2o) in einen stromab gelegenen Abschnitt (8) des Wanderrostes (4) aufweist.9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der stromab gelegene Abschnitt der stromab liegende Teil eines Wanderrostes (4) ist, der durch eine vertikale Trennwand (9) in zwei Abschnitte unterteilt wird.1o. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) für das Einführen von Wärme in den stromab gelegenen Abschnitt (8) in einem Abstand von"der Trennwand (9) angeordnet ist, der etwa einem Fünftel bis einem Drittel des Abstandes zwischen Trennwand (9) und Abgabeende (1o) des Rostes entspricht.609837/0 8 9411. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) zum Zuführen von Wärme einen Hilfsofen (2o) aufweist.12. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von Wärme ein Einlaßventil (24) für ein festes Brennmaterial in der Abdeckung (16) des Wanderrostes (4) aufweist.603837/0894Leerseite
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BLUE CIRCLE INDUSTRIES LTD., LONDON, GB |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |