DE2712239A1

DE2712239A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von alkaliarmem zementklinker aus alkalihaltigem rohmaterial

Info

Publication number: DE2712239A1
Application number: DE19772712239
Authority: DE
Inventors: Andris Dipl Ing Abelitis
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1977-03-21
Publication date: 1978-09-28
Also published as: DK151875B; US4211573A; GB1602682A; US4370127A; DE2712239C2; FR2384728A1; FR2384728B1; DK151875C; JPS53121027A; ES467882A1; BR7801703A; DK123678A

Description

Anlage zum Patentgesuch der £. , H 77/23

Klöckner-Humboldt-Deutz ' ^ Va/Wr

Aktiengesellschaft

vom 8. März 1977

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von alkaliarmem Zementklinker aus alkalihaltigem Rohmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von alkaliarmem Zementklinker aus alkalihaltigem Rohmaterial, wobei dieses in einem mehrfach gestuften Brennprozeß,vorzugsweise bestehend aus Vorwärmstufe, Entsäuerungsstufe, Sinterstufe und Kühlstufe thermisch behandelt wird und wobei Brennstoff jeglicher Art sowohl in die Entsäuerungsstufe als auch in die Sinterstufe eingeführt wird und Heißluft der Kühlstufe sowohl der Kalzinierstufe als auch der Sinterstufe als Verbrennungsluft zugeführt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, daß Alkaliverbindungen im Zement die Zementerstarrungszeit erheblich verkürzen können und das sogenannte Umschlagen des Zementes herbeiführen. Weiterhin ist bekannt, daß ein zu hoher Alkaligehalt im Zement zu Ausblühungen von Alkalisulfaten im Beton führen kann. Auch bei den sogenannten reaktionsfähigen Zuschlagstoffen kann durch

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einen hohen Alkaligehalt im Zement eine Reaktion der Alkalien mit diesen Zuschlagstoffen ein Alkalitreiben des Zements verursachen und damit die Raumbeständigkeit des Betons gefährden.

Beim Erbrennen von Zementklinker aus alkalihaltigem Rohmaterial werden die Alkalien, insbesondere die Alkalichloride quantitativ im Brennofen verflüchtigt und gelangen mit dem Abgas des Brennofens in den Vorwärmer, wo sie sich auf dem Rohmaterial niederschlagen und im Kreislauf mit dem vorgewärmten Rohmaterial wieder in den Brennofen zurückgeführt werden. Hierdurch entstehen die jedem Fachmann bekannten Alkalikreisläufe im Material- und Gasstrom, die zu hohen Alkalianreicherungen und zu Anbackungen von Alkaliverbindungen im System der Brennanlage führen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, den Zementklinker in zwei Stufen zu erbrennen. Nach früheren Vorschlägen sollen die alkalihaltigen Abgase des Brennofens - Sinterstufe - aus dem Gesamtbrennprozeß abgeführt werden, so daß keine Alkalien auf dem kälteren Rohmaterial kondensieren können. Auf diese Weise kann sich zwingendermaßen kein hoch anreichernder Schadstoffkreislauf im System ausbilden. Dieses Verfahren hat jedoch den außerordentlichen

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großen Nachteil, daß der erhebliche Wärmeinhalt der Abgase der Sinterstufe in jedem Fall ohne Nutzung dem Brennprozeß verloren geht, womit die Herstellungskosten des Zements bis zur vollkommenen Unwirtschaftlichkeit erhöht werden.

In jüngerer Zeit ist zur Herstellung von alkaliarmem Zementklinker aus alkalihaltigem Rohmaterial ein Verfahren bekannt geworden (DT-AS 22 62 213), bei welchem ein Teil der Abgase der Sinterstufe kontinuierlich durch einen Bypaß aus dem Brennprozeß entfernt wird und der andere Teil der Ofenabgase zur Rohmaterialtrocknung verwendet wird. Zur Vorwärmung und Kalzinierung des RohmaterJAs wird heiße Kühlerabluft verwendet, in der zusätzlicher Brennstoff verbrannt wird, wobei die Abgase der Kalzinierstufe zur Vorwärmung des Rohmaterials in der Vorwärmstufe verwendet werden. Je höher der Alkaligehalt in den Ofenabgasen ist, desto höher ist auch der Anteil der Ofengase, die unmittelbar aus dem System verworfen werden. Bei weniger alkalihaltigen Ofenabgasen kann zwar ein größerer Teil der Abgase zur Rohmaterialtrocknung verwendet werden, jedoch wird hierbei thermisch hochwertige Wärme nur unvollkommen genutzt, während im anderen Fall die thermisch hochwertigen Ofenabgase sogar direkt verworfen werden müssen. Dieses Verfahren kann also in keiner Weise hinsichtlich eines wirtschaftlichen Wärme-

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Verbrauchs des Brennprozesses befriedigen. Außerdem ist dieses Verfahren ungeeignet bei der Verarbeitung von Rohmaterial mit stark schwankendem und zeitweise sehr hohem Alkaligehalt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur thermischen Behandlung von insbesondere alkalichloridhaltigern Zementrohgut dahingehend zu verbessern, daß auch ein Zementrohgut mit einem stark schwankenden und zeitweise sehr hohem Alkaligehalt mit geringst möglichen Wärmeverlusten und ohne die Gefahr von Alkalikreisläufen bei geringen Investitionskosten verarbeitet werden kann. Ferner liegt die Aufgabe darin, ohne nachteilige Eingriffe in den Brennprozeß, den Alkaligehalt im Zementklinker auf vorgegebene jeweils zulässige Werte genau einzustellen und auf diese Weise selbst bei schwierigsten Bedingungen auf der Rohmaterialseite einen sogenannten - "Low-Alkali" - Zement herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Teil der alkalihaltigen Abgase direkt aus der Sinterstufe mit den Brenngasen aus der Entsäuerungsstufe in der Vorwärmstufe vermischt wird und das Mischgas hierauf zur Vorkalzinierung und/oder Vorwärmung des Rohmaterials

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dient und daß der andere Teil der alkalihaltigen Abgase der Sinterstufe in an sich bekannter Weise aus dem Brennprozeß entfernt wird. Auf diese Weise ist es möglich, daß trotz veränderlich hoher Alkaligehalte im Zementrohmaterial der Wärmeinhalt eines Teiles der alkalihaltigen Ofenabgase zur Vorwärmung des Rohmaterials ausgenutzt und trotzdem ein Zementklinker mit niedrigem Alkaligehalt erbrannt werden kann. Die bisher in Kauf genommenen Wärmeverluste beim Erbrennen von alkaliarmem Zementklinker aus insbesondere hochalkalihaltigem Zementrohmaterial werden auf diese Weise nunmehr ganz erheblich eingeschränkt. Somit wird eine bestmögliche Brennstoffausnutzung gewährleistet. Zweckmäßig ist hierbei, die Abgase aus der Sinterstufe und die Brenngase aus der Entsäuerungsstufe auf gleichem Temperaturniveau vorzugsweise bei 800 - 1000 C zu vermischen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die der Vorwärmstufe zugeleitete Abgasteilmenge der Sinterstufe vor Eintritt in die Vorwärmstufe durch eine Teilmenge des bereits vorgewärmten Rohmaterials auf das Temperaturniveau der Brenngase aus der Entsäuerungsstufe abzukühlen. Auf diese Weise wird bereits für eine Teilmenge des Rohmaterials in dem heißen Abgasstrom infolge der hohen Temperaturdifferenz zwischen Gas und Rohmehlpartikel eine intensive Entsäuerung

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eingeleitet, so daß das CO₂ schnell und nahezu widerstandslos aus dem Zementrohmehlpartikel weitgehend ausgetrieben wird. Während der Entsäuerung wird infolge des endothermen Prozesses Wärme verbraucht, so daß durch eine vorgegebene Rohmehlteilmenge die heiße Abgasteilmenge gezielt auf das Temperaturniveau der Brenngase aus der Entsäuerungsstufe eingestellt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, statt des vorgewärmten Rohmater ids eine Teilmenge des bereits weitgehend kalzinierten Rohmaterials aus der Entsäuerungsstufe zur GasabkUhlung zu verwenden. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn nur eine geringe Abgasteilmenge zur thermischen Behandlung verwendet werden kann und die andere Teilmenge wegen des hohen Alkaligehalts in den Abgasen verworfen werden muß. Die für die vollständige Entsäuerung der bereits weitgehend entsäuerten Rohmaterialpartikel erforderliche geringe Wärmemenge wird dann diesen heißen Abgasen der Sinterstufe entzogen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der der Vorwärmstufe zugeleiteten Abgasteilmenge aus der Sinterstufe vor Eintritt in die Vorwärmstufe Luft, vorzugsweise heiße Abluft der Kühlstufe als Trägermedium zugeleitet wird. Diese Maßnahme erweist sich insbesondere dann von Vorteil, wenn nur eine sehr geringe Teilmenge der alkali-

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haltigen Gase aus der Sinterstufe zur thermischen Behandlung des Rohmaterials verwendet werden kann und in einem solchen Fall die Gefahr besteht, daß die zur Abkühlung der Abgase verwendeten Rohmaterialien vom Gasstrom nicht mitgerissen werden, sondern unter Umständen direkt in die Sinterstufe fallen. Um dies zu verhindern,wird Luft und vorzugsweise die heiße Abluft der Kühlstufe als Trägermedium verwendet, so daß die für die Abkühlung der heißen Abgase der Sinterstufe verwendeten Rohmaterialien mit Sicherheit von den Gasen mitgenommen werden. Es können natürlich mit gleichem Erfolg fremderhitzte Heißluft, Heißgase aus der Vorwärmstufe oder gereinigte Bypaßgase genommen werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die alkalihaltige Abluftteilmenge der Sinterstufe in mehrere, vorzugsweise parallel zueinander angeordnete Vorwärmstufen geleitet wird, so daß sich das Verfahren auch in einer Anlage mit sehr hoher Durchsatzleistung mit Vorteil einsetzen läßt. Zweckmäßig ist hierbei, daß in dem Fall, wo etwa 50% der alkalihaltigen Abgase der Sinterstufe aus dem Brennprozeß entfernt werden, die restliche Abgasteilmenge ausschließlich in die eine der beiden vorhandenen Vorwärmstufen geleitet wird und dort mit den Brenngasen aus der Kalzinierstufe vermischt wird. Auf diese Weise kann

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selbst bei zwei zueinander parallel angeordneten Vorwärmstufen der eine Strang voll mit den heißen Abgasen der Sinterstufe beaufschlagt werden, während die andere Vorwärmstufe, bezogen auf die Sinterstufe, gasseitig vollständig abgeschiebert ist. Dies hat den Vorteil der besseren thermischen Ausnutzung der heißen Abgase der Sinterstufe·

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ist gekennzeichnet durch wenigstens einen nach dem Schwebegasprinzip arbeitenden Zyklonvorwärmer mit Kalziniereinrichtung, der einem Drehrohrofen vorgeschaltet ist, dem seinerseits ein Gutkühler nachgeschaltet ist, wobei der Drehrohrofen und die Kalziniereinrichtung mit dem Gutkühler heißgasseitig in Verbindung stehen, wobei ferner der Drehrohrofen über wenigstens eine Bypaßleitung mit der Atmosphäre und über wenigstens eine Abgasleitung unter Umgehung der Kalziniereinrichtung mit dem Zyklonvorwärmer verbunden ist. Auf diese Weise wird mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Zementherstellungsanlage erstellt, mit der es möglich ist, auch ein Zementrohmaterial mit stark schwankendem bzw. hoch alkalihaltigern Ausgangsmaterial zu verarbeiten und gleichzeitig die Wärmeverluste pro kg gebrannten Zementklinkers ganz erheblich zu senken.

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Mit einer derart konstruktiv ausgebildeten Herstellungsanlage ist es erstmalig möglich, schwierige Ausgangsmaterialien auf wirtschaftliche Weise und bei optimaler Ausnutzung der Brennstoffwärme zu verarbeiten. Zweckmäßig ist hierbei, daß die Abgasleitung aus dem Drehrohrofen zusammen mit der Gasleitung aus der Kalziniereinrichtung unmittelbar mit dem untersten Zyklon des Zyklonwärmers verbunden ist. Insbesondere dann, wenn die Gasleitung aus der Kalziniereinrichtung oberhalb der Abgasleitung im zylindrischen Teil des untersten Zyklons einmündet, kommt das in diesem Zyklon aus dem Gasstrom der Kalziniereinrichtung abgeschiedene Rohmaterial anschließend mit den heißen Abgasen der Sinterstufe in Berührung, so daß dort eine gewisse Nachkalzinierung erzielt wird. Es ist jedoch prinzipiell auch möglich,die Abgasleitung aus der Sinterstufe in den konischen Teil des untersten Zyklons bzw. in dessen Austragsspitze einzuführen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in die Abgasleitung aus der Sinterstufe eine Zweigleitung für vorgewärmtes und/oder kalziniertes Rohmaterial geführt ist, so daß auf diese Weise eine Abkühlung der heißen Abgase aus der Sinterstufe durch das Rohmaterial selbst erfolgen kann.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in die Abgasleitung vorzugsweise im Bereich der Ausmündung aus dem Drehrohrofen eine Luftleitung geführt ist, zweckmäßigerweise eine Luftleitung, die den Gutkühler und die Abgasleitung miteinander verbindend bzw. aus der Verbindungsleitung zwischen Kalziniereinrichtung und Gutkühler ausmündet und in die Abgasleitung aus dem Drehrohrofen geführt ist. Hierdurch kann heiße Trägerluft in die Abgasleitung gelangen, falls bei einer hohen Bypaßführung der alkalihaltigen Abgase z.B. oberhalb 85% die restlichen,dem Vorwärmer zugeleiteten alkalihaltigen Abgase wegen der festgelegten Querschnittsverhältnisse der Abgasleitung nicht in der Lage sind, das in diese Abgasleitung zur Gasabkühlung eingeführte Rohmaterial zur Abscheidung im untersten Zyklon des Vorwärmers mitzuschleppen.

Zur genauen Einstellbarkeit der in die Abgasleitung eingeführten Rohmaterialteilmenge in Abhängigkeit von der Ofenabgasteilmenge ist in der Gutableitung des untersten Zyklons des Vorwärmers eine Vergabelung mit einem einstellbaren Verteilerorgan angeordnet. Mit gleichem Vorteil ist in der Gutableitung aus dem über dem untersten Zyklon angeordneten Zyklon des Vorwärmers eine Vergabelung mit verstellbarem Verteilerorgan angeordnet, so daß es auch dort möglich ist,

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eine genau einstellbare Gutteilmenge sowohl der Kalziniereinrichtung als auch in die Abgasleitung aus dem Drehrohrofen einzuführen. So wird dafür Sorge getragen, daß die Temperatur der Brenngase aus der Kalziniereinrichtung und die Temperatur der Abgase aus dem Drehrohrofen am Eintritt in den untersten Zyklon des Vorwärmers annähernd gleiche Temperaturen aufweisen, so daß die Gesamtmenge der heißen Abgase auf einheitlich hohem Temperaturniveau zur Vorwärmung der Rohmaterialien dienen können.

Zahlreiche weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Beschreibung eines Ausführungsbespieles für eine Anlage zur thermischen Behandlung von alkalihaltigem Zementrohmaterial näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

eine schematische Darstellung einer Zementherstellungsanlage mit zwei parallel zueinander angeordneten, aus mehreren Zyklonen bestehenden SchwebegasVorwärmern.

Die dargestellte Teilansicht veranschaulicht eine Anlage mit einem Drehrohrofen 1, Ofeneinlaufkopf 2 und zwei parallel zueinander angeordneten, aus mehreren übereinander gesetzten Zyklonen 3 bestehenden Schwebegasvorwärmer 4,5· Mit dem

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Ofeneinlaufkopf 2 ist ein Bypaß 6 verbunden, der mit einer Einrichtung 7 zum Abkühlen der alkalihaltigen Abgase mit kalter Luft oder Wasser oder beidem gemeinsam versehen ist und Ober eine nicht näher dargestellte Elektroentstaubungsanlage mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Zu beiden Seiten der Bypaßleitung 6 sind die Zyklonvorwärmer 4 und 5 angeordnet. Der Ofeneinlaufkopf 2 steht Über die Abgasleitung 8 mit dem untersten Zyklon 3/IV des Vorwärmers in Verbindung. In diesen Zyklon ist außerdem die Gasleitung 9 der Kalziniereinrichtung 10 geführt, die ihrerseits über die Heißluftleitung 11 mit einem Sinter-Gutkühler 28 für das im Drehrohrofen fertiggebrannte Zementrohgut in Verbindung steht, als Reaktionsstrecke ausgebildet ist und eine Brenneinrichtung 24 aufweist. Die Abgasleitung 8 und die Gasleitung 9 sind gemeinsam in den zylindrischen Teil des untersten Zyklons 3/IV geführt, wobei die Gasleitung 9 oberhalb der Abgasleitung 8 angeordnet ist. Die Abgasleitung 8 steht außerdem über eine Zweigluftleitung 12 mit der Heißluftleitung 11 in Verbindung. Die Zyklone 3 eines jeden ZyklonVorwärmers 4,5 sind durch Gasleitungen 13, 14, miteinander derart verbunden, daß die heißen Mischgase aus dem untersten Zyklon 3/IV mittels eines Gebläses 31 nacheinander durch die einzelnen Zyklone des Vorwärmers geführt werden.

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Gutseitig sind die Zyklone 3 des ZyklonVorwärmers 4,5 so miteinander verbunden, daß das den Vorwärmern im jeweils oberen Bereich bei 16,17 aufgegebene Zementrohmaterial im Gegenstrom zu den aufsteigenden heißen Gasen die Zyklone 3 von oben nach unten in bekannter Weise durchsetzt. Nach dem, in Gutdurchlaufrichtung gesehen, jeweils dritten Zyklon 3/III weist dessen Gutableitung 18 eine Vergabelung 19 mit einem Verteilerorgan 20 und eine in die Abgasleitung 8 geführte Zweigleitung 29 auf. Ebenso ist in der Gutableitung 21, die vom untersten Zyklon 3/IV zum Ofeneinlaufkopf 2 des Drehofens 1 führt, eine Vergabelung 22 angeordnet, in der ebenfalls ein verstellbares Verteilerorgan 23 eingesetzt ist, wobei die Vergabelung über die Zweigleitung 30 mit dem unteren Bereich der Abgasleitung 8 in Verbindung steht.

Die Arbeitsweise der dargestellten Anlage ist folgendermaßen:

Das den Zyklonvorwärmerη 4,5 im oberen Bereich bei 16,17 aufgegebene kalte Zementrohmaterial durchsetzt die Zyklone von oben nach unten im Gegenstrom zu den Heißgasen aus dem Drehrohrofen 1 und der Kalziniereinrichtung 10, die im untersten Zyklon 3/IV des jeweiligen Zyklonvorwärmers miteinander vermischt werden. Bin Teil, vorzugsweise der größere Teil des aus dem Zyklon 3/III abgezogenen und bereits weitgehend vor-

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gewärmten Rohmaterials wird in die Kalziniereinrichtung 10 gegeben und dort in den heißen Brenngasen, die durch Verbrennung der über die Brenneinrichtung 24 eingeführten Brennstoffe in der heißen Kühlerabluft erzeugt werden, nahezu vollständig entsäuert. Der andere Teil des vorgewärmten Rohmaterials wird über die Vergabelung 19 und die Zweigleitung 29 in den unteren Bereich der Abgasleitung 8 und dort in den mit etwa 1.200 bis 1.400° C anfallenden heißen alkalihaltigen Abgasstrom des Drehofens geleitet. Beide Rohmaterialteilströme nehmen während des endothermen Vorganges der Entsäuerung Wärme auf, so daß die Temperatur der heißen Gase aus der Kalziniereinrichtung bzw. aus dem Drehofen beim Eintritt in den untersten Zyklon bei etwa 800 - 1.000° C liegt und beide Heißgasströme beim Eintritt in den untersten Zyklon des jeweiligen Zyklonvorwärmers gleich hohes Temperaturniveau aufweisen. Die Mischgase dienen dann zur Vorwärmung des Rohmaterials in den oberen Zyklonstufen der Wärmetauscher.

Das weitgehend kalzinierte Rohmaterial wird im untersten Zyklon aus dem Mischgas abgeschieden und über die Gutableitung 21 zur anschließenden Sinterung in den Drehofen 1 eingeführt, über das in der Vergabelung 22 angeordnete Ver teilerorgan 23 wird eine genau abgestimmte Teilmenge dieses kalzinierten Materials über die Zweigleitung 30 in den unteren Bereich der Abgasleitung 8 eingegeben, so daß auch hierdurch

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die Ofenabgase so abgekühlt werden, daß am Eintritt in den untersten Zyklon 3/IV eine Gastemperatur zwischen 800 1.000° C eingestellt ist.

Wird in die Abgasleitung nur eine geringe Teilmenge der alkalihaltigen Ofenabgase eingeführt, die nicht mehr in der Lage ist, die in die Abgasleitung zur Gasabkühlung aufgegebene Rohmaterialteilmenge im Gasstrom zu verteilen und zum untersten Zyklon mitzunehmen, so wird über die Zweig luftleitung 12 heiße Abluft aus dem Gutkühler zugeführt, so daß die Gasgeschwindigkeit so hoch liegt, daß mit Sicherheit das Rohmaterial aus der Gasleitung in den untersten Zyklon 3/IV der Vorwärmer mitgenommen wird. Die jeweils zu verwerfende Gasmenge der alkalihaltigen Abgase aus dem Drehrohrofen wird kurz hinter dem Austritt aus dem Ofeneinlaufkopf im unteren Bereich des Bypasses 6 durch eine kalte und im Drall in die Abkühleinrichtung 7 eingeführte Luftströmung und gegebenenfalls zusätzlich über die Bedüsungseinrichtung 25 mit Wasser abgeschreckt, so daß mit Sicherheit alle Alkalien in dem Gasstrom sublimieren und als staubfeine Partikel in dem nicht näher dargestellten Elektroabscheider 33 abgeschieden werden können. Die in der Abgasleitung 8, der Bypaßleitung 6, und der Zweigluftleitung 12 jeweils gesondert angeordneten Absperrorgane 25, 26, 27 bekannter Bauart ermöglichen, je nach gewählter und gegeneinander verriegelter Einstellung - 16 -

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einen O - 100 %lgen Bypaß. Einige charakteristische Betriebszustände seien nachfolgend beschrieben.

Bei einem 100 % Bypaß für die alkalihaltigen Ofenabgase ist die Abgasleitung 8 am Ofeneinlaufkopf 2 durch das Absperrorgan 25 verschlossen· Bei einem O % Bypaß werden sämtliche Ofenabgase durch die Abgasleitung 8 in den untersten Wärmetauscher-Zyklon 3/IV geleitet, wobei mittels der Verteilerorgane 20, 23 die in die Abgasleitung 8 geführte Materialmenge so eingestellt wird, daß die Ofenabgastemperatür am Zykloneintritt zwischen 800° C und 1.000° C beträgt.

Bei einem zwischen O und 100 % Bypaß liegenden Betriebszustand wird nur ein entsprechender Anteil der Ofenabgase durch die Abgasleitung 8 in den untersten Wärmetauscherzyklon 3/IV geleitet, wobei dann, abgestellt auf diese Abgasmenge, die in die Abgasleitung 8 eingeführte bzw_o zurückgeführte Rohmaterialteilmenge so eingestellt wird, daß die Abgastemperatür am Eintritt in den untersten Zyklon wiederum zwischen 800 und 1.000° C beträgt. Insbesondere bei einem Bypaß der alkalihaltigen Ofenabgase oberhalb 85 % ist das Absperrorgan 27 in der Zweigluftleitung 12 geöffnet, so daß heiße Kühlerabluft in die Abgasleitung als Trägermedium eintreten kann.

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Bei einem 50 %igen Ofenbypaß wird die andere Hälfte der alkalihaltigen Ofenabgase ausschließlich durch eine Abgasleitung 8 in den jeweils untersten Wärmetauscherzyklon 3/IV eines Vorwärmers geleitet. Bei dem dargestellten Zweistrang-Wärmetauscher wird nur der eine Wärmetauscher bzw. die eine Abgasleitung mit der Hälfte der Ofenabgase beaufschlagt und dabei als O % Bypaßsystem gefahren, während der andere Wärmetauscher über die Absperrorgane 25 von dem Ofenabgas vollends abgeschiebert ist und dieser Strang wie bei 100 % Bypaß betrieben wird.

Die Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es lassen sich mit geringsten Investitionskosten und geringsten Wärmeverlusten der Wärmeinhalt der alkalihaltigen Ofenabgase auch in einer Anlage ausnutzen, die für geringere Durchsatzleistungen ausgelegt ist und beispielsweise nur einen Wärmetauscherstrang enthält. Ebenso können die Zyklonwärmetauscher anders gestuft sein als dargestellt. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, die Abgasleitung aus dem Drehofen an einer beliebigen Stelle in den untersten Zyklon des Vorwärmers zu führen. Ebenso ist es mit gleichem Erfolg möglich, die Abgasleitung unter Umgehung des untersten Zyklones direkt in die Abgasleitung dieses Zyklones zu führen.

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von alkaliarmem Zementklinker aus alkalihaltigem Rohmaterial, wobei dieses in einem mehrfach gestuften Brennprozeß, vorzugsweise bestehend aus Vorwärmstufe, Entsäuerungsstufe, Sinterstufe und Kühlstufe thermisch behandelt wird und wobei Brennstoff jeglicher Art sowohl in die Entsäuerungsstufe als auch in die Sinterstufe eingeführt wird und Heißluft der Kühlstufe sowohl der Kalzinierstufe als auch der Sinterstufe als Verbrennungsluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der alkalihaltigen Abgase aus der Sinterstufe mit den Brenngasen aus der Entsäuerungsstufe in der Vorwärmstufe vermischt wird und das Mischgas hierauf zur thermischen Behandlung des Rohmaterials dient und daß der andere Teil der alkalihaltigen Abgase der Sinterstufe in an sich bekannter Weise aus dem Brennprozeß entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase aus der Sinterstufe und die Brenngase aus der Entsäuerungestufe auf gleichem Temperaturniveau vermischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vorwärmstufe zugeleitete Abgasteilmenge aus der

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Sinterstufe vor Eintritt in die Vorwärmstufe durch eine Teilmenge des bereits vorgewärmten Rohmaterials auf das Temperaturniveau der Brenngase aus der Entsäuerungsstufe gekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vorwärmstufe zugeleitete Abgasteilmenge aus der Sinterstufe durch eine Teilmenge des bereits weitgehend kalzinierten Rohmaterials auf das Temperaturniveau der Brenngase aus der Entsäuerungsstufe gekühlt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der der Vorwärmstufe zugeleiteten Abgasteilmenge aus der Sinterstufe vor Eintritt in die Vorwärmstufe Luft, vorzugsweise heiße Abluft der Kühlstufe als Trägermedium zugeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Brennprozeß entfernte Abgasteilmenge der Sinterstufe vor Abgabe an die Atmosphäre abgekühlt und gereinigt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalihaltige Abgasteilmenge aus der Sinterstufe in mehrere, vorzugsweise zwei parallel zueinander angeordnete Vorwärmstufen eingeleitet wird.

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8· Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 50 % der alkalihaltigen Abgase der Sinterstufe aus dem Brennprozeß entfernt werden und die restliche Abgasteilmenge ausschließlich in eine von den vorhandenen Vorwärmstufen geleitet wird und dort mit den Brenngasen aus der Kalzinierstufe vermischt wird·

9· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch wenigstens einen nach dem Schwebegasprinzip arbeitenden Zyklonvorwärmer (4,5) mit Kalziniereinrichtung (10), der einem Drehrohrofen (1) vorgeschaltet ist, dem seinerseits ein Outkühler (28) nachgeschaltet ist, wobei der Drehrohrofen (1) und die Kalziniereinrichtung (10) mit dem Gutkühler (28) heißgasseitig in Verbindung stehen und wobei ferner der Drehrohrofen (1) über wenigstens eine Bypaßleitung (&) mit der Atmosphäre und über wenigstens eine Abgasleitung (8) unter Umgehung der Kalziniereinrichtung (10) mit dem Zyklonvorwärmer (4,5) verbunden ist·

10· Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (8) aus dem Drehrohrofen (l) zusammen mit der Oasleitung (9) aus der Kalziniereinrichtung (1O) mit dem untersten Zyklon (3, IV) des Zyklonvorwärmers (4,5) verbunden ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (8) nach dem untersten Zyklon (3, IV) des Vorwärmers abgasseitig mit diesem in Verbindung steht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Abgasleitung (8) eine Zweigleitung (29, 30) für vorgewärmtes und/oder kalziniertes Rohmaterial geführt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Abgasleitung (8) vorzugsweise im Bereich der Ausmündung aus dem Drehrohrofen (1) eine Luftleitung (12) geführt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitung (12) den Gutkühler und die Abgasleitung (8) verbindet.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gutableitung (21) zwischen dem untersten Zyklon (3, IV) und dem Drehofen (1) unterhalb der Ausmündung der Abgasleitung (8) aus dem Drehofen ein verstellbarer Prallschieber angeordnet ist.

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16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasleitung (8),der Bypaßleitung (6) und der Luftleitung (12) jeweils gesonderte Absperrorgane (25, 26, 27) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutableitung (21) des untersten Zyklones (3, IV) des Vorwärmers eine Vergabelung (22) aufweist, die einerseits mit dem Drehofen (1) und andererseits mit der Abgasleitung (8) in Verbindung steht, wobei in der Vergabelung ein verstellbares Verteilerorgan (23) angeordnet ist.

18· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutableitung (18) des über dem untersten Zyklon angeordneten Zyklones (3, III) eine Vergabelung (19) aufweist, die einerseits mit der Abgasleitung (8) und andererseits mit der Kalziniereinrichtung (10) in Verbindung steht, wobei in der Vergabelung ein verstellbares Verteilerorgan (20) angeordnet ist.

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