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Anlage zum Patentgesuch der
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Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Anlage zum Brennen von
Rohstoffen für hydraulische Bindemittel, insbesondere Zement Die Erfindung betrifft
eine Anlage zum Brennen von Rohstoffen für hydraulische Bindemittel, insbesondere
Zement, mit einer Vorwärmstufe, einer Kalzinierstufe, einer Sinterstufe sowie einer
nachgeschalteten Kühlanlage, wobei in einem Bereich zwischen der Sinterstufe und
der Kalzinierstufe mindestens eine Zweitfeuerung angeordnet ist, in welche mittels
mindestens einer ersten Kühlerabluftleitung erwärmte Kühlerabluft eingeleitet wird.
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Bei der Koppelung einer Anlage zum Brennen von Rohstoffen für hydraulische
Bindemittel mit einer nachgeschalteten Kühlanlage ist man bestrebt, die im Kühlprozeß
notwendigerweise anfallende heiße, sauerstoffreiche Luft in den Wärmekreislauf der
Brennanlage möglichst verlustlos und möglichst nutzbringend an Stellen entsprechenden
Temperaturniveaus, beispielsweise als Sekundärluft für die Feuerungen einzuspeisen,
Eine derartige Anlage ist beispielsweise aus der DE-OS 23 25 4c8 bekannt Dabei zeigt
insbesondere Fig. 5 eine Kühlanlage 18, in deren abgasseitigen Kopf 17 das untere
Ende
eines Drehrohrofens 16 hineinragt, dessen Feuerung Kühlerabluft
von hoher Temperatur als Sekundärluft aufnimmt. Mit einer Kühlerabluftleitung 6
wird aus einem mittleren Bereich der Kühlanlage 18 Kühlerabluft von geringerer Temperatur
entnommen und diese beispielsweise unter Mischung mit Drehofen-Abgasen als Brennluft
einer Zweitfeuerung in der Brennkammer 1 zugeführt. Darüberhinaus besitzt der Kühler
18 an seinem materialauslasseitigen Ende eine zusätzliche Kühlerabluftleitung mit
einem Abluftgebläse 31o Mit Hilfe dieser zusätzlichen Kühlerabluftleitung kann der
Kühlluftbedarf des Kühlers 18 innerhalb weiter Grenzen unabhängig vom Luft-Bedarf
der Feuerung des Drehrohrofens 16 sowie der Zweitfeuerung des Kalzinierungsbrenners
1 eingestellt werden.
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Bei dieser bekannten Anlage wird jedoch als Nachteil empfunden, daß
die mit dem Gebläse 31 abgeführte Kühlluft Wärmeverluste in der Anlage verursacht.
Weil die dort entnommene Kühlluft eine relativ niedrige Temperatur aufweist, ergeben
sich außerdem kaum Möglichkeiten für eine nutzbringende Verwendung dieser Kühlerabluft.
Darüberhinaus führt die Entnahme der Luft zu Entstaubungsproblemen, deren Lösung
gegebenenfalls zu einer sehr kostenträchtigen Erweiterung der Entstaubungseinrichtung
des gesamten Anlagenkomplexes führen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile zu beseitigen
und die bisher auftretenden Schwierigkeiten und/ oder Grenzen der Technik zu überwinden.
Insbesondere sollen die Betriebszustände sowohl des Kühlers als auch der Feuerungen
der integrierten Gesamtanlage jeweils unabhängig voneinander im Bestpunkt gefahren
werden können, ohne daß diese Anlagenteile sich infolge ihrer funktionsbedingten
Koppelung gegenseitig störend beeinflussen. Vorzugsweise soll diese Aufgabe dabei
unter Vermeidung wärmetechnischer Verluste erreicht werden. Eine Entstaubung der
überschüssigen Kühlerabluft soll zur Vereinfachung der Anlage vermieden werden,
ohne daß hierdurch Umweltprobleme entstehen.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der Erfindung durch mindestens
eine zweite Kühlerabluftleitung, welche - in Richtung der Gasströmung gesehen -
in einen stromabwärts der Zweitfeuerung gelegenen Bereich der Kalzinier- und/oder
Vorwärmstufe einmündet.
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Mit der Erfindung ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, daß eine
zeitweilige oder dauernd den Brennluftbedarf der Feuerungen übersteigende Menge
an erwärmter Kühlerabluft unter Rückführung der darin enthaltenen Wärmemenge in
den Wärmekreislauf der Brennanlage, und damit ohne Verlust an Wärme, an die Vorwärm-
und/oder Kalzinierstufe abgegeben werden kann.
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Dabei vermeidet die Einleitung der Kühlerabluft an dieser Stelle stromabwärts
der Zweitfeuerungen die Notwendigkeit einer Entstaubung dieser Luft, da sich die
darin enthaltenen Feststoffteilchen ohne weiteres mit dem diese Anlagenteile durchsetzenden
Materialstrom verbinden.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die zweite Kühlerabluftleitung
als Bypassleitung aus der ersten Kühlerabluftleitung abgezweigt ist. Diese Anordnung
hat den Vorteil einer kurzen Rohrleitungsführung. Außerdem werden mit einer solchen
annähernd lotrechten Rbhrleitungsführung Anlagerungen von Feststoffteilchen in der
Rohrleitung weitestgehend vermieden.
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In einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der Anlage kann jedoch
auch von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß die zweite Kühlerabluftleitung
unmittelbar aus er Kühlanlage, vorzugsweise an einer Stelle hoher Kühlerablufttemperatur,
beispielsweise aus einer ersten Stufe der Kühlanlage abgezweigt ist. Diese Maßnahme
kann unter anderem in einem Falle besonders vorteilhaft sein, wenn die Kühlanlage
aus einer ersten und einer zweiten Stufe besteht, wobei die erste Kühlstufe mit
so viel Luft beaufschlagt wird, wie das Brennsystem an der Hauptfeuerung bzw. an
der Zweitfeuerung abnehmen kann. Dabei kann die zweite Kühlstufe beispielsweise
aus
einem indirekten Nachkühler bestehen, dessen Abluft staubfrei ist. Bei einem solchen
bekannten System einer Kühlanlage besteht die besondere Schwierigkeit darin, daß
die erste Stufe unmittelbar mit dem Sinterofen gekoppelt ist. Bei Betriebsstörungen,
Abfahrzuständenw Ansatzfall und so weiter, ist es somit nicht ohne weiteres möglich,
die Luftzufuhr zu der ersten Kühl stufe zu variieren. Denn es ergibt sich aus betrieblichen
und konstruktiven Gründen für die zweite Kühlstufe, das Transportsystem zu dieser
zweiten Stufe sowie für den üblicherweise der zweiten Kühlstufe vorgeschalteten
Brecher die zwingende Notwendigkeit, in der Temperatur nicht höher als beispielsweise
400 0C zu kommen. Diese Notwendigkeit, die Temperaturgrenze beim Eintritt des zu
kühlenden Materials in die zweite Kuhlstufe unter keinen Umständen ohne Schaden
für die Anlage zu überschreiten, erzwingt gegebenenfalls eine höhere Luftzufuhr
zur ersten Kühlstufe, als diese von den nachgeschalteten Feuerungen verkraftet werden
kann. In diesem Falle ist die Abzweigung der zweiten Kühlerabluft nach der Erfindung
unmittelbar aus der Kühlanlage ein erheblicher Fortschritt, womit das bekannte Problem
elegant gelöst wird.
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Die Entscheidung, welche Ausführung von Fall zu Fall in Anpassung
an die Ausgestaltung der Gesamtanlage eine optimale Lösung ergibt, hat der Fachmann
nach freiem Ermessen zu treffen.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß mindestens
eine der beiden Kühlerabluftleitungen mit einem Drosselorgan ausgestattet ist.
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Weiter ist mit der Erfindung vorgesehen, daß die zweite Kühlerabluftleitung
in einen Bereich der Vorwärm- und/oder Kalzinierstufe einmündet, in welchem während
des Betriebes ein der eingeleiteten Luft annähernd gleiches Temperaturniveau vorhanden
ist. Hierbei ist es beispielsweise zweckmäßig, daß die zweite Kühlerabluftleitung
vorzugsweise in die Gaszuführungsleitung des ersten und/oder zweiten Wärmetauscherzyklons
der Kalzinierstufe einmündet.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles beschrieben und dabei näher erläutert.
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Die Figur zeigt im Blockschaltbild eine Anlage zum Brennen von Rohstoffen
für hydraulische Bindemittel, insbesondere Zement, mit einer Vorwärmstufe 1, einer
Kalzinierstufe 2 und 3 sowie mit einer Zweitfeuerung 4 innerhalb der Kalzinierstufe.
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Die Sinter stufe wird durch den Drehrohrofen 5 gebildet, dem - in
Richtung des Materialtransportes gesehen - eine Kühlanlage 6 nachgeschaltet ist.
Der Drehrohrofen 5 ragt mit seinem unteren Ende 7 in den Abgaskopf 8 der Kühlanlage
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hinein und wird auf diesem Wege aus der Kühlanlage 6 mit heißer
Kühlerabluft versorgt, wie dies durch die Pfeile 9, 9' schematisch angedeutet ist.
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Aus dem Kopf 8 der Kühlanlage 6 ist eine erste Kühlerabluftleitung
10 abgezweigt und mündet - in Richtung der Gasströmung gesehen - an einer Stelle
11 dicht unterhalb des Brenners 12 der Zweitfeuerung 4 in diese ein.
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Aus dieser ersten Kühlerabluftleitung 10 ist, entsprechend der Erfindung
eine zweite Kühlerabluftleitung 13 abgezweigt und mündet an der Stelle 14 in die
zur Vorwärmstufe 1 führende Gasleitung 15.
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In Abweichung von dieser Anordnung kann, wie dies mit der Erfindung
ausdrücklich vorgesehen ist, anstelle der aus der ersten Kühlerabluftleitung 10
abgezweigten zweiten Kühlerabluftleitung 13 alternativ eine zweite Kühlerabluftleitung
16 vorgesehen sein, welche unmittelbar aus der Kühlanlage 6 beispielsweise an der
Stelle 17 abgezweigt ist und beispielsweise an der Stelle 14 in die Rohrleitung
15 einmündet. Eine Einmündung an anderer Stelle zum Beispiel in die Kalzinieranlage
im Bereich der Zyklone 2 oder 3 ist - je nach Temperatur des eingeleiteten Gases
- ebenfalls möglich.
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Zur Regelung des Gasdurchflusses durch die Leitungen 10, 13 und/oder
16 sind an entsprechender Stelle Drosselorgane 18, 19, 20 angeordnet.
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Die Funktion der Anlage ist folgende: Im Betrieb ist die Kühlanlage
6 beispielsweise mit einer annähernd konstanten Menge fertiggebrannten Klinkers
beaufschlagt, welcher annähernd mit Sintertemperatur, das heißt, dicht unterhalb
1.400 0C in die erste Stufe der Kühlanlage 6 aufgegeben wird. Die Beaufschlagung
der ersten Stufe des Kühlers 6 mit Kühlluft erfolgt nach Maßgabe der Temperatur
des Klinkers, welche - wie bekannt - an besonders hierfür vorgesehenen Stellen der
Kühlanlage 6 ermittelt wird. Durch den Kopf 8 der Kühlanlage 6 wird heiße Kühlerabluft
in den Drehrohrofen 5 eingeführt und dient als Sekundärluft zur Unterhaltung der
vom Brenner 21 erzeugten Flamme 22. Ein weiterer Teil Kühlerabluft wird mit der
ersten Kuhlerabluftleitung 10 an der Stelle 11 in die Zweitfeuerung 4 im Bereich
des Brenners 12 aufgegeben und dort als Brennluft eingesetzt.
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Bei einer Betriebsänderung, sei es durch Lastwechsel, beispielsweise
im Abfahrvorgang oder bei hereinbrechenden Anbackungen eines Ringes aus dem Drehrohrofen
5 kann es geschehen, daß die Kühlanlage 6 zeitweilig höher mit heißem Klinker beaufschlagt
wird, und daher mit höherem Kühlluftdurchsatz betrieben werden muß.
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In diesem Falle, oder auch bei Regelkorrekturen der Feuerungen kann
zeitweilig oder über einen längeren Zeitraum hinweg ein Uberschuss an heißer Kühlluft
vorhanden sein, welcher in den Feuerungen 12, 21 der Brennanlage nicht verarbeitet
werden kann. In diesem Falle wird ein Uberschuss an Kühlerabluft nach Öffnen des
Drosselorgans 19 durch die zweite Kühlerabluftleitung 13 an der Stelle 14 in die
Vorwärmstufe 1 eingeleitet. Dort gibt die warme Kühlerabluft ihre fühlbare Wärme
an das zu erwärmende Gut ab, wobei keine Entstaubungsprobleme auftreten, weil die
staubbeladene Kühlerabluft an der Stelle 14 ebenfalls mit einem Strom staubbeladenen
Gases zusammengeführt wird, welches anschließend die Abscheidergruppe 23 der Brennanlage
durchläuft und schließlich mit Hilfe des Exhaustors 24 einer nicht dargestellten
Entstaubungsanlage, beispielsweise einem Elektrofilter aufgegeben wird, wie dies
durch den Pfeil 25 rein schematisch angedeutet ist.
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Die Anlage beschränkt sich nicht auf das gezeigte Beispiel, insbesondere
ist die Ausführung der Rohrleitung 13 oder 16 konstruktiv dem Belieben des Fachmannes
anheim gestellt. Darüberhinaus ist die Einleitung an der Stelle 14 nicht zwingend,
sie kann beispielsweise auch innerhalb der Kalzinierstufe im Bereich der Zyklone
2 oder 3 erfolgen, wie dies bereits in den Patentansprüchen sowie in der BeschreiMung
ausdrücklich offenbart wurde.
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