DE2952711A1 - Verfahren und einrichtung zur herstellung von zementklinker - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur herstellung von zementklinker

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Description

Verfahren und Einrichtung zur Herstellung van Zementklinker
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker, das es insbesondere gestattet, die flüchtigen Substanzen, wie Schwefel, Chlor, Alkaliverbindungen usw. teilweise oder vollständig aus dem Brennkreislauf zu entfernen.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Zementklinkerherstellungseinrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.
Bekanntlich wird bei herkömmlichen Zementherstellungseinrichtungen das zu behandelnde Material nacheinander in einem stromaufwärts angeordneten Wärmeaustauscher getrocknet und teilweise decarbonatiert, wonach dieses Material in einem Dreh-Brennofen völlig decarboniert und in Klinker umgewandelt wird.
Es ist ferner bekannt, dass bei Anwesenheit flüchtiger Substanzen, wie Chlor, Schwefel oder Alkaliverbindungen im verwendeten Brennstoff bzw.im verwendeten Rohstoff Schwankungen der Güte des erzeugten Klinkers auftreten können. Ferner können diese flüchtigen Substanzen, wenn sie in zu grossen Mengen vorliegen, zur Bildung von Ansatzschichten und folglich Betriebsunterbrechung der Einrichtung führen.
Es wurden bereits verschiedene Massnahmen zwecks Verminderung oder Verhütung dieses Kreislaufs flüchtiger Substanzen vorgeschlagen. Die bekannten Massnahmen sind im allgemeinen insofern nachteilii . als bei ihrer Anwendung ein Teil der Abgase der Brenneinrichtung in die Atmosphäre abgelassen wird, wobei die erhebliche Wärmeenergie-Kapazität dieser Gase für die übrigen Herstellungsvorgänge verloren geht. Im allgemeinen sind die bekannten Verfahren ferner mit dem Nachteil behaftet, die Bildung erheblicher, anderweitig kaun verwendbarer Staubmengen mit sich zu bringen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das es gestattet, die flüchtigen Substanzen teilweise oder gänzlich zu entfernen und dabei den grössten Teil der Energie von aus dem Brennofen abgezweigten Gasen zurückzugewinnen, wobei eine grosse Menge von mit kondensierten flüchtigen Substanzen stark angereichertem Staub anfällt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zuvor decarbonatierter Zementrohstoff einem Reduktionsbrennprozess unterworfen wird, bei dem die Decarbonatierung vervollständigt und Klinker durch Verflüchtigung des grössten Teils der von den Verbrennungsgasen mitgerissenen flüchtigen Substanzen in der Brennzone gebildet wird, während wenigstens ein Teil dieser Gase wesentlich stromaufwärts der Brennzone abgezweigt wird und die so abgezweigten Gase durch Einlassen eines kalten pulverförmiger! oder granulierten Stoffes in den Strom dieser Gase gekühlt werden.
Durch den eingelassenen kalten Stoff wird die Temperatur des gesamten Systems auf einen Wert herabgestst, bei dem die auf diesem Stoff angesetzten flüchtigen Substanzen inert werden. Mit anderen Worten, die gesamte Menge der flüchtigen Substanzen kondensiert sich an der Oberfläche des in den Gasstrom eingelassenen Stoffes.
Gemäss eines anderen Merkmals der Erfindung ruft man zwischen dem mit flüchtigen Substanzen beladenen, erhitzten Stoff und einem kalten Luftstrom einen Wärmeaustausch hervor, wobei der Stoff an die Luft den grössten Teil seiner Wärmeenergie durch die dabei erfolgende Abkühlung abgibt; der nunmehr gekühlte Stoff wird zumindest teilweise in den Strom der stromaufwärts der Brennzone abgezweigten Verbrennungsgase zurückgeleitet, und der nicht wiederverwandte Teil des Stoffes wird aus dem Kreislauf entfernt.
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Man erzeugt somit einen Kreislauf des genannten Stoffes, der sich vor seiner Entfernung aus diesem Kreislauf mit flüchtigen Substanzen anreichert.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es,Stocf mit hoher Konzentration an flüchtigen Substanzen, sowie aus der Brennvorrichtung austretende und von diesen flüchtigen Substanzen befreite Rauchgase zu erhalten und ferner gereinigte Heissluft bereitzustellen.
Der in die abgezweigten Gase eingelassene Stoff wird nach Massgabe seiner Fähigkeit gewählt, die in den vom Brennofen abgezweigten Rauchgasen im gasförmigen Zustand verbliebenen chemischen Substanzen aufzufangen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren, die lediglich zur Illustration dienen, die Erfindung jedoch nicht auf die gezeigten Beispiele einschränken, des näheren beschrieben.
Fig. 1 stellt schematisch das erfindungsgemässe Verfahren dar, das in einer Zementherstellungs-Einrichtung durchgeführt wird, bei der die mit flüchtigen Substanzen beladenen Rauchgase in der Zone des Brennofenschussringes abgezweigt werden.
Fig. 2 und 3 zeigen zwei der Einrichtung gemäss Fig. 1 ent sprechende Einrichtungen mit zwei bzw. drei Kühlzyklonen.
Fig. 4 stellt eine erfindungsgemässe Zementherstellungs-Einrichtung dar.
Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Einrichtung wird der ggf. zuvor teilweise decarbonatierte Zementrohstoff bei 1 in den Klinker-Drehbrennofen 2 eingelassen, wo er bei 3 einem Reduktionsbrennprozess unterworfen wird, ggf. unter gleichzeitigem Einspritzen von Wasser. Bei dieser Reduktionsbrenn-Behandlunft verflüchtigt sich der grösste Teil der im Zementrohstoff enthaltenen flüchtigen Substanzen. Erfindungsgemäss wird mindestens ein Teil dieser
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flüchtigen Bestandteile durch den Schussring 5 des Brennofens und durch eine Leitung 7 stromaufwärts der Brennzone 6 aus dem Ofen 2 abgezweigt . Dank dieser Anordnung der Abzweigung können Gase mit sehr geringem gtaubgehalt und sehr hoher Konzentration an gasförmigen flüchtigen^Substanzen abgezweigt werden.
An zwei ^Stellen der Einrichtung wird in die abgezweigten Gase ein kalter Stoff eingeleitet: bei 9 wird aus den bei 7 abgezweigten Brennstoffgasen herrührender Stoff eingeleitet und dann von diesen Gasen in einenrersten Zyklon 10, in welchen die Abzweigleitung 7 mündet, getrennt, wobei die gekühlten Rauchgase bei 8 aus diesem Zyklon austreten; der Stoff wird sodann bei 13 in einen zweiten Zyklon 11 eingeleitet, wo er bei 12 ebenfalls in diesen Zyklon eingeleitete Kaltluft erhitzt; die erhitzte und mit Rauchgasen beladenene Luft tritt bei 14 aus dein Zyklon aus. Folglich wird zumindest ein Teil des im zweiten Zyklon gekühlten Stoffes bei 9 in die Abzweigleitung eingeleitet, während die ggf.verbliebene Menge dieses Stoffes bei 15 aus dem Kreislauf entfernt wird.
Zwecks Ausgleichs für die bei 15 abgeleitete Stoffmenge wird bei 16 frischer Stoff in die Abzweigleitung 7 eingeleitet.
Es ist ersichtlich, dass die vorstehend beschriebene Einrichtung es ermöglicht, bei 15 an flüchtigen Substanzen reichen Stoff, bei 8 von diesen Substanzen befreite, aus der Brennzone des Brennofens abgezweigte Rauchgase zu erhalten und bei 14 gereinigte Heissluft bereitzustellen.
In Fig. 2 und 3 sind zwei Einrichtungen dargestellt, die der Einrichtung gemäss Fig. 1 entsprechen, bei denen jedoch ansteile des einzigen Zyklons 11 zwecks Kühlung des zuvor zum Kühlen der durch die Leitung 7 abgezweigten Gase und sodann im Zyklon 10 von diesen Gasen getrennten Stoffes zwei Zyklone 11 und II1 bzw. drei Zyklone
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11, 11' und 11" angeordnet sind; die bei 12 in den unteren Zyklon eingelassene Kaltluft wird allmählich in den hintereinander geschalteten Zyklonen erhitzt und tritt bei 14 aus, wie vorstehend beschrieben, während der bei 9 aus dem unteren Zyklon 11 austretende Stoff entweder zwecks Abkühlung der bei 4 abgezweigten Brennofenabgase in die Abzweigleitung 7 eingelassen oder bei 15 abgeleitet wird.
In Fig. 4 ist eine Einrichtung dargestellt, die derjenigen der Fig. 1 entspricht. In diesen beiden Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugsnummern versehen. Zusätzlich zu den in Fig. 1 dargestellten Elementen weist die Einrichtung nach Fig. 4 eine Zyklonenbatterie 20 bis 23 auf, die von den bei 25 aus dem Rauchkanal des Brennofens austretenden Rauchgasen durchströmt werden, wobei der oberste Zyklon 20 bei 26 mit beispielsweise aus einem Gemisch von Calciumcarbonat und Tonerde bestehenden Zementrohstoff beschickt wird.
Der Zementrohetoff wird in dieser Zyklonenbatterie einer teilweisen Decarbonatierung unterworfen, bevor er in den Brennofen eingelassen wird; vor seinem Eintritt in den Ofen durchströmt der Rohstoff eine zwischen dem Stoffauslass des vorletzten Zyklons 22 und dem Rauchkanal des Ofens angeordnete Vorbrennvorrichtung 28; der aus der letzteren austretende und im letzten Zyklon 23 von den Rauchgasen des Brennofens getrennte Rohstoff tritt bei 30 in den Brennofen ein, wo er vollständig decarbonatiert wird, bevor er in die Brennzone gelangt.
Es ist offensichtlich, dass der unter reduzierenden Bedingungen betriebene Ofen zur Bildung von Kohlenoxyd führt, und dass die Anordnung der Vorbrennvorrichtung es ermöglicht, die gesamte Menge dieses Gases wiederzuverwenden.
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Aus vorstehender Beschreibung erhellt, dass bei. der Durchführung des erfindungsgemässen Vefahrens in der beschriebenen Einrichtung ein wirksameres Auffangen der flüchtigen Substanzen und ein weitgehendst umweltunschädlicher Betrieb der Einrichtung erzielt werden.
Die bei 12 in die Kühlzyklone eingelassene Kaltluft kann durch jegliches andere geeignete Gas ersetzt werden, das aus der Einrichtung selbst oder von einer anderen Quelle herrührt.
Die in diesem Kühlsystem durch den dasselbe durchströmenden Stoff erhitzte, gereinigte Heissluft kann an jeglicher geeigneten Stelle der Brennvorrichtung als heisse Verbrennungsluft verwendet werden.
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Leerseite

Claims (6)

PATENTANWÄLTE Akter ZDichjn: 2952711 CONRAD KÖCHLING ------- w Anm.: bociete Anonyme dite: DiPL-ING. CONRAD-JOACHIM KÖCHLING LAFARGE CQNSEILS ET ETUDES Reyer Straße 135, 5600 Hagen 2Θ rue Emile Menier Ruf (0 23 31) β 11 64 Telegramme: Patenting Hagen ?5Q16 papis (FrankrBich) Konten: Commerzbank AG. Hagen (BLZ 450 400 42) 3 515 095 — — _---- — --- — - — — — — · Sparkasse Hagen 100 012 043 Postscheck: Dortmund 5989 - 460 Lfd. Nr 736«*/7? vom 28. Dezember 1979 Patentansprüche:
1. - Verfahren zur Herstellung von Zementklinker, bei dem Zementrohstoff nach teilweiser Decarbonatierung zwecks vollständiger Decarbonatierung und zwecks Klinkererzeugung durch die in einer Brennzone erfolgende Verflüchtigung des grössten Teils der von den Verbrennungsgasen mitgeführten flüchtigen Bestandteile einem Reduktionsbrennprozess unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der genannten Gase wesentlich stromaufwärts der Brennzone abgezweigt wird und die so abgezweigten Gase durch Einlassen eines kalten, pulverförraigen bzw. granulierten Stoffes in den durch diese Gase gebildeten Gasstrom gekühlt werden.
2. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nan einen Wärmeaustausch zwischen dem erhitzten und mit flüchtigen Bestandteilen angereicherten Stoff und einem kalten Luftstrom hervorruft, wobei dieser Stoff unter Abkühlung den grössten Teil seiner Wärmeenergie an die Luft abgibt, und dass der so gekühlte Stoff zumindest teilweise in den Stron der stromaufwärts der Brennzone abgezweigten Verbrennungsgase zurückgeführt wird, während der nicht wiederverwendete Teil des Stoffes aus dem Kreislauf entfernt wird.
3. - Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Kühlen der abgezweigten Gase bestimmte Stoff derart gewählt wird, dass er geeignet ist, auf chemichem bzw. physiko-chemischem Wege die im gasförmigen Zustand verbliebenen und ggf. umweltschädlichen Bestandteile abzufangen.
4. - Zementherstellungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem
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ORIGINAL INSPECTED
Klinkerbrennofen, der mit wenigstens teilweise decarbonatiertem Zementrohstoff beschickbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennofen zur Durchführung eines Reduktionsbrennvorganges ausgestaltet ist, und dass er eine wesentlich stromaufwärts seiner Brennzone angeordnete Brennofengas-Abzweigung aufweist , wobei Mittel zum Einlassen eines kalten Stoffes in die Abzweigung vorgesehen sind.
5. - Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung mit einer Zyklonengruppe zusammenwirkt, in welcher der in die Abzweigung eingelassene Stoff mit einem von ihm erwärmten Gas zum Wärmeaustausch gebracht wird, wobei er seine Wärmeenergie an dieses Gas abgibt und Mittel vorgesehen sind, durch welche der aus der Zyklonenbatterie austretende Stoff zumindest teilweise in die Abzweigung zurückgeleitet wird, wobei das aus der Zyklonenbatterie austretende Gas in Form eines gereinigten Heissgases vorliegt.
6. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche k und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Beschickung des Brennofens mit Zementrohstoff am Einlass des Ofens eine weitere, mit einer Vorbrennvorrichtung versehenen Zyklonengruppe angeordnet ist.
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, COTlRAO KOCHLlWe TENTANWALf V
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