DE3725512A1 - Schwebegas-reaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Partikeln.

Aus der Zeitschrift "Zement-Kalk-Gips" (Nr. 5/1984, Seiten 219-225) ist ein Verfahren zum Kalzinieren von Zementroh­ mehl in einer zirkulierenden Wirbelschicht bekannt, bei dem von einem System Gebrauch gemacht wird, das aus einem schachtförmigen Reaktor, einem Zyklonabscheider und einem Druckabschluß zwischen Zyklon und Reaktor in Form eines Syphons besteht. Im Reaktor befindet sich eine stark ex­ pandierte Wirbelschicht feinkörnigen Feststoffs mit vom Rost bis zum Reaktorkopf abnehmender Suspensionsdichte. Der im externen Kreislauf im Rückführzyklon vom Gas ge­ trennte Feststoff läuft über den Syphon wieder in den Reaktor zurück. Ein Teilstrom wird entsprechend der Ein­ tragsmenge über eine Dosiervorrichtung kontrolliert abge­ zogen.

Neben diesem äußeren Feststoffkreislauf bildet sich eine innere Rezirkulation durch ständig wechselnde Strähnenbil­ dung im Reaktor aus, die bei einer verhältnismäßig niedri­ gen Transportgeschwindigkeit des Feststoffs zu hohen Rela­ tivgeschwindigkeiten und äußerst intensiven Mischbewegun­ gen zwischen Gas und Feststoff führt. Dadurch wird ein gu­ ter Wärme- und Stoffaustausch bewirkt, der einen ziemlich schnellen Reaktionsumsatz bei guter Temperaturkonstanz im gesamten System der zirkulierenden Wirbelschicht ermög­ licht.

Der für die endotherme Reaktion erforderliche Brennstoff kann dem Kalzinator als Heizgas, flüssig oder fester Brennstoff im unteren Teil zugegeben und direkt in der Suspension, ohne Ausbildung einer Flamme, verbrannt wer­ den. Die notwendige Verbrennungsluft wird dem Kalzinator als primäre Verbrennungsluft durch den Wirbelboden und als sekundäre Verbrennungsluft oberhalb des Rostes zugeführt und dient gemeinsam mit den Abgasen aus der Verbrennung und aus der Entsäuerungsreaktion als Wirbelmedium.

Da bei dem bekannten Verfahren mit einer zirkulierenden Wirbelschicht die Erwärmung des Materials im Wirbelbett erfolgt, ist eine verhältnismäßig lange Aufheizzeit der einzelnen Partikel des Materials bis zu 3 min. erforder­ lich.

Neben einem verhältnismäßig hohen Energieverbrauch ist so­ mit der Durchsatz durch das Gesamtsystem durch die erfor­ derliche Aufheizzeit und damit die Leistungsfähigkeit ei­ ner Gesamtanlage zum Herstellen von Zementklinker, in der das System eingesetzt werden kann, begrenzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen ein sehr schnel­ ler Wärmeeintrag in die Materialpartikel gewährleistet und damit ein geringer Energieverbrauch sowie eine erhöhte Leistung bei der thermischen Behandlung von Partikeln er­ möglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Partikel in einen Heizgasstrom eingeblasen werden, der in eine Reaktorkammer gerichtet ist, sich dort im Bereich ei­ nes Konvektionsstromes mit den darin befindlichen Parti­ keln ausbildet, und über eine im Verlauf des Heizgasstro­ mes angeordnete Auslaßöffnung abgegeben wird.

Eine der Lösung der gestellten Aufgabe dienende Vorrich­ tung ist durch einen Schwebegas-Reaktor mit einer Reak­ torkammer gekennzeichnet, die eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung für die Partikel aufweist, sowie einen Reak­ torbrenner mit einer im Bereich der Einlaßöffnung angeord­ neten Brennerdüse zur Abgabe einer in die Reaktorkammer gerichteten Heizflamme.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung stellen einen sehr schnellen Wärmeeintrag in die einzelnen Partikel eines entsprechenden Materials si­ cher und sie ermöglichen damit bei geringem Energiever­ brauch einen hohen Durchsatz des betreffenden Materials bei der thermischen Behandlung und damit eine hohe Leis­ tung einer Gesamtanlage, in der das Verfahren und die Vor­ richtung zur thermischen Behandlung eingesetzt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens sind den Unteransprüchen 2 bis 7 zu entnehmen, während vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung den Unteransprüchen 13 bis 20 zu entnehmen sind.

Eine vorteilhafte Anwendung des Verfahrens ist die ther­ mische Vorbehandlung und/oder Vorkalzinierung von Rohze­ mentschlämmen bzw. Rohzementmehl bei der Herstellung von Zementklinker im Naß- oder Trockenverfahren bzw. die ther­ mische Behandlung von Partikeln zur Herstellung von kalzi­ niertem Anhydrit oder Kalkhydrat bzw. die thermische Be­ handlung von kontaminierten Schlämmen, insbesondere Klär- und/oder Industrieschlämmen bzw. die thermische Behandlung von Blähsand, Blähbims, Perlit oder dgl.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsb­ eispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schwebegas-Reaktor;

Fig. 2 einen Quersschnitt durch den Schwebegas-Reaktor entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Partikelbewegung im Bereich des Diffusors des Schwebegas-Reaktors;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Wärmeeintrags in ein Partikel;

Fig. 5 eine Darstellung eines Teils einer im Trocken- oder Naßverfahren arbeitenden Klinkerbrennanlage mit Vorkalzi­ nierung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Anlage zur thermischen Behandlung von festen und/oder pastösen Stof­ fen unter Einsatz eines Schwebegas-Reaktors;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Schwebegas- Reaktor - Verbrennungsanlage für beliebige pastöse Materi­ alien und

Fig. 8 ein Diagramm zur thermischen Behandlung von Klär­ schlamm.

Der in Fig. 1 dargestellte Längsschnitt durch einen Schwe­ begas-Reaktor 1 zeigt die Reaktorkammer 10, die von einem zylindrischen Hauptteil 11 und einen sich darunter an­ schließenden, sich kegelstumpfförmig verjüngenden Diffusor 12 umschlossen wird. An das obere Ende des zylindrischen Hauptteils 11 schließt sich ein abgewinkeltes Rohr 13 an, durch das die thermisch behandelten Partikel über einen Auslaß 15 austreten und anschließend weiterbehandelt wer­ den.

Am unteren Ende des Diffusors 12 ist eine Einlaßöffnung 14 vorgesehen, in die ein Partikel/Heißgasrohr 43 einmündet. Das Partikel/Heißgasrohr 43 ist an ein Heißgas-Gebläse 41 angeschlossen, über das vorerhitztes Gas in die Brennkam­ mer 10 des Schwebegas-Reaktors 1 eingeblasen wird. In das Partikel/Heißgasrohr 43 mündet ein Partikelrohr 42 ein, über das das thermisch zu behandelnde Material in das Par­ tikel/Heißgasrohr (43) eingedüst wird, wo es vom Heißgas mitgerissen wird.

Vorzugsweise konzentrisch zum Partikel/Heißgasrohr 43 ist eine Brennerdüse 19 eines Reaktorbrenners 18 angeordnet, über die eine Flamme in die Reaktorkammer 10 eingeblasen wird.

Im zylindrischen Hauptteil 11 des Schwebegas-Reaktors 1 sind zwei gegenüberliegende Zusatzöffnungen 16, 17 vorge­ sehen, in die zwei Fallrohre 47, 48 einmünden, über die Partikel mit einem größeren Querschnitt als beispielsweise 0,5 mm in die Reaktorkammer 10 eingeführt werden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Schwebegas-Reak­ tor 1 entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1 und verdeutlicht die Anordnung der beiden Zusatzöffnungen 16, 17, der in die Zusatzöffnungen 16, 17 einmündenden Fallrohre 47, 48 sowie von zwei darin einmündenden Dosierschnecken-Förder­ rohren 44, 45, die synchron über ein Getriebe 99 von einem Motor 98 angetrieben werden.

Im Zusammenhang mit den schematischen Darstellungen der Fig. 3 und 4 soll die Funktionsweise des Schwebegas- Reaktors gemäß den Fig. 1 und 2 näher erläutert werden.

Das trockene Material, beispielsweise Zement-Rohmehl bzw. vorgetrocknete Zementschlämme, wird kontinuierlich mittels des Heißgas-Gebläses 41 über die Einlaßöffnung 14 der Re­ aktorkammer 10 des Schwebegas-Reaktors 1 zugeführt und mit Hilfe des Reaktorbrenners 18 auf eine Temperatur von ca. 400-500 Grad Celsius erhitzt. Dabei wird jedes einzelne Partikel, das von unten eingeblasen wird und eine Korn­ größe von weniger als 0,5 mm hat, vom Heißgasstrom erfaßt und umströmt. Fig. 3 verdeutlicht den Konvektionsstrom der Partikel, während Fig. 4 ein einzelnes, gänzlich vom Heißgasstrom umströmtes Partikel zeigt.

Größere, über die Zusatzöffnungen 16, 17 eingetragene Par­ tikel fallen - wie der schematischen Darstellung gemäß Fig. 3 zu entnehmen ist - in den Diffusor hinab und werden durch das einströmende Heißgas emporgerissen und ebenfalls vollständig vom Heißgas umströmt. Auf diese Weise erfolgt ein äußerst schneller Wärmeeintrag in die einzelnen Par­ tikel, so daß die Verweilzeit im Schwebegas-Reaktor gegen­ über konventionellen Wirbelschichtverfahren deutlich ver­ ringert und damit insgesamt neben einem wesentlich gerin­ geren Energieverbrauch zum Aufheizen der Partikel ein größerer Durchsatz und damit eine größere Leistung der Gesamtanlage erzielt werden können.

Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einer Klinkerbrennanlage mit einem Schwebegas-Reaktor zum Vorkalzinieren von Ze­ ment-Rohmehl oder vorgetrockneter Zementschlämme, wobei die Klinkerbrennanlage alternativ im Trocken- oder Naßver­ fahren arbeiten kann.

Über ein Silo 40 wird entweder Zementrohmehl oder vorge­ trocknete Zementschlämme an eine Dosierschnecke 46 abgege­ ben, die das Material entweder über Schnecken-Förderrohre 44, 45 dem zylindrischen Hauptteil 11 des Schwebegas-Reak­ tors 1 direkt zuführt oder an ein Partikelrohr 42 abgibt, das in das Partikel/Heißgasrohr 43 einmündet. Dort wird es von dem vom Heißgas-Gebläse 41 erzeugten Heißgasstrom mit­ gerissen und über die Einlaßöffnung 14 in die Reaktorkam­ mer 10 des Schwebegas-Reaktors 1 eingeblasen.

Die in der Reaktorkammer 10 vom Heißgasstrom, der zusätz­ lich vom Reaktorbrenner 18 erhitzt wird, erwärmten und mitgerissenen Partikel werden über die Auslaßöffnung 15 zu einem Kalzinatoreinlaß 51 befördert. Im Kalzinator 5 wer­ den die Partikel im Gegenstrom der austretenden Drehofen­ abgase weiter erwärmt und gelangen über den Kalzinator­ Hauptauslaß 52 in einen Drehrohrofen 7, wo sie durch Ein­ wirkung der Ofengase bei ca. 1100 Grad Celsius eine weite­ re Vorerwärmung bis ca. 750 Grad Celsius erfahren.

Durch die hohe Drehrohrofen-Gastemperatur und das niedrige spezifische Gewicht der Heißgase, d.h. den geringen Quer­ schnitt der Gasführung wird ein kleiner Teil der Material­ partikel vom Gasstrom mitgetragen, der über einen Kalzina­ tor-Nebenauslaß 53 in einem nachgeschalteten Abscheidezy­ klon 9 vom Gasstrom getrennt, und gelangt über einen Ein­ trag 91 zum Drehrohrofen 7. Die Abgase aus dem Abscheide­ zyklon 9 werden über einen Abgas-Auslaß 90 abgegeben.

Durch den Einsatz eines Schwebegas-Reaktors 1 in Verbin­ dung mit einem Kalzinator 5 werden folgende Vorteile bei der Herstellung von Zementklinkern im Trocken- oder Naß­ verfahren erzielt:

• 1. Der Drehrohrofen kann deutlich verkürzt werden, da die sonst im Drehrohrofen erfolgende Vorwärmung und Kalzi­ nation des Materials zum Schwebegas-Reaktor 1 und Kalzina­ tor 5 bzw. Abscheidezyklon 9 verlagert werden, so daß im Drehrohrofen 7 nur der reine Sintervorgang abläuft. Durch die Verkürzung des Drehrohrofens 7 werden auch die Wärme­ strahlungsverluste verringert, da zum einen die Temperatur des in den Drehrohrofen 7 eingeblasenen Gases nur auf den Sintervorgang ausgerichtet werden muß und zum anderen we­ gen der Längenreduzierung eine geringere wärmeabstrahlende Oberfläche des Drehrohrofens 7 gegeben ist.
• 2. Der Schwebegas-Reaktor 1 und der Kalzinator 5 können soweit abisoliert werden, daß Wärmestrahlungsverluste ver­ nachlässigt werden können.
• 3. Es werden 7-10% Energie eingespart, was in Bezug auf die Gesamtanlage bis zu etwa 1/3 Energieeinsparung mit sich bringen kann. Dies bedeutet gegenüber den bei konven­ tionellen Anlagen erforderlichen 1350-1550 kcal/kg Klinker eine Einsparung von bis zu 100-150 kcal/kg Zementklinker oder insgesamt bis zu 450-550 kcal/kg Zement. Die Gesamt­ anlage kann somit mit 900-1000 kcal/kg gefahren werden.
• 4. Durch die Reduzierung der Verweilzeiten und eine optimierte Vowärmung und Vorkalzinierung der Feinstparti­ kel vor Einspeisung in den Drehrohrofen wird bei Drehzah­ lerhöhung des gekürzten Ofens eine totale Leistungssteige­ rung je nach Ofengröße von bis zu 80% ermöglicht.

In Fig. 6 ist eine Prinzipdarstellung einer Anlage zum Blähen bzw. Brennen von z.B. Kalk, Anhydrit, Perlit, Bläh­ bims sowie Blähsand oder dgl. dargestellt.

Die Anlage weist einen Kasten- oder Großraumbeschicker 50 auf, in dem die pastösen Stoffe gesammelt und über ein Transportband 55 und eine Zellenradschleuse 56 einem Vi­ brationstrockner 30 zugeführt werden. Die in dem Vibra­ tionstrockner 30 mittels Ventilatoren und mit Hilfe einer Brennkammer 95 vorgetrockneten pastösen Stoffe werden über eine Zellenradschleuse 57 auf einen Elevator 75 abgelegt, der die Trockensubstanz von oben in einen Vorwärmer 100 gibt.

Die vorgewärmte Substanz wird dann vom Vorwärmer 100 auf eine Dosierschnecke 46 gegeben, von wo aus die einzelnen Partikel über das Partikel/Heißgasrohr 43 in den Schwebe­ gas-Reaktor 1 eingeblasen werden.

Die in dem Schwebegas-Reaktor 1 thermisch behandelten Par­ tikel werden zu Abscheidezyklonen 9 transportiert, in de­ nen sie von dem Heißgas getrennt und über eine weitere Zellenradschleuse 59 einem Kühler 85 zugeführt werden. Vom Kühler 85 gelangen die thermisch behandelteten Partikel auf eine Förderschnecke 87 und werden anschließend an ein Silo abgegeben.

Die Abgase des Vibrationstrockners 30 werden zu einem Fil­ ter 101 geführt, vom dem aus Kleinstpartikel abgeschieden und über eine Zellenradschleuse 58 zum Transportband 55 zurückbefördert werden. Die Abgase werden im Filter 101 gereinigt und über einen Abgasventilator 102 zu einem Ka­ min 103 geleitet.

Das dem Vibrationstrockner 30 zugeführte Heizgas wird in der Brennkammer 95 erhitzt und über einen Ventilator 33 dem Vibrationstrockner 30 zugeführt. Die Brennkammer 95 erhält vorgewärmtes Gas aus dem Vorwärmer 100 über ein Ge­ bläse 96. Der Vorwärmer 100 selbst wird von der Abgasluft der Abscheidezyklone 9 über eine Leitung 92 mit erhitztem Gas versorgt.

Die Abwärme des Kühlers 85 wird schließlich über eine Lei­ tung zum Heißgas-Gebläse 41 geleitet, das die von der Do­ sierschnecke 46 abgegebenen Partikel in den Schwebegas- Reaktor 1 einbläst.

In Fig. 7 ist eine Schwebegas-Reaktor - Verbrennungsanla­ ge für beliebige pastöse Materialien dargestellt.

Die Anlage weist einen Kasten- oder Großraumbeschicker 50 auf, in dem die pastösen Stoffe gesammelt und über ein Transportband 55 und eine Zellenradschleuse 56 einem Vi­ brationstrockner 30 zugeführt werden. Die in dem Vibra­ tionstrockner 30 mittels Ventilatoren und mit Hilfe einer Brennkammer 95 vorgetrockneten pastösen Stoffe werden über eine Zellenradschleuse 57 auf einen Elevator 75 abgelegt, der die Trockensubstanz von oben in einen Vorwärmer 100 gibt.

Die vorgewärmte Substanz wird dann vom Vorwärmer 100 auf eine Dosierschnecke 46 gegeben, von wo aus die einzelnen Partikel über das Partikel/Heißgasrohr 43 in den Schwebe­ gas-Reaktor 1 eingeblasen werden.

Die in dem Schwebegas-Reaktor 1 thermisch behandelten Par­ tikel werden zu Abscheidezyklonen 9 transportiert, in de­ nen sie von dem Heißgas getrennt und über eine weitere Zellenradschleuse 59 einem Kühler 85 zugeführt werden. Vom Kühler 85 gelangen die thermisch behandelteten Partikel auf eine Förderschnecke 87 und werden anschließend an ein Silo abgegeben.

Die Abgase des Vibrationstrockners 30 werden zu einem Fil­ ter 101 geführt, vom dem aus Kleinstpartikel abgeschieden und über eine Zellenradschleuse 58 zum Transportband 55 zurückbefördert werden. Die Abgase werden im Filter 101 gereinigt und über einen Abgasventilator 102 zu einem Ka­ min 103 geleitet.

Das dem Vibrationstrockner 30 zugeführte Heizgas wird in der Brennkammer 95 erhitzt und über einen Ventilator 33 dem Vibrationstrockner 30 zugeführt. Die Brennkammer 95 erhält vorgewärmtes Gas aus dem Vorwärmer 100 über ein Ge­ bläse 96. Der Vorwärmer 100 selbst wird von der Abgasluft der Abscheidezyklone 9 über eine Leitung 92 mit erhitztem Gas versorgt.

Die Abwärme des Kühlers 85 wird schließlich über eine Lei­ tung zum Heißgas-Gebläse 41 geleitet, das die von der Do­ sierschnecke 46 abgegebenen Partikel in den Schwebegas- Reaktor 1 einbläst.

Die in Fig. 7 dargestellte Verbrennungsanlage für pastöse Stoffe erfüllt folgende Aufgaben:

• 1. Trocknung des pastösen Stoffes,
• 2. Verbrennung des pastösen Stoffes,
• 3. thermische Rauchgas-Nachverbrennung,
• 4. Rauchgas-Wäsche,
• 5. Entsorgung der Asche und - je nach chemophysikali­ scher Zusammensetzung des Stoffes - Herstellung eines Leicht-Zuschlagstoffes.

Nachstehend soll das Verfahren der Verbrennung eines pas­ tösen Stoffes, beispielsweise kontaminierten Schlammes nä­ her erläutert werden.

Der anfallende kontaminierte Klär- bzw. Industrie-Schlamm wird den Großraumbeschickern der Anlage, die ein Fassungs­ vermögen von beispielsweise 200 Kubikmeter aufweisen, zu­ geführt. Aus den Großraumbeschickern wird der Schlamm kon­ tinuierlich abgezogen und dem Bandtrockner 3 zugeführt. Im Bandtrockner 3 wird der Schlamm von maximal 70% Feuchtig­ keit auf etwa 3 bis 5% Restfeuchte getrocknet. Die hierzu erforderliche Energie wird aus der thermischen Rauchgas­ nachverbrennung und einer Zusatzheizung gewonnen.

Nach der Trocknung wird der Schlamm auf unter 1,0 mm Korngröße gemahlen und anschließend im Vorratssilo 40 mit einem Inhalt von ca. 20 Kubikmetern zur Dosierung des Schwebegas-Reators 1 gelagert. Der gemahlene Schlamm wird kontinuierlich aus dem Silo dem indirekten Vorwärmer 100 zugeführt, wo eine Vorwärmung auf ca. 150 bis 200 Grad Celsius erfolgt.

Anschließend wird das Mahlgut pneumatisch direkt in die Flamme des Schwebegas-Reaktors 1 eingedüst, so daß eine unmittelbare Verbrennung stattfinden kann und im weiteren Teil des Schwebegas-Reaktors bei einer Temperatur von 1100 bis 1200 Grad Celsius eine vollständige Inertisierung der Stoffe erfolgt.

Die inerte Asche wird bei ca. 1000 Grad Celsius in dem nachgeschalteten Abscheidezyklon zu 99,6% abgeschieden und im indirekten Kühler 85 auf ca. 50 bis 60 Grad Celsius abgekühlt. Nach der Kühlung erreicht die Asche über eine Austragsschnecke 87 einen Aschesilo 88, in dem es bis zur Herstellung von Leicht-Zuschlagstoffen zwischengelagert werden kann.

Die die Abscheidezyklone 9 verlassenden Abgase gelangen über den indirekten Vorwärmer 100 zur thermischen Nachver­ brennung. Dort werden die Abgase auf etwa 1200 Grad C er­ hitzt und bei Verweilzeiten von ca. 3 Sekunden wird alle organische Substanz ausgebrannt. Anschließend werden die heißen Abgase mit Frischluft gemischt, und mit ca. 350 Grad Celsius erreichen die Gase den Bandtrockner 3 zur Trocknung des Schlammes.

Die Abgase verlassen den Bandtrockner 3 mit ca. 80 bis 90 Grad Celsius und einer Wasserdampfmenge von beispielsweise ca. 4200 kg/h - in Abhängigkeit vom Wassergehalt des zu trocknenden Aufgabegutes - und werden weiter der Naßwasch­ einrichtung 105 zugeführt.

In der Naßwascheinrichtung 105 erfolgt die Gasreinigung bei Zugabe basischer Additive zur Bindung der sauren Be­ standteile über die Dosiereinrichtung 106. Der anfallende Schlamm (etwa 15 bis 20 kg/h einschließlich Kalk oder Na­ tron) wird intervallmäßig aus der Naßwascheinrichtung ab­ gezogen und dem Bandtrockner 3 zugeleitet, bzw. im Kasten­ beschicker 50 erfolgt eine Vermischung mit neu hinzugefüg­ tem Schlamm.

Die Abluft aus der Naßwascheinrichtung 105 mit ca. 30 Grad Celsius gelangt zu 80% in den Gasmischprozeß vor dem Bandtrockner 3, so daß eine Abgasmenge von nur etwa 20%, entsprechend z.B. 7000 Normkubikmeter pro Stunde in die Atmosphäre gelangt.

Wie den beiden vorstehend beschriebenen Anlagenschaltbil­ dern zu entnehmen ist, weisen beide Anlagen einen voll ge­ schlossenen Verfahrenskreislauf auf, so daß keine Gefahr besteht, daß kontaminierte Stoffe oder Gase unkontrolliert den Kreislauf verlassen können.

Fig. 8 zeigt ein Diagramm der Mengenverhältnisse bei der Aufbereitung von Klär- oder Industrieschlämmen und ver­ deutlicht die Wirksamkeit der vorstehend beschriebenen Anlagen. Durch die thermische Behandlung des Schlammes werden dem Schlamm ca. 70% Wasser entzogen, so daß von 100% Schlamm 30% Trockenstoffe übrigbleiben. Durch Glüh­ verluste werden noch einmal ca. 30% der Trockenstoffe re­ duziert, so daß ein Ascheanteil von ca. 21% der ursprüng­ lich 100% Klär- oder Industrieschlamm übrigbleibt. Durch Zugabe eines Zuschlagstoffes, beispielsweise Ton, kann aus der verbleibenden Asche ein von Giftstoffen freier Zusch­ lagstoff gewonnen werden, der einer beliebigen Verwendung zugeführt werden kann.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (20)

1. Verfahren zur thermischen Behandlung von Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Par­ tikel in einen Heizgasstrom eingeblasen werden, der in eine Reaktorkammer (10) gerichtet ist und dort einen Kon­ vektionsstrom mit den darin befindlichen Partikeln aus­ bildet, und über eine im Verlauf des Heizgasstromes ange­ ordnete Auslaßöffnung (15) abgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Partikel in einen Heiß­ gasstrom eingedüst und ringförmig um eine Brennerdüse (19) in die Einlaßöffnung (14) der Reaktorkammer (10) ein­ geblasen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel über einen Diffusor (12) in die Unterseite eines im wesentlichen senkrecht angeordneten, zylindrischen Hauptteils (11) in die Reaktorkammer (10) eingeblasen und über eine von der Oberseite des zylindrischen Hauptteils (11) der Reaktor­ kammer (10) abgewinkelte Auslaßöffnung (15) abgegeben wer­ den.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Brennerdüse (19) in den Heizgasstrom eingebla­ senen Partikel eine bestimmte, vorgebbare maximale Größe nicht überschreiten, und daß die die maximale Größe über­ schreitenden Partikel in einen oberhalb des Diffusors (12) liegenden Teil der Reaktorkammer (10) eingegeben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die maximale Größe überschreitenden Partikel symmetrisch zur Achse des zylin­ drischen Haupteils (11) der Reaktorkammer (10) durch Zu­ satzöffnungen (16, 17) eingegeben werden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Auslaßöffnung (15) abgegebenen, thermisch behandelten Partikel zur weiteren thermischen und/oder chemischen Be­ handlung in einen Kalzinator (5) und/oder einen Abscheide­ zyklon (9) eingetragen werden.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Größe der im Bereich der Brennerdüse (19) in den Heizgasstrom eingegebenen Partikel 0,5 mm beträgt.

8. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche zur thermischen Vorbehandlung und/oder Vorkalzi­ nierung von Rohzementschlämmen bzw. Rohzementmehl bei der Herstellung von Zementklinker im Naß- oder Trockenverfah­ ren.

9. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Anspüche 1 bis 7 zur thermischen Behandlung von Partikeln zur Herstellung von kalziniertem Anhydrit oder Kalkhydrat.

10. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7 zur thermischen Behandlung von kontami­ nierten Schlämmen, insbesondere Klär- und/oder Industrie­ schlämmen.

11. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7 zur thermischen Behandlung von bei­ spielsweise Blähsand, Blähbims, Perlit oder dgl.

12. Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Partikeln, gekennzeichnet durch einen Schwebegas- Reaktor (1) mit einer Reaktorkammer (10), die eine Einlaß­ öffnung (14) und eine Auslaßöffnung (15) für die Partikel aufweist und einen Reaktorbrenner (18) mit einer im Be­ reich der Einlaßöffnung (14) angeordneten Brennerdüse (19) zur Abgabe einer in die Reaktorkammer (10) gerichteten Heizflamme.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reaktorkammer (10) aus einem zylindrischen Hauptteil (11), in dem sich ein Kon­ vektionsstrom mit darin befindlichen Partikeln ausbildet, einem kegelstumpfförmigen Diffusor (12) und einem sich an das obere Ende des zylindrischen Hauptteils (11) anschlie­ ßenden, abgewinkelten Rohr (13), dessen Innendurchmesser dem Innendurchmesser des zylindrischen Hauptteils (11) entspricht, besteht, und daß die Reaktorkammer (10) im wesentlichen senkrecht mit nach unten sich kegelstumpfför­ mig verjüngendem Diffusor (12) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüse (19) konzentrisch in der Einlaßöffnung (14) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (14) mit einem Partikel/Heißgasrohr (43) verbunden ist, in das von einem Heißgas-Gebläse (41) abge­ gebenes Heißgas eingeblasen und über ein Partikelrohr (42) die Partikel derart eingedüst werden, daß sie vom Heißgas­ strom mitgerissen werden.

16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zylindrischen Hauptteil (11) der Reaktorkammer (10) vorzugsweise im unteren Drittel im Anschluß an den Dif­ fusor (12), mindestens zwei symmetrisch zur Achse angeord­ nete Zusatzöffnungen (16, 17) zur Eingabe von eine vorgeb­ bare maximale Größe überschreitenden Partikeln vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere, symmetrisch zur Achse des zylindrischen Hauptteils (11) der Reaktorkammer (10) angeordnete Zusatzöffnungen (16, 17) vorgesehen sind, die über Schnecken-Förderrohre (44, 45) und Fallrohre (47, 48) mit einer Abgabeeinrichtung (40, 100) für Partikel verbunden sind.

18. Vorrichtung zur thermischen Behandlung und/oder Vorkalzinierung von Rohzementschlämmen bzw. Rohzementmehl bei der Herstellung von Zementklinker im Naß- oder Troc­ kenverfahren, dadurch gekennzeich­ net, daß das Partikel/Heißgasrohr (43) und die Schnec­ ken-Förderrohre (44, 45) über eine Förderschnecke (46) mit einem Silo (40) zur Aufnahme von vorgetrocknetem Rohze­ ment oder Rohzementmehl verbunden sind, und daß die Aus­ trittsöffnung des abgewinkelten Rohres (13) der Reaktor­ kammer (10) mit dem Einlaß (51) eines Kalzinators (5) ver­ bunden ist, in dem eine Nachkalzinierung erfolgt und des­ sen Hauptauslaß (52) mit dem Einlaß (71) eines Drehrohr­ ofens (7) und dessen Nebenauslaß (53) mit einem Abscheide­ zyklon (9) verbunden ist.

19. Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Anhydrit, perlit, Blähbims, Blähsand oder dergleichen, da­ durch gekennzeichnet, daß das Parti­ kel/Heißgasrohr (43) und die Schnecken-Förderrohre (44, 45) über eine Dosierschnecke (46) mit einem Vorwärmer (100) verbunden sind, der über einen Elevator (75) und eine Zellenradschleuse (57) mit dem Ausgang eines Düsenband- oder Vibrations-Trockners (3; 30) verbunden ist, in dem der als pastöses Gut vorliegende Stoff vorgetrocknet wird, und daß die Austrittsöffnung des abgewinkelten Rohres (13) der Reaktorkammer (10) mit einem oder mehreren Abscheidezyklo­ nen (9) zur Trennung des Heizgases von erhitzten Partikeln bzw. Asche verbunden ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abgasöffnung des Düsen­ band- oder Vibrationstrockners (3; 30) über eine Abgaslei­ tung mit einem Filter (101) verbunden ist, der Feststoffe aus dem Abgas ausfiltert und über eine zweite Zellenrad­ schleuse (58) dem Düsenband- oder Vibrationstrockner (3; 30) zurückführt und die gefilterten Abgase über einen Ab­ gasventilator (102) an einen Kamin (103) abgibt.