DE3725513A1

DE3725513A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung pastoeser materialien

Info

Publication number: DE3725513A1
Application number: DE3725513A
Authority: DE
Inventors: Franz Kettenbauer
Original assignee: Kettenbauer GmbH and Co
Current assignee: Kettenbauer GmbH and Co
Priority date: 1987-07-29
Filing date: 1987-07-29
Publication date: 1989-02-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung eines Feuchtigkeit enthaltenden, pastösen Materials sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind Verfahren bekannt, mit denen chemische Abfallstof fe wie beispielweise Industrie- und Klärschlämme durch Wiederaufbereitung einer Wiederverwendung zugeführt wer den, um so gleichzeitig die mit einer Deponierung derar tiger chemischer Abfallstoffe verbundenen Umweltgefahren zu beseitigen bzw. zu reduzieren. Die bei diesen bekannten Wiederaufbereitungsverfahren verwendeten Techniken zur Entsäuerung bzw. Kalzinierung und Sinterung der Abfall stoffe sind jedoch mit einem äußerst hohen Energiever brauch bei gleichzeitig geringem Durchsatz, d.h. Menge des aufbereiteten chemischen Stoffes pro Zeiteinheit, verbun den, so daß sie verhältnismäßig unwirtschaftlich sind.

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 zur Aufbereitung Feuchtigkeit enthaltender pastöser Mate rialien anzugeben, bei dem die Energiekosten pro Kilogramm aufzubereitenden Materials erheblich verringert werden und gleichzeitig ein wesentlich höherer Durchsatz, d.h. eine höhere Leistungsfähigkeit einer Aufbereitungsanlage sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feuchtigkeit enthaltenden pastösen Materialien durch Vortrocknung, Entsäuerung und/oder Vorkalzination ther misch vorbehandelt werden.

Die erfindungsgemäße Lösung schafft die Voraussetzung für eine Aufbereitung Feuchtigkeit enthaltender Materialien mit verhältnismäßig geringem Energieaufwand bei gleichzei tig möglichem hohen Durchsatz, d.h. einer erhöhten Gesamt leistung einer Aufbereitungsanlage.

Insbesondere in Bezug auf die Herstellung von Zementklin ker im Naßverfahren kann das erfindungsgemäße Verfahren vielseitig und wirtschaftlich angewendet werden, auch wenn die Rohstoffe keine hohe Eigenfeuchte haben. Da die Naß aufbereitung gegenüber dem Trockenverfahren eine bessere Homogenisierung des Materials liefert, ergibt sich gleich zeitig eine Anhebung der Bedeutung des Naßverfahrens gegenüber dem in letzter Zeit aus Gründen des Energiever brauchs bevorzugten Trockenverfahren.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bestehende, nach dem Naßverfahren arbeitende Zementanlagen weitgehend erhalten bleiben können und eine nur kurze Umbauzeit erfordern, da die zusätzlich erforder lichen Anlagenteile während des Betriebs der alten Anlage erstellt werden und für eine Anpassung eine nur verhält nismäßig kurze Betriebsunterbrechung, die in vielen Fällen ohnehin für Wartungsarbeiten erforderlich ist, benötigt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ver fahrens sind den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 14 zu entnehmen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch

a) einen Vibrations- oder Düsenbandtrockner zur Aufnah me des ggf. vorgetrockneten und/oder vorgemahlenen, Feuchtigkeit enthaltenden, pastösen Materials;
b) einen Schwebegas-Reaktor, in den die Materialpartikel trocken oder mit einer geringen Restfeuchte einge blasen bzw. eingegeben werden und
c) ein an den Auslaß des Schwebegas-Reaktors angeschlos sener Abscheidezyklon, dessen Eintragsöffnung mit dem Ofenkopf eines Drehrohrofens oder mit einem Kühler verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einerseits einen kompakten Aufbau einer Anlage zur thermischen Vor behandlung eines aufzubereitenden, Feuchtigkeit enthalten den Materials und ermöglicht andererseits eine voneinander unabhängige Steuerung jedes einzelnen Anlagenteils, so daß der gesamte Prozeß bei der Aufbereitung des Materials so wohl im Hinblick auf den Energieverbrauch als auch den Durchsatz optimierbar ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schwebegas-Reaktor und dem Abscheidezyklon ein Kalzinator angeordnet ist, der an den Auslaß des Schwebegas-Reaktors angeschlossen und mit dem Ofenkopf des Drehrohrofens ver bunden ist, in dem die Partikel im Gegenstrom der heißen Abgase des Drehrohrofens nachkalziniert werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge mäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ma terialeingang des Vibrations- oder Düsenbandtrockners mit der Materialauslaßöffnung einer Trockentrommel zum Vor trocknen des Feuchtigkeit enthaltenden, pastösen Materials verbunden ist, wobei einer Materialeinlaßöffnung der Trockentrommel Feuchtigkeit enthaltende, pastöse Materia lien zugeführt und im Gegenstromprinzip bei ihrer Bewegung durch die Trockentrommel von einem Heißgas durchsetzt werden, das von einer im Bereich der Materialauslaßöffnung der Trockentrommel angeordneten Brenn- und Mischkammer ab gegeben wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vor richtung sind den Merkmalen der weiteren Unteransprüche 15 bis 23 zu entnehmen.

Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Anlage zur thermischen Vorbehandlung der Rohzement schlämme - bestehend aus mindestens einem Düsenbandtrock ner, einem Schwebegas-Reaktor, einem Kalzinator und einem Abscheidezyklon - an den Materialeinlaß des auf etwa die Hälfte gekürzten Drehrohrofens angeschlossen wird, wobei ein etwa auf ein Viertel der ursprünglichen Länge gekürz tes Endstück des ursprünglichen Drehronrofens als Trocken trommel beibehalten, mit einer Brenn- und Mischkammer ver sehen und an den Materialeingang des Düsenbandtrockners angeschlossen wird.

Auf diese Weise kann eine bestehende Anlage, insbesondere eine im Naßverfahren arbeitende Zementanlage, bei gerings ter Betriebsunterbrechung mit den Anlagenteilen zur ther mischen Vorbehandlung der Rohzementschlämme ausgerüstet werden, wobei gleichzeitig bestehende Anlagenteile wie größte Teile des Drehrohrofens und des Kühlers beibehalten werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sollen nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert wer den.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker aus Rohzement schlämme im Naßverfahren;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß Fig. 1 mit zusätzlicher Trockentrommel;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einrichtung zum Kalzinieren bzw. Entsäuern in den Anlagen gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine vergrößerte, prinzipielle Darstellung eines Schwebegas-Reaktors;

Fig. 5 eine Schwebegas-Reaktor-Verbrennungsanlage für feste und/oder pastöse Materialien;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teils der Anlage gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Anlage zur thermischen Behandlung von pastösen Stoffen unter Einsatz eines Schwebegas-Reaktors und

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

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage, die sich insbesondere für die thermische Behandlung von Rohzementschlämmen eig net, weist einen Drehrohrofen 7 an sich bekannter Bauart auf, in dem das Material im Gegenstromprinzip von heißem Gas beblasen wird, das mittels eines Drehrohrofenorenners 73 und Gebläses in den Drehrohrofen 7 eingeblasen wird. Der Materialausgang befindet sich am Ofenrost 72 und geht in einen Kühler 8 über, dem das gekühlte Material als Ze mentklinker entnommen werden kann.

Der Drehrohrofen 7 wird von einem Drehrohrofen-Antrieb 70 gedreht, wobei die Drehzahl je nach Bauart und Baulänge des Drehrohrofens bis zu 4 Umdrehungen pro Minute gegen über 0,8 bis 1 Umdrehung pro Minute bei Drehrohröfen kon ventioneller Bauart gesteigert werden kann. Die Temperatur des Gegengasstromes im Innern des Drehrohrofens 7 beträgt 1400 Grad Celsius im Bereich des Drehrohrofen-Brenners 73 bzw. 1200 bis 1250 Grad im Bereich des Ofenkopfes 71. Der Durchsatz des Gasstromes kann auf den reinen Sinterungs zweck des Drehrohrofens 7 ausgerichtet werden und beträgt beispielsweise ca. 100 000 Normkubikmeter gegenüber den bei einem konventionellen Drehrohrofen erforderlichen 220 000 Normkubikmetern.

An den Ofenkopf 71 ist ein Kalzinator 5 so angeschlossen, daß die heißen Ofenabgase in ihm aufsteigen und die Stoff partikel zur C0₂-Abgaben umspülen können. Eingangsseitig schließt sich an den Kalzinator 5 ein Schwebegas-Reaktor 1 an, in den von unten Stoffpartikel pneumatisch eingeblasen und im Schwebezustand durch die von einem Reaktorbrenner abgegebene Flamme bei 1000 bis 1100 Grad Celsius vorkalzi niert werden. Zusätzlich können dem Schwebegas-Reaktor 1 größere Partikel über eine Fördereinrichtung zugeführt und ebenfalls vorkalziniert werden. Die Partikel werden über ein Partikelrohr 42 in ein Partikel-Heißgasrohr 43 einge düst und dort von einem von einem Heißgasgebläse 41 er zeugten Heißgasstrom mitgerissen und in den Schwebegas- Reaktor 1 eingeblasen.

Die Zufuhr der Partikel zum Partikelrohr 42 bzw. unmit telbar in den Schwebegas-Reaktor 1 erfolgt über eine Do sierschnecke 46, die mit dem Partikelauslaß 36 eines Dü senbandtrockners 3 über eine Mühle 4 und ein Silo 40 ver bunden ist.

Der Kalzinator-Nebenauslaß 53 ist an einen Abscheidezyklon 9 angeschlossen, der über einen Eintrag 91 die aus dem Gasauslaß des Kalzinators 5 abgeschiedenen Partikel in den Ofenkopf 71 zurückführt. Die Abgasöffnung 90 des Abschei dezyklons 9 ist über eine Abscheidezyklon-Abgasleitung 92 mit einem Gaseinlaß des Düsenbandtrockners 3 sowie über eine Bypassleitung 93 mit dem Eingang des Heißgasgebläses 41 verbunden, so daß die heißen Ofenabgase über den Kalzi nator 5 und den Abscheidezyklon 9 in den Prozeß zur ther mischen Vorbehandlung des Rohzementschlammes zurückgeführt werden.

Der Düsenbandtrockner 3 ist im Bereich des Materialein gangs 300 mit einem Großraumbeschicker 50 für die Bevorra tung von Rohzementschlämmen verbunden. Die im Düsenband trockner 3 enthaltenen speziellen Netzbänder 31, 32 sind so gestaltet, daß sie auch sehr flüssiges Material tragen können und laufen nach Art von Förderbändern über Umlenk rollen um. Unterhalb der Oberseite der Düsenbänder 31, 32 sind Düsen angeordnet, über die Gase zum Trocknen des ein gegebenen Materials eingeblasen werden. Die eingeblasenen Gase werden aus dem Innenraum des Düsenbandtrockners 3 über die Gebläse 351, 352, 353 zurückgeführt bzw. über einen Abgasausgang 39 und ein Gebläse 341 sowie eine Zu satzheizung 34 und ein weiteres Gebläse 340 dem ersten Düsenband 31 bei zusätzlicher Erwärmung des zum Trocknen verwendeten Gases zurückgeführt.

Während das erste Düsenband 31 nach dem Gleichstromprinzip arbeitet, um sehr flüssiges Material schnell vorzutrock nen, erfolgt beim zweiten Düsenband 32 die Endtrocknung bei einem Gas-Gegenstrom. Oberhalb der Düsenbänder 31, 32 sind Wendeeinrichtung 331 bis 334 vorgesehen, die eine gleichmäßige und schnelle Trocknung des in den Düsenband trockner 3 eingegebenen Materials gewährleisten und gleichzeitig die Partikel auf Korngrößen von 5 bis 15 mm zerkleinern.

Eine weitere Abgasleitung 38 im Bereich der Oberseite des Düsenbandes 31 dient zur Ableitung sehr feuchten Abgases, dessen Restwärme ggf. nach Aufheizung weiterverwendet wer den kann.

Die in Fig. 2 dargestellte Anlage entspricht in ihren wesentlichen Teilen der in Fig. 1 dargestellten Anlage, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.

In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 2 sind die Leitungswege der Gasströme bzw. Gasströme mit Kleinstpar tikeln als Doppellinien dargestellt, während die Material- bzw. Partikelwege strichpunktiert dargestellt sind.

In Ergänzung zu der in Fig. 1 dargestellten Anlage weist die Anlage gemäß Fig. 2 mehrere zu einer Gruppe zusammen geschaltete Zyklone 6 auf, über die im Abgasstrom des Ab scheidezyklons 9 enthaltene Kleinstpartikel, die über die Abgasöffnung 90 und eine Abscheidezyklon-Abgasleitung 92 mit dem Gaseinlaß der Zyklone 6 verbunden sind, abgeschie den werden. Das so gereinigte Abgas wird über eine Zyklon- Abgasleitung 61 sowohl dem Heißgasgebläse 41 am Eingang des Schwebegas-Reaktors 1 als auch dem Düsenbandtrockner 3 über ein Düsenband-Gebläse 33 zugeführt. Zur Umwälzung der erhitzten Luft im Düsenbandtrockner 3 dient ein Umwälzge bläse 35.

Die von den Zyklonen 6 abgeschiedenen Kleinstpartikel wer den über eine Zyklon-Partikelleitung 62 dem Materialstrom am Eingang der Anlage zurückgeführt.

Zum Vortrocknen sehr feuchter chemischer Stoffe bzw. Roh zementschlämme oder bei sehr großen Anlagen ist ergänzend zu der in Fig. 1 dargestellten Anlage eine Trockentrommel 2 vorgesehen, in deren Materialeinlaßöffnung 21 das Aus gangsmaterial eingegeben wird. Analog zum Prinzip eines Drehrohrofens wird das in die Materialeinlaßöffnung 21 eingegebene Material im Gegenstromprinzip von auf ca. 350 Grad Celsius erhitzter Luft bei einem Luftdurchsatz von beispielsweise ca. 220 000 Normkubikmeter beblasen, so daß das ursprünglich sehr feuchte Material an der Materialaus laßöffnung 22 eine Restfeuchte von weniger als 16% auf weist.

Zur Erzeugung der erhitzten Gegenstromgase dient eine Brenn- und Mischkammer 20, deren Eingang einerseits über ein Gebläse 25 mit dem einem Abgasausgang 38 des Düsen bandtrockners 3 über eine Abgasleitung 26 und andererseits über eine Kühlwärmeleitung 83 mit der vom Kühler 80 über einen Kühlwärmeauslaß 81 über ein Gebläse 84 abgegebenen Wärme beaufschlagt ist.

Das von der Trockentrommel 2, die von einem Trommelantrieb 23 angetrieben wird, abgegebene, vorgetrocknete Material wird über eine Materialleitung 27 zum Materialeingang 300 des Düsenbandtrockner 3 befördert.

Der Partikelauslaß 36 des Düsenbandtrockners 3 ist mit einer Mühle 4 verbunden, in der die vom Düsenbandtrockner 3 bis auf eine Restfeuchte von weniger als einem Prozent getrockneten Partikel zu einer Korngröße von weniger als 0,5 mm zermahlen werden. Aus der Mühle 4 gelangen die ge mahlenen Partikel in ein Silo 40, von wo aus sie über eine Förderschnecke 46 entweder als Kleinstpartikel mittels des vom Heißgasgebläse abgegebenen Heißgasstromes in den Schwebegas-Reaktor 1 eingeblasen oder über Schnecken- Förderrohre unmittelbar in den Schwebegas-Reaktor 1 einge geben werden.

Nachstehend soll die Funktionsweise der in den Fig. 1 und 2 Aufbereitungsanlagen näher erläutert werden. Während bei der Aufbereitungsanlage gemäß Fig. 2 sehr feuchtes Materi al mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 34% in der Troc kentrommel 2 nach dem Gegenstromprinzip in einer im Be reich der Materialeinlaßöffnung 21 befindlichen Vortrock nungszone und einer daran anschließenden Nachtrocknungszo ne bis auf eine Restfeuchte von ca. 16% vorgetrocknet und daran anschließend in den Düsenbandtrockner 3 eingegeben wird, wird bei der Anlage gemäß Fig. 1 das Feuchtigkeit enthaltende Material unmittelbar über den Materialeingang 300 in den Düsenbandtrockner 3 eingegeben.

Im Düsenbandtrockner 3 wird das Feuchtigkeit enthaltende Material, beispielsweise Rohzementschlämme, auf das erste Netzband 31 abgelegt und infolge des nach dem Gleichstrom prinzip begasten ersten Netzbandes 31 bei Eintritt in den Düsenbandtrockner 3 in Kontakt mit Warmgasen hoher Tem peratur gebracht, so daß es auf diese Weise sehr schnell an Feuchtigkeit verliert. Die Warmgase, die eine Tempera tur von ca. 400 bis 450 Grad Celsius aufweisen, werden mit Hilfe des Umwälzgebläses 35 bzw. des Gebläses 340 gemäß Fig. 1 durch die Schicht des feuchten Materials bzw. Roh zementschlammes gedrückt, so daß eine schnelle Verdampfung der im Material enthaltenen Feuchtigkeit auf eine Rest feuchte von ca. 20 bis 22% erfolgt.

Um für die Vortrocknung eine konstante Gastemperatur zu gewährleisten, ist die Zusatzheizung 34 gemäß Fig. 1 vor gesehen, deren Brenner stufenlos die vorbestimmte Tempera tur regelt und sich nur bei Bedarf einschaltet.

Im zweiten Netzband erfolgt im Gegenstromprinzip die End trocknung des Feuchtigkeit enthaltenden Materials auf we niger als ein Prozent Restfeuchte, so daß je nach Anlagen typ bzw. Größe der Anlage das in den Düsenbandtrockner 3 mit einer Feuchte von bis zu 34% eingegebene Material auf insgesamt weniger als ein Prozent Restfeuchtigkeit ent wässert wird bzw. bei Vorschalten einer Trockentrommel 2 und ca. 16% Restfeuchtigkeit auf weniger als ein Prozent Restfeuchtigkeit entfeuchtet wird. Dabei ist eine Anlage mit einer Trockentrommel 2 insbesondere für größere Lei stungen geeignet, so daß infolge der Vortrocknung durch die Trockentrommel 2 der Düsenbandtrockner 3 mit größerem Durchsatz bei geringerer Entfeuchtungswirkung gefahren werden kann.

Die im Düsenbandtrockner 3 vorgesehenen Wendeeinrichtungen 331 bis 334 gemäß Fig. 1 sind in mehreren Führungsebenen angeordnet und gewährleisten eine gleichmäßige und schnel le Trocknung des Feuchtigkeit enthaltenden Materials sowie gleichzeitig eine Zerkleinerung der Partikel auf Korngrö ßen zwischen 5 bis 15 mm.

Der Düsenbandtrockner 3 arbeitet nach dem Prinzip eines Wärmetauschers, wobei zur Energieeinsparung die Drehrohr ofenwärme oder die von Vorwärmern abgegebene Wärme sowie Kühl-Zusatzwärme verwendet werden, und der thermische Aus tausch beim zwangsweisen Durchströmen der Wärmefördergase durch die pastöse Rohmasse erfolgt. Durch Weiterleitung der Warmgase von Band zu Band, Erzeugung von überhitztem Dampf im Ofen und Rückführung zum Wärmetauscher erhöht sich für jede rezyklierte Volumeneinheit die eingeführte Wärmemenge analog der Mengensteigerung überhitzten Damp fes.

Durch die Integration des Düsenbandtrockners 3 zur ther mischen Vorbehandlung Feuchtigkeit enthaltenden Materials wird eine Energieeinsparung von bis zu 25% erreicht und gleichzeitig die Durchsatzleistung der Anlage um etwa 40 bis 55% erhöht. Diese Leistungssteigerung ist auf folgende Faktoren zurückzuführen.:

a) Aufgrund seines Funktionsprinzips und verfahrensbe dingt benötigt der Düsenbandtrockner 3 nur eine Lei stung von 700 bis 715 kcal pro kg H₂O, während der Vortrocknerteil eines Drehrohrofens eine Leistung von mehr als 1200 kcal pro kg H₂O Verdampfung benötigt.
b) Die Abgastemperatur beträgt beim Düsenbandtrockner 80 bis 90 Grad Celsius, wohingegen die Abgastemperaturen bei einem Drehrohrofen bei ca. 180 bis 200 Grad Cel sius liegen,
c) während im Düsenbandtrockner beim Wärmeaustausch pro Bandeinheit jeweils eine pastöse Masse etwa gleicher Konsistenz und Dichte von den Warmgasen durchströmt wird, erfüllt beim Naßverfahren der Vorwärmeteil des Drehrohrofens diese Funktion. Trotz aller Einbauten in einen Drehrohrofen ist keine optimale Dichtever teilung und Raumausfüllung möglich, so daß die Wärme übertragung weniger effizient ist und teilweise aus Mangel an Rohmasse überhaupt keine oder eine nur mi nimale Wärmeabgabe stattfindet. Beim erfindungsgemä ßen Düsenbandtrockner werden der Wirkungskreis und somit die Verweilzeit für einen Wärmeaustausch zwi schen den durchströmenden Gasen und der Material schlämme optimiert, so daß die Parameter einzeln re gelbar sind.
d) Der integrierte Wärmetauscher übernimmt die Funktion des Drehrohrofens, so daß beispielsweise durch Ein sparung des Vortrocknerteils ein 156 m langer Dreh rohrofen auf 75 m, d.h. um 52% gekürzt werden kann. Durch die Längeneinsparung werden gleichzeitig die unvermeidbaren Strahlungsverluste eines langen Dreh rohrofens deutlich reduziert.

Aufgrund dieser vier Faktoren kann je nach Auslegung des Drehrohrofens und Anlagenleistung eine Energieeinsparung von bis zu 25% gewährleistet werden, was bedeutet, daß beispielsweise gegenüber den ursprünglich benötigten 1350 bis 1550 kcal/kg aufbereiteten Materials wie Zementklinker eine mittlere Einsparung von bis zu 350 bis 400 kcal bzw. 1450 bis 1650 kJ/kg aufbereiteten Materials erzielt werden kann.

Eine weitere Energieeinsparung und Erhöhung der Leistung einer Aufbereitungsanlage gemäß den Fig. 1 und 2 ist dadurch zu erzielen, daß infolge des Wegfalls des Vor trocknerteils des konventionellen Drehrohrofens die Dreh zahl des deutlich gekürzten Ofens erhöht werden kann, wo durch die Leistung in Abhängigkeit von den ursprünglichen Dimensionierungen des konventionellen Drehrohrofens bis zu 40 bis 55% erhöht werden kann.

Das bis auf eine Restfeuchte von weniger als einem Prozent vorgetrocknete Material kann anschließend in der Mühle 4 auf eine Korngröße von weniger als 0,5 mm fein gemahlen werden und über ein Silo 40 sowie über ein Partikel/Heiß gasrohr 43 oder die Schnecken-Förderrohre 44, 45 dem Schwebegas-Reaktor 1 zum Vorkalzinieren zugeführt werden.

Während in konventionellen Aufbereitungsanlagen das Mate rial als massiger Rohschlamm in den Vorwärm- bzw. Kalzi nierungsteil eines Drehrohrofens eingespeist wird, womit inhomogene und reduzierte Wärmeübertragung auf die Ein zelpartikel und deren Auflockerung impliziert sind, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren somit dem Düsenband trockner 3 der speziell konzipierte Schwebegas-Reaktor 1 sowie Kalzinator 5 nachgeschaltet.

Wie nachstehend ausgeführt wird, kann infolge der Nach schaltung des Schwebegas-Reaktors 1 und des Kalzinators 5 eine weitere Verkürzung eines konventionellen Drehrohro fens erzielt werden.

Fig. 3 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, über einen Kalzinator- Nebenauslaß 53 in einem nachgeschalteten Abscheidezyklon 9 vom Gasstrom getrennt, und gelangt über einen Eintrag 91 zum Drehrohrofen 7. Die Abgase aus dem Abscheidezyklon 9 werden über einen Abgas-Auslaß 90 abgegeben.

Der in Fig. 4 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 werden.

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.

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 nochmals eine Einsparung von bis zu 100-150 kcal/kg Ze mentklinker, oder insgesamt bis zu 450-550 kcal/kg Zement. Die Gesamtanlage kann somit mit 900-1000 kcal/kg gefahren werden.
4. Durch die Reduzierung der Verweilzeiten, die opti mierte Vorwärmung und Vorkalzinierung der Feinstpartikel vor Einspeisung in den Drehrohrofen, wird unter Berück sichtigung einer Drehzahlerhöhung des gegenüber konven tionellen Drehrohröfen gekürzten Drehrohrofens eine Ge samtleistungssteigerung je nach Ofengröße von bis zu 80% ermöglicht. In absoluten Zahlen bedeutet dies eine Lei stungssteigerung von 860 Tagestonnen einer entsprechenden Aufbereitungsanlage auf 1500 Tagestonnen bei gleichzeiti ger Energieeinsparung von ca. 250 kcal/kg Klinker.

Die Rückführung der in den einzelnen Anlagenteilen anfal lenden Abgaswärme, ggf. nach vorangegangener Aufbereitung in Zyklonen bzw. nach zusätzlicher Erhitzung, bedeutet eine Opitimierung der Gesamtanlage, so daß die Betriebs kosten gegenüber konventionellen Aufbereitungsanlagen deutlich gesenkt werden können. So wird beispielsweise die rekuporierte Kühlwärme des Kühlers 8 mit einer Temperatur von ca. 110 Grad Celsius ebenso in die Brenn- und Misch kammer 20 der Trockentrommel 2 zurückgeführt wie die mit einer Temperatur von ca. 90 Grad Celsius anfallende Abgas temperatur des Düsenbandtrockners 3. Lediglich das voll gesättigte Abgas der Trockentrommel 2 wird über die Abgas öffnung 24 mit einer Temperatur von 80 bis 90 Grad Celsius nicht wiederverwendbar abgegeben.

Der Grad der Leistungssteigerung und Energieeinsparung der erfindungsgemäßen Aufbereitungsanlage gegenüber konven tionellen Anlagen wird aus folgendem Vergleich deutlich:

a) In konventionellen Anlagen müssen dem sehr langen Drehrohrofen beispielsweise 220 000 Normkubikmeter bei einer Temperatur von 1400 Grad Celsius zugeführt werden, wobei die Obertemperatur von 1400 Grad Cel sius zum Sintern des Materials im letzten Viertel des Drehrohrofens vor dem Ofenrost benötigt wird, während die Luftmenge von 220 000 Normkilometern zur Abfüh rung des Wasserdampfes im Vortrocknungsteil, das sich im letzten Viertel des Drehrohrofens vor dem Ofenkopf befindet, erforderlich ist.
b) Demgegenüber werden bei der erfindungsgemäßen Aufbe reitungsanlage lediglich 100 000 Normkubikmeter bei einer Temperatur von 1400 Grad Celsius in den Dreh rohrofen eingeblasen, wobei diese Menge für den Sin terungsvorgang ausreichend ist. Zum Vortrocknen wer den 220 000 Normkubikmeter bei einer Temperatur von lediglich 350 Grad Celsius in die Trockentrommel ein geblasen, so daß insgesamt die Strahlungsverluste deutlich verringert werden.

Neben den obengenannten Faktoren ist eine Optimierung der Aufbereitungsanlage dadurch möglich, daß die einzelnen Anlagenteile individuell steuer- und regelbar sind. Durch die getrennte Steuerung und Regelung der Trockentrommel 2, des Düsenbandtrockners 3, des Schwebegas-Reaktors 1 mit nachgeschaltetem Kalzinator 5 und des Drehrohrofens können die Leistung gesteigert und der Energieverbrauch deutlich reduziert werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Aufbereitungs anlage besteht darin, daß sie neben dem Einsatz in Neuan lagen unabhängig davon, ob die Anlage im Naß- oder Troc kenverfahren betrieben werden soll, auch in bestehende An lagen ohne größere Komplikationen, inbesondere ohne länge re Betriebsunterbrechungen eingebaut werden kann. Dies soll am Beispiel einer im Naßverfahren arbeitenden Zement anlage näher dargestellt werden.

Noch während des Betriebs einer im Naßverfahren arbeiten den Zementanlage mit einem ca. 156 m langen Drehrohrofen können die Anlagenteile zur thermischen Vorbehandlung des Feuchtigkeit enthaltenden Materials an Ort und Stelle installiert werden. Diese aus dem Düsenbandtrockner 3, dem Schwebegas-Reaktor 1, dem Kalzinator 5 und dem Abscheide zyklon 9 bestehenden Anlageteile gemäß Fig. 2 können ggf. zusammen mit der Mühle 4 und dem Silo 40 oberhalb des mittleren Teils des bestehenden, konventionellen Drehrohr ofens installiert werden. Im Rahmen einer ohnehin notwen digen Betriebsunterbrechung zur Reinigung und Wartung des konventionellen Drehrohrofens kann die erforderliche An passung der Vorbehandlung-Anlagenteile an den vorhandenen Drehrohrofen vorgenommen werden. Dazu wird das hintere En de des bestehenden Drehrohrofens 7 mit dem Brenner und der an den Ofenrost des Drehrohrofens 7 angeschlossenen Kühler auf eine Länge von ca. 75 m gekürzt und der zusätzlich in stallierte Ofenkopf 71 mit dem Kalzinator-Hauptauslaß 52 verbunden.

Nach dem Entfernen eines mittleren Teils des vorhandenen, konventionellen Drehrohrofens wird das verbleibende Ende des konventionellen Drehrohrofens als Trockentrommel ver wendet, wobei zusätzlich an dem abgeschnittenen Teil der Materialauslaß 22 und die Brenn- und Mischkammer 20 in stalliert werden. Daran anschließend ist die Gesamtanlage erneut betriebsbereit.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise auch in neu zu erstellenden bzw. vorhandenen, im Trocken verfahren arbeitenden Zementanlagen eingesetzt werden.

In Zementwerken mit Trockenaufbereitungstechnik liegt heu te die Untergrenze des Wärmeverbrauchs zwischen 750 und 850 kcal bzw. 3150 bis 3550 kJ pro kg Zementklinker. Durch einen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens insbeson dere in Verbindung mit dem Düsenbandtrockner läßt sich der Energieverbrauch erheblich reduzieren, insbesondere wegen des besseren Wirkungsgrades beim thermischen Austausch und der geringeren Strahlungsverluste.

Das Prinzip eines zwangsweisen Durchgangs der heißen Förd ergase durch das Rohzementmehl wurde bereits vorstehend anhand des Naßverfahrens an pastösem Aufgabegut darge stellt. Im Falle des Trockenverfahrens durchströmen die heißen Gase das staubförmige Rohzementmehl, und durch einen Auflockerungseffekt werden die Kohäsionskräfte zwischen den einzelnen Körnern vermindert. Im Idealfall wird jedes Korn von einer Gasschicht umhüllt, so daß der Wir kungsgrad einer Wärmeübertragung von Heißgas auf das Roh mehl optimiert wird.

Im Unterschied zum Naßverfahren wird die Auflockerung des Zementstaubes durch ein Vibrationssystem mit regelbarer Frequenz und Schwingungsweite gefördert und gleichzeitig auch entsprechend der Rohmehleigenschaft eingestellt. Auch feine Rohmehle mit einer Korngröße von bis zu 0.4 mm könn en so getrocknet werden und die Vibrationsbewegungen ver bessern die Förderung des Rohmehls innerhalb des Trock ners. Die Verweil- und Wärmekontaktzeiten können nach den Gesetzen der Vibrationsbewegung, durch entsprechenden Auf bau der Trockenkammer, mehrfaches Rückführen der Heißgase sowie zwangsweises Durchströmen der Rohzementmehlschicht im Gegenstrom gesteuert werden.

Beim konventionellen Trockenverfahren übernehmen Bauele mente wie Zyklone und/oder Kübel die Funktion eines Wärme austausches, wobei wegen der stark variierenden Dichte verteilung und Raumausfüllung der Wirkungsgrad der konven tionellen Anlagen stark reduziert und der Wärmeaustausch äußerst begrenzt ist, bzw. die Gase den Austausch teils ohne Abgabe eigener Wärme durchströmen.

Durch Integration des Düsenbandtrockners verbleibt vom konventionellen Wärmeaustauscher nur der Kalzinator in irgendeiner der bekannten Ausführungen, d.h. entweder erfolgt die Vorkalzinierung während des Vorbeiströmens des Rohmehls am Brenner oder in einem eigentlichen Kalzinator bis zum Abschluß des Brennprozesses.

Bei einer Neuerrichtung und/oder Umrüstung einer Zement klinkeranlage kann das erfindungsgemäße Verfahren auch be züglich der Vorkalzinierung integriert werden. Beim Trock ner werden die hier genannten technischen Verfahrensunter schiede gegenüber dem Naßverfahren berücksichtigt.

Durch den horizontalen Aufbau des Düsenbandtrockners sowie wegen der geringen Höhe der vertikalen Einheiten und des Wegfalls des konventionellen Wärmeaustauschers, bei denen die Zyklonaufbauten erhebliche Höhen erreichen können, wird in vielen Fällen die Errichtung einer Zementanlage auch dann möglich, wenn aus Gründen von Umweltschutz oder sonstiger örtlicher Gegebenheiten, beispielsweise aufgrund von Luftfahrtbestimmungen, der Aufbau einer vertikalen An lage ausgeschlossen wäre.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Zementklinkerherstellung im Trockenverfahren bringt eine Senkung des Energieverbrauchs von etwa 100 kcal/kg Zementklinker mit sich, was wie beim Naßverfahren einer Reduzierung des absoluten Energieverbrauchs um mindestens 12% entspricht. Gleichzeitig läßt sich durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens der Durchsatz und damit die Leistungsfähigkeit der Aufbereitungsanlage deutlich erhöhen.

In Fig. 5 ist eine Prinzipdarstellung einer Anlage zum Blähen bzw. Brennen von Kalk, Anhydrit, Perlit, Blähbims 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.

Fig. 6 zeigt einen Teil der in Fig. 5 dargestellten An lage, nämlich den Vorwärmer 40, den Schwebegas-Reaktor 1 und die Abscheidezyklone 6 zusammen mit den Leitungen und dem Reaktorbrenner 18 in einer Seitenansicht.

In Fig. 7 ist eine Variante der vorstehend beschriebenen Anlage dargestellt, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Anlagenteile betreffen.

In dieser Verbrennungsanlage wird anstelle eines Vibra tionstrockners ein Düsenbandtrockner 3 verwendet, dessen Abgase einer Naßwascheinrichtung zur Vorbehandlung von beispielsweise kontaminierten Schlämmen zugeführt wird. Die Naßwascheinrichtung wird mit Frischwasser sowie einem von einem Additiv-Dosierer abgegebenen Additiv beauf schlagt. Die von der Naßwascheinrichtung abgegebenen Schlämme werden über eine Leitung dem Großraumbeschicker 50 zurückgeführt.

Die in Fig. 7 dargestellte Verbrennungsanlage erfüllt folgende Aufgaben:

1. Trocknung des Schlammes,
2. Verbrennung des Schlammes,
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 näher er läutert 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-Reaktors 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 den 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 über eine Dosiereinheit 106 zur Bindung der sauren Bestandteile. 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 Groß raumbeschicker 50 erfolgt eine Vermischung mir neu hinzu gefügtem Schlamm.

Die Abluft aus der Naßwascheinrichtung 105 mit ca. 30 Grad Celsius gelangt zu 80% in den Gasmischprozeß vor dem Bandtrockner, so daß eine Abgasmenge von nur etwa 20%, entsprechend beispielsweise 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 An lagen. Durch die thermische Behandlung des Schlammes wer den dem Schlamm ca. 70% Wasser entzogen, so daß von 100% Schlamm 30% Trockenstoffe übrigbleiben. Durch Glühverlus te werden noch einmal ca. 30% der Trockenstoffe reduziert, so daß ein Ascheanteil von ca. 21% der ursprünglich 100% Klär- oder Industrieschlamm übrigbleibt. Durch Zugabe eines Zuschlagstoffes, beispielsweise Ton, kann aus der verbleibenden Asche ein von Giftstoffen freier Zuschlag stoff gewonnen werden, der einer beliebigen Verwendung zu geführt 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

1. Verfahren zur Aufbereitung Feuchtigkeit enthalten der, pastöser Materialien, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feuchtigkeit enthaltenden, pas tösen Materialien durch Vortrocknung, Entsäuerung und/oder Vorkalzination thermisch vorbehandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Feuchtigkeit enthalten den, pastösen Materialien in einem ein- oder mehrstufigen Düsenband- oder Vibrationstrockner (3; 30) vorgetrocknet werden, daß die vorgetrockneten Feuchtigkeit enthaltenden, pastösen Materialien gemahlen und die Partikel in einen Schwebegas-Reaktor (1) pneumatisch eingeblasen bzw. einge geben und dort mittels eines Heißgasstromes entsäuert bzw. vorkalziniert werden, daß die entsäuerten bzw. vorkalzi nierten Partikel in einem dem Schwebegas-Reaktor (1) nach geschalteten Abscheidezyklon (9) vom Heißgas getrennt und zur erneuten thermischen Behandlung zurückgeführt und/oder abgekühlt und zur Wiederverwendung zwischengelagert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die entsäuerten bzw. vor kalzinierten Partikel in einem dem Schwebegas-Reaktor (1) nachgeschalteten Kalzinator (5) im Gegenstrom der austre tenden Abgase eines Drehrohrofens (7) nachkalziniert und anschließend an den Ofenkopf (71) des Drehrohrofens (7) abgegeben werden und daß die im Abgasstrom des Kalzinators (5) enthaltenen Partikel in dem mit dem Kalzinator (5) verbundenen Abscheidezyklon (9) vom Abgasstrom getrennt und über den Ofenkopf (71) in den Drehrohrofen (7) gelei tet werden.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit enthaltenden, pastösen Materialien vor der Eingabe in den Vibrations- oder Düsenbandtrockner (3; 30) in einer Trockentrommel (2) auf eine verringerte Rest feuchte vorgetrocknet werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über den Kalzinator (5) in den Abscheidezyklon (9) geleiteten heißen Ofenabgase zu einem oder mehreren Zyklonen (6) wei tergeleitet und nach dem Abscheiden von Kleinstpartikeln über ein Gebläse (33) in den Vibrations- oder Düsenband trockner (3) und über ein Reaktorgebläse (41) in den Schwebegas-Reaktor (1) geleitet werden, wo sie mittels eines Reaktorbrenners (18) auf eine vorwählbare Temperatur erhitzt werden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die vorge trockneten Partikel vor dem Einblasen in den Schwebegas- Reaktor (1) in einem Vorwärmer (100) mit den vom Abschei dezyklon (9) abgegebenen heißen Abgasen vorgewärmt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase des Vibra tions- oder Düsenbandtrockners (3) über ein Gebläse (25) und eine der Trockentrommel (2) vorgeschaltete Brenn- und Mischkammer (20) in die Trockentrommel (2) mit erhöhter Temperatur eingeblasen werden und daß die in dem bzw. den Zyklonen (6) abgeschiedenen Kleinstpartikel zusammen mit den Feuchtigkeit enthaltenden, pastösen Materialien in die Materialeinlaßöffnung (21) der Trockentrommel (2) eingege ben werden.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die in den Vibrations- oder Düsenbandtrockner (3; 30) eingeleiteten, vorgetrockneten pastösen Materialien auf flüssigkeitstragende Netzbänder (31, 32) geleitetet und mit den in den Vibrations- oder Düsenbandtrockner (3; 30) eingeleiteten, gereinigten Abga sen des Drehrohrofens (7) aus unter den Netzbändern (31, 32) vorgesehenen Düsen beblasen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß über eine einstellbare Zusatzheizung (34) und/oder den Vorwärmer (100) die Tempe ratur im Vibrations- oder Düsenbandtrockner (3) stufenlos geregelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß in die Brenn- und Misch kammer (20) der Trockentrommel (2) zusätzlich die rekupe rierte Kühlwärme eines dem Drehrohrofen (7) nachgeschalte ten Kühlers (8; 80) eingeblasen wird.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kühler (8; 80) rekuperierte Kühlwärme dem Heißgasgebläse (41) des Schwebegas-Reaktors (1) zugeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Herstellung von Zementklinker aus Rohzementschlämmen im Zement-Naßverfahren mit einem Drehrohrofen, in den Heizgas gegen die Bewegungsrichtung des Materials zu dessen ther mischer Behandlung eingeblasen wird und mit einem Kühler zum Kühlen des thermisch behandelten Materials, da durch gekennzeichnet, daß die Roh zementschlämme vor der Eingabe in den Drehrohrofen (7) durch Vortrocknen und Vorkalzination thermisch vorbehan delt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rohzementschlämme in einem ein- oder mehrstufigen Düsenbandtrockner (3) vorge trocknet werden, daß das vorgetrocknete Rohzementmehl ge mahlen und die Partikel in einem Schwebegas-Reaktor (1) pneumatisch eingeblasen bzw. eingegeben und dort mittels eines Heißgasstromes vorkalziniert werden, daß das vorkal zinierte Rohzementmehl in einem dem Schwebegas-Reaktor (1) nachgeschalteten Kalzinator (5), der mit der Abgasöffnung des Drehrohrofens (7) verbunden ist, im Gegenstrom der austretenden Abgase des Drehrohrofens (7) nachkalziniert und anschließend an den Ofenkopf (71) des Drehrohrofens (7) abgegeben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Rohzementschlämme mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 34% in eine Trockentrommel (2) eingeleitet und dort mit dem von der Brenn- und Mischkammer (20) abgegebenen Gasstrom bei einer Temperatur von 350 Grad Celsius bis auf eine Restfeuchte von ca. 16% vorgetrocknet werden,
b) die vorgetrocknete Rohzementschlämme zum Düsenband trockner (3) transportiert und dort bei einer Tem peratur von größer oder gleich 450 Grad Celsius nach getrocknet und mit einer verbleibenen Restfeuchte von weniger als einem Prozent abgegeben werden,
c) das gemahlene Material im Schwebegas-Reaktor (1) von einem Heißgasstrom, der eine Temperatur von 1000 bis 1100 Grad Celsius aufweist, auf eine Temperatur von 400 bis 500 Grad Celsius erhitzt werden,
d) die Partikel im Kalzinator (5) im Gegenstrom der aus dem Drehrohrofen (7) austretenden Abgase durch Ein wirken der Ofengase bei einer Temperatur von ca. 1100 Grad Celsius auf ca. 750 Grad Celsius vorgewärmt und im Drehrohrofen bei einer Temperatur von 1200 bis 1250 Grad Celsius, die bis zum Drehrohrofenrost auf 1400 Grad Celsius ansteigt, gesintert werden.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeich net durch

a) einen Vibrations- oder Düsenbandtrockner (3; 30) zur Aufnahme des ggf. vorgetrockneten und/oder vorgemah lenen, Feuchtigkeit enthaltenden, pastösen Materials;
b) einen Schwebegas-Reaktor (1), in den die Materialpar tikel trocken oder mit einer geringen Restfeuchte eingeblasen bzw. eingegeben werden;
c) ein an den Auslaß des Schwebegas-Reaktors (1) ange schlossener Abscheidezyklon (9), dessen Eintragsöff nung (91) mit dem Ofenkopf (71) eines Drehrohrofens (7) oder mit einem Kühler (80) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem Schwebegas- Reaktor (1) und dem Abscheidezyklon (9) ein an den Auslaß des Schwebegas-Reaktors (1) angeschlossener und mit dem Ofenkopf (71) des Drehrohrofens (7) verbundener Kalzina tor (5), in dem die Partikel im Gegenstrom der heißen Ab gase des Drehrohrofens (7) nachkalziniert werden, angeord net ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialeingang des Vibrations- oder Düsenbandtrockners (3; 30) mit der Ma terialauslaßöffnung einer Trockentrommel (2) zum Vortrock nen des Feuchtigkeit enthaltenden, pastösen Materials ver bunden ist, wobei einer Materialeinlaßöffnung (21) der Trockentrommel (2) Feuchtigkeit enthaltende, pastöse Mate rialien zugeführt werden und im Gegenstromprinzip bei ih rer Bewegung durch die Trockentrommel (2) von einem Heiß gas durchsetzt werden, das von einer im Bereich der Materialauslaßöffnung (22) der Trockentrommel (2) angeord neten Brenn- und Mischkammer (20) abgegeben wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasöffnung (90) des Abscheidezyklons (9) über eine Abscheidezyklon-Abgas leitung (92) mit einem oder mehreren Zyklonen (6) verbun den ist, der bzw. die über eine Zyklon-Abgasleitung (61) die vom Ofen (7) über den Kalzinator (5) und den Abschei dezyklon (9) abgegebene Wärme über ein Düsenband-Gebläse (33) in den Vibrations- oder Düsenbandtrockner (3; 30) zu rückführen und über eine Zyklon-Partikelleitung (62) wer den verbleibende Restpartikel des vorgetrockneten und ent säuerten bzw. kalzinierten Feuchtigkeit enthaltenden, pas tösen Materials an die Materialeinlaßöffnung (21) der Trockentrommel (2) abgegeben.

19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikelauslaß (36) des Vibrations- oder Düsenband trockners (3; 30) über eine Mühle (4) für zu mahlendes, vorgetrocknetes pastöses Material und ein Silo (40) mit dem zum Einlaß des Schwebegas-Reaktors (1) führenden Partikel/Heißgasrohr (43) bzw. einem oder mehreren Dosier schnecken (44, 45) verbunden ist.

20. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Abgasausgang (38) des Düsenbandtrockners (3) über eine Abgasleitung (26) und ein Gebläse (25) mit einem Eingang der Brenn- und Mischkammer (20) verbunden ist.

21. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbandtrockner (3) mindestens zwei umlaufende, stark Flüssigkeit enthaltendes Materiai tragende Netzbän der (31, 32) enthält, unter denen mehrere Düsen zum Ein blasen erhitzter Gase angeordnet sind, wobei die erhitzten Gase aus dem Abscheidezyklon (9) zugeführt und über Geblä se (340, 341; 351, 352, 353; 33, 35) den Düsen zugeführt werden.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, daß die Netzbänder (31, 32) einerseits im Gas-Gleichstrom und andererseits im Gas- Gegenstrom beblasen werden.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Netzbänder (31, 32) Wendeeinrichtungen (331, 332, 333, 334) vorgese hen sind, die das auf den Netzbändern (31, 32) befindli che Material umwälzen.

24. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach den vorangehenden Ansprüchen 15 bis 23 zur Herstellung einer im Naßverfahren arbeitenden Zementklinkeranlage mit einem Drehrohrofen, in dem Feuchtigkeit enthaltende Rohzement schlämme im Gasgegenstrom getrocknet, vorgewärmt, kalzi niert und gesintert und anschließend über einen Kühler fertiger Zementklinker abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anlage zur ther mischen Vorbehandlung der Rohzementschlämme bestehend aus mindestens einem Düsenbandtrockner (3), einem Schwebegas- Reaktor (1), einem Kalzinator (5) und einem Abscheide zyklon (9) aufgebaut und an den Materialeinlaß des auf etwa die Hälfte gekürzten Drehrohrofens (7) angeschlossen wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch ge kennzeichnet, daß ein auf etwa ein Viertel der ursprünglichen Länge gekürztes Endstück des ursprüng lichen Drehrohrofens als Trockentrommel (2) beibehalten und mit einer Brenn- und Mischkammer (20) versehen und an dem Materialeingang (300) des Düsenbandtrockners (3) angeschlossen wird.