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Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe eines Zementbrennofens. Es
ist bekannt, die in dem Koks einer Verkokungsanlage enthaltene Wärme dadurch wiederzugewinnen,
daß der Koks in noch warmem Zustande in einer Dampfkesselfeuerung verbrannt wird.
Weiter ist es bekannt, die Abgase eines Zementofens zur Beheizung eines Gaserzeugers
zu verwenden.
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Unter Benutzung dieser Vorschläge wird nach der Erfindung ein Zementbrennofen
mit dem noch warmen Koks einer Verkokungsanlage beheizt und die Abgase des Zementbrennofens
ihrerseits wieder zur Beheizung der Verkokungsanlage verwendet, so daß ein außerordentlich
wirtschaftlicher Wärmeaustausch stattfindet.
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Als Verkokungsanlage wird vorzugsweise eine solche fürTieftemperaturkoks
verwendet. In einer Ausführungsform der Erfindung wird die zusätzliche Wärme, die
etwa für den "Zementofen nötig ist, durch Verbrennung von Gas erzeugt, das in der
Verkokungsanlage gewonnen wird. Zweckmäßig wird der noch warme Koks, entweder mit
oder ohne Zusatz von gepulvertem Rohbrennstoff, etwa Kohle, mit Rückstandsölen gemischt,
die aus der Verkokung des Brennstoffs entstehen. Der so gewonnene kolloide Brennstoff
wird dem Zementofen zugeführt. Mit dein Ausdruck »kolloider Brennstoff« soll eine
im wesentlichen homogene Masse bezeichnet werden, in der die festen Bestandteile
in den öligen Bestandteilen suspendiert sind.
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Eine nach der Erfindung ausgeführte Anlage enthält daher als wesentliche
Bestandteile eine mit niedriger Temperatur arbeitende Verkokungsanlage, einen Zementbrennofen,
eine Dampfanlage, umfassend eine Vorrichtung zur Erzeugung oder Überhitzung von
Dampf oder zur Speisewasservorwärmung oder all diese Einrichtungen zusammen, «-eiter
Vorrichtungen zur Zuführung heißer Gase aus dem Zementofen zur Dampfanlage und endlich
Vorrichtungen zur Zuleitung des Dampfes zur Brennstoffverkokungsanlage, tim diese
zu heizen.
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Die Erfindung umfaßt weiter die Anordnung einer Brennstoffdestillationsretorte,
die im wesentlichen kontinuierlich arbeitet, eines 7ementdrehofens und Z"orrichtungen
zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Retorte und dein Ofen, um Koksrückstände
aus der Retorte in heißem oder teilweise gekühltem Zustarn_le der Verbrennungszone
des Ofens zuzuführen, wodurch die in dem Koks enthaltene Wärme nutzbar gemacht und
u. a. das Löschen des Kokses überflüssig ,emacht wird.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß, obgleich das Gewicht
des Brennstoffs, der je Tonne Zement erforderlich ist, größer als in bisherigen
Betrieben sein kann und wahrscheinlich auch sein wird, nichtsdestoweniger eine Herabsetzung
der Betriebskosten erreicht wird, insofern als wertvolle Öle und andere Nebenprodukte
aus dein Brennstoff gewonnen werden, wodurch die Brennstoffkosten je Tonne Zement
erheblich reduziert werden, da der Wert der gewonnenen Öle und Nebenprodukte in
Abzug zu bringen ist.
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Zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen
schematisch dargestellt. Abb. i erläutert die allgemeine Anordnung einer Vereinigung
von Kohlenverkokungsanlage und Zementofen, und Abb. 2 stellt eine abgeänderte Anordnung
dar, in der eine Dampferzeugungsanlage den Hauptanteil ihrer Betriebswärme aus den
lZetortengasen erhält.
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Bei der Anlage nach Abb. i ist als Zement-
Brennofen
eirl Drehofen 1o vorgesehen, rlern das Brenngut in üblicher Weise durch eine Leitung
1z zugeführt wird; der gesinterte Zement oder Klinker wird am unteren Ende des Ofens
in einen Kühler 12 entleert, durch den zweckmäßig die Verbrennungsluft zur Vorerhitzung
hindurchgeleitet wird.
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Nahe am Auslaufende des Ofens ist eine bei niedriger Temperatur arbeitende
Brennstoffierkokungsanlage aufgestellt, die zweckmäßig mit einer Destillationstemperatur
arbeitet, die 55o bis 6oo= C nicht überschreitet. Eine solche Anlage besteht aus
einer Retorte 13 mit Vorerhitzer 14 für den Brennstoff. Letzterer wird dem Vorerhitzer
mittels einer Förderanlage 15 zugeführt, die den Brennstoff aus einem Behälter 16
entnimmt, in den er durch Förderwagen gebracht wird. Diese Anlage ist im allgemeinen
ähnlich ausgeführt, wie in den englischen Patentschriften 117290, 136868
und 149733 beschrieben.
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Am unteren Errde der Retorte, rnit ihr ver-I:uiiden oder unmittelbar
darunter stehend, ist eine Mühle 17 angeordnet, die den Koks aus der Retorte entnimmt
und in noch heißem o-ler halb abgekühltem Zustand vermahlt. Der gemahlene Koks wird
dann durch einen Ventilator 18 in eine Rohrleitung 4.9 und von dieser in den unteren
Teil des Zementofens gefördert. Zusammen rnit diesem Brennstoff kann in den Ofen
auch noch pulverisierte Rohkohle oder t >lrückstände eingeführt werrIen, die bei
dein Verkokungsprozeß eiltstehen. Zur Erzeugung von Dampf, den rnan zur Erhitzung
der Retorte und zur Destillation des Brennstoffs in dieser braucht, ist eire \ iederdruckdarnpfkessel
19 bestimmt. Dieser ist zweckmäßig am unteren Ende eines rnit Drosselklappe 51 versehenen
1saririns 2o aufgestellt, durch den die heißen Rauchgase aus dem Zementofen entweichen,
so claß der Dampfkessel in an sich bekannter Weise durch Abgase beheizt wird.
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Die abdestillierten Gase verlassen das obere Ende der Retorte durch
ein Rohr @o und gehen von dort aus zunächst durch einen liorl(lensator 21. Dieser
enthält eine Slxisewasserschlange, durch die mittels einer I'tunpe 23 (las Speisewasser
für rlen Dampfkessel 19 gedrückt wird. Die unkonderisiert bleibenden Gase gelangen
dann i-on dein Kondensator in einen zusätzlichen Gaskühler 24 finit Kühlwasserschlange
25. Das so abgekühlte Gas tritt dann in eine Anlage 26 zur Gewinnung von Nebenprodukten
ein, wo 1Totorbrennstoff und andere Produkte aus dein Gas gewonnen wer(len. Das
so v-)n den Nebenprodukten befreite Gas verbrennt schließlich in einem Brenner 27
und dient zur Heizung eines Darnpfülierli:tzers 28 des Dampfkessels i g. Die Verbrennungsgase
strömen am oberen Ende eines den Überhitzer enthaltenden Gehäuses 29 ab und dienen
zur Heizung des Dampfkessels, u111 schließlich durch den Kamin 2o zu entweichen.
Die in dem Kondensator 21 und der Anlage 26 dem Gas entzogenen kondensierten Öle
sammeln sich in Sümpfen 30 und 31.
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Der Dampf aus dem CTberhitzer gelangt .durch ein Rohr 32 zum unteren
Ende der Retorte. Der Hauptteil dieses Rohrs ist von einem zweiten Rohre 33 ummantelt.
Durch den :Mantel wird mit Hilfe eines Ventilators >2 ein Teil der Abgase gesaugt,
die den Karnin 2o durchströmen. Dieses Mantelrohr 33 mündet in einen Mantel 34,
der die Retorte 13 umgibt. Aus Mantel 34 gehen die Abgase nach dem Vorerhitzer 1.4
und entweichen endlich durch den Kamin 35. Die Abgase dienen demgemäß nicht nur
zur U'ärmeisolierung des Dampfrohrs 3-2 und der Retorte 13, sondern auch noch zur
Heizung des Vorerhitzers.
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Wenn die Abgase des Zementofens und diejenigen des L'herhitzers mehr
Wärme enthalten, als der Dampfkessel aufnehmen kann, so kann man die Abgase ganz
oder zum Teil durch ein Rohr 34 mit Drosselklappe 35 in regelbarerMenge um den Dampfkessel
herumlegten. Wenn andererseits die Abwärme für den Dampfkessel nicht ausreicht,
so kann dieser mit einer zusätzlichen Heizung mittels Gases, Kohlenstaubes oder
Oles versehen @vcrden, die in einem Hilfsbrenner 36 unter denn Dampfkessel verbrennen.
Der für diesen Brenner erforderliche Brennstoff kann aus den Erzeugnissen der Verkokungsanlage
entnomrnerl werden. Die in Abb. -2 dargestellte Ausführungsform .ist für solche
Fälle geeignet, in denen es feststeht, daß die Wänrre der Abgase rles Zementofens
nicht ausreicht, um den für die Retorte erforderlichen Dampf zu erzeugen. In diesem
Fall entspricht der Zementofen und die Kohlenverkokungsanlage (mit Ausnahme der
Anlage für die Gewinnung von \ebenprodukten daraus) sowie die I!-Tittel zur Speisung
des Ofens und der Verkokungsanlage der Ausführung nach Ahlr. i. Ein Teil des Dampfes
für die Retorte wird in dein Dampfkessel 19 erzeugt. der liier rnit dem L'berhitzer
28 zusammen ein gerneinsanies Gehäuse 29 hat. Das obere Ende dieses Gehäuses stellt
in Verbindung mit de,n Hauptkamin 20 des Zementofens. Das Speisewasser für
den Kessel 1g wird durch die Pumpe 23 durch eine in dein Kamin angeordnete Rohrschlange
37 gedrückt, trrn voll (la aus dein Kessel zuzufließen. Der Dampf aus diesem wird
in den Cberhitzer 28 geleitet ttn-l strömt durch das ummantelte Rohr 3.2,
wie nach Ahb. i, der Retorte zu. Die IZetor-terigase gelangen in das Rohr 5o und
durchfließen
nacheinander drei Wärmeaustauscher 39, d.o und 4.1: Der erste Austauscher 39 stellt
einen Überhitzer dar, der zweite einen Verdampfer und der dritte einen Speisewasservorwärmer.
Kühlwasser für die Retortengase und zur Speisung des Verdampfers wird durch eine
Pumpe 38 im Gegenstrom gefördert; es tritt zuerst in den Austauscher 41 ein und
durchströmt dann den Austauscher 4o. Der in letzterem erzeugte Dampf wird in dein
Austauscher 39 c!twas überhitzt und gelangt dann durch ein Rohr 42 mit Druckregler
.,1.3 in den Überhitzer 28, wo er sich mit dein Dampf aus dem Kessel i9 vereinigt
und zusammen mit ihm der Retorte zuströmt. Das Destillat aus der Retorte, das in
den Wärmeaustauschern kondensiert wird, sammelt sich in dein Sumpf 3o. Das Gas aus
dem Austauscherd.i wird durch einen Kühler 24 und eine Anlage 26 für (lie Gewinnung
von Nebenprodukten geleitet, wie in Abb. i, und das so behandelte Gas wird dann
in einem Brenner 27 verbrannt, der den Hauptüberhitzer 28 heizt. Wenn zusätzliche
Wärme für den Kessel i9 nötig ist, um die aus dem Überhitzer tretenden Heizgase
noch weiter zu erhitzen, so kann inan einen Brenner :Id. vorsehen, der mit einem
beliebigen Brennstoff gespeist wird. Wie schon oben bemerkt, stellen die beiden
Anlagen nach Abb. i und 2 nur Ausführungsbeispiele dar und unterliegen, je nach
dem zu erreichenden Zweck, mannigfachen Abänderungen. So kann der Überhitzer auf
andere Weise als dargestellt geheizt werden, z. B. <-lurch . utzg;ts oder Kohlenstaub.
Weiter kann als Brennstoff für den Ofen kolloider Brennstoff verwendet werden, der
aus gepulverten Koksrückständen und Rückstandsöl zusammengesetzt ist, das in der
Kohlenverkokungsanlage gewonnen wird. Das Gas aus der letzteren kann auch in dein
Zeinentofen verbrannt werden, gegebenenfalls unter Hinzufügung von flüssigem Rohbrennstoff,
wobei dann besondere Brenner vorgesehen sind, durch die die verschiedenen Brennstoffe
in die Verbrennungszone des Ofens eingeführt «-erden.