EP0000739A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zement in einer Wirbelschicht - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zement in einer Wirbelschicht Download PDF

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EP0000739A1
EP0000739A1 EP78100518A EP78100518A EP0000739A1 EP 0000739 A1 EP0000739 A1 EP 0000739A1 EP 78100518 A EP78100518 A EP 78100518A EP 78100518 A EP78100518 A EP 78100518A EP 0000739 A1 EP0000739 A1 EP 0000739A1
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EP
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fluidized bed
zone
fuel
cooling
air flow
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EP78100518A
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Klaus Bauer
Wolf Goldmann
Horst Kretzer
Heinrich Weber
Rüdiger Beyer
Wilfried Kreft
Frank Dr. Schaberg
Rudolf Weber
Herbert Schmelter
Horst Dr. Ritzmann
Erich Schnieder
Georg Schepers
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Krupp Polysius AG
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Priority claimed from DE19782822377 external-priority patent/DE2822377A1/de
Priority claimed from DE19782822419 external-priority patent/DE2822419A1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • B60Y2200/143—Busses

Definitions

  • the invention relates to a method for producing cement by firing powdered raw material in a fluidized bed, into which preheated raw material, fuel, preheated air and a recycled part of the fired material are introduced, the material discharged from the fluidized bed subsequently being passed through a cooling zone by a Cooling air flow is cooled.
  • cement-lime gypsum 1970, pp. 343 to 347 and DE-AS 1 433 913.
  • the disadvantages here are the effort involved in granulating the raw material and the inadequate uniformity of the heat treatment of the inner and outer material zones of the granules.
  • the invention is therefore based on the object of avoiding these deficiencies to provide a method for firing powdered cement raw material in a fluidized bed, which is characterized by a particularly stable operation of the fluidized bed, a very evenly fired end product and a comparatively low heat consumption and also the production of Cement clinker with particularly low alkali content permitted.
  • the fluidized bed is relieved of a large part of the heat work that would otherwise have to be done, which has significant advantages: the fluidized bed can be dimensioned smaller, requires less fuel and delivers a smaller amount of exhaust gas.
  • the substantial reduction in the amount of exhaust gas from the fluidized bed makes it possible, in the case of a particularly high alkali content of the raw material, to dispense with the use of these exhaust gases for preheating and precalcination of the raw material, in whole or in part, without significantly increasing the heat requirement.
  • the significantly improved combustion conditions in the fluidized bed due to the strong precalcination and the rapid, even distribution of precalcined material and fuel in the fluidized bed also ensure good functioning of the cooling zone arranged directly under the fluidized bed and in particular closes Be drive disruptions due to caking of goods in the cooling zone.
  • the method according to the invention thus delivers very homogeneously fired clinker beads of approximately uniform grain size.
  • the rapid and uniform distribution of the pre-calcined material in the fluidized bed can be further promoted by the fact that the pre-calcined material is introduced into the fluidized bed from the side by part of the cooling air flow, preferably with a very high pulse between 5 and 10 kps.
  • a cross-sectional constriction advantageously sets approximately the same gap level as in the upper region of the fluidized bed, expediently a gap degree between 0.5 and 0.8, preferably between 0.6 and 0.7.
  • At least part of the fuel is expediently introduced into the fluidized bed from below from below the surface of the fluidized bed, preferably approximately at the level at which the precalcined material is fed. Another part of the fuel can be on the surface of the fluidized bed or together with the recycled part of the fired material are introduced into the fluidized bed.
  • the part of the fuel which is pneumatically introduced into the fluidized bed from the side is preferably introduced into the fluidized bed together with the pre-calcined material, and advantageously at several locations distributed uniformly over the circumference of the fluidized bed. This results in a particularly rapid and even distribution of material and fuel in the fluidized bed.
  • the quantity of material located in the fluidized bed is regulated as a function of a gas pressure measured in the fluidized bed.
  • a gas pressure measured in the fluidized bed is a very sensitive and reliable measure of the amount of material present in the fluidized bed, so that the latter can be kept constant as a function of the gas pressure (by either the quantity of material discharged from the fluidized bed or the cooling zone or the quantity introduced into the fluidized bed. Quantity or both quantities can be controlled accordingly).
  • the quantity of material located in the fluidized bed is expediently regulated as a function of the difference between a gas pressure measured in the fluidized bed and a gas pressure measured in the exhaust gas line of the fluidized bed, since an increase in the amount of exhaust gas in the fluidized bed has no influence on the setpoint value in such a differential pressure control .
  • the preheating and precalcination zone is expediently supplied with an adjustable part of the exhaust gases from the fluidized bed and preferably an adjustable part of the cooling air flow, while the remaining part of the exhaust gases from the fluidized bed is removed bypassing the preheating and precalcination zone.
  • the entire exhaust gases of the fluidized bed can also be removed bypassing the preheating and precalcination zone and the latter can be fed exclusively with cooling air.
  • the plant contains a preheater 1, a precalcination zone 2 and a shaft-shaped reaction chamber 3 with a fluidized bed 4 and a cooling zone 5.
  • the pulverulent raw material fed in at 6 is preheated in countercurrent by hot gases (arrow 7) and then passes (arrow 8) into the precalcination zone 2, where it is caused by the hot exhaust gases (arrow 9) of the reaction chamber 3 and additional fuel (arrow 10) is very high, preferably to a degree of deacidification of 80 to 95%.
  • the pre-calcined material is then fed (arrows 11, 12) to conveying lines 13, 14, via which it is pneumatically introduced into the fluidized bed 4 along with fuel 15 or 16 at least two mutually opposite points (arrows 17).
  • the clear cross section of the reaction space 3 is narrowed in the region of the mouth of the delivery lines 13, 14 and widens conically upwards from this feed zone.
  • the cross section of the reaction chamber 3 and the flow velocities of the air are dimensioned so that in the lower region of the fluidized bed intended for the introduction of the precalculated material, ie approximately at the level of the conveying lines 13, 14, approximately the same gap level, preferably between 0.6 and 0.7, as set in the upper region of the fluidized bed.
  • the pre-calcined material is fired into cement clinker. After a certain clinker size has been reached, the fired material reaches the cooling zone 5, to which a cooling air flow (arrows 19) is fed from below through the air-permeable base 18.
  • the cooled goods are drawn off by a rotating discharge device 20 (arrow 21). Part of the material is recycled into the fluidized bed 4 as seed clinker (arrow 22).
  • a part of the cooling air flow identified by the arrows 23 is introduced into the fluidized bed 4 as loosening and combustion air from below.
  • Another part (arrow 24) is drawn off laterally on the circumference of the upper region of the cooling zone 5 by an air extraction line, possibly dedusted in a cyclone 25 and by a fan 26 to the delivery lines 13, 14 as conveying air for the pre-calcined material (arrows 11, 12) and the fuel (arrows 15, 16) supplied (arrows 27, 28).
  • blower 26 Another part of this air conveyed by the blower 26 can - expediently below the level of the conveying lines 13, 14 - as additional sides air are introduced into the fluidized bed 4 (arrows 29, 30).
  • Another portion of the air conveyed by the blower 26 to the cooling zone 5 can be fed to the precalcination zone 2 as additional combustion air (arrow 31). Any excess air (arrow 32) can be discarded or otherwise used. Likewise, a certain proportion of the exhaust gases from the fluidized bed 4 can be diverted, bypassing the precalcination zone 2 and the preheater 1, in particular if the alkali content is high (arrow 33).
  • the system contains four pressure measuring points 34, 35, 36 and 37, of which the pressure measuring point 34 lies approximately in the area of the material introduction, the measuring point 35 approximately to 1/3 to 1/2 the height of the fluidized bed 4, the pressure measuring point 36 in the upper third of the fluidized bed and the pressure measuring point 37 in the exhaust pipe of the fluidized bed.
  • the four pressure measuring points are connected to a pressure transducer 38 which is connected to a regulator 39.
  • This regulator 39 acts on the one hand on the discharge device 20 (control line 40) and on the other hand on a feed metering device 41 (control line 42).
  • the controller 39 keeps the quantity of material in the fluidized bed 4 constant, for example by being discharged by the controller 39 direction 20 in each case only the quantity of good located above the target value is discharged from the cooling zone 5 and thus from the fluidized bed 4 or by supplying a quantity of good missing from the target value in each case through the good feed metering device 41.
  • a pressure value supplied by the pressure measuring points 34 to 37 is used as a measure of the quantity of material in the fluidized bed 4, for example the difference between the pressures determined at the measuring points 34 and 37.
  • the grain size of the seed clinker is 2 to 4 mm; the ratio of raw flour / seed clinker is 4: 1.
  • the preheated and pre-calcined material is introduced into the fluidized bed 4 at a temperature of approximately 840 ° C.
  • the temperature in this fluidized bed is between 1300 and 1350 ° C.
  • the material is cooled to a temperature of 80 to 120 ° C.
  • the loss on ignition of the raw material after the preheater is 5%.
  • the grain size of the deacidified raw material is 44%> 90 ⁇ and 8.8%> 200 ⁇ .
  • the air volumes can be selected as follows: 1.00 Nm 3 / kg of clinker are fed to the cooling zone 5 from below. Of this, 0.33 Nm 3 / kg Kl get directly into the fluidized bed from below (arrows 23), while 0.67 Nm 3 / kg Kl are drawn off laterally (arrow 24) from the cooling zone. From this latter part, 0.17 Nm 3 / kg Kl as conveying air (arrows 27, 28) for precalcined material and fuel enter the fluidized bed 4 from the side, while 0.5 Nm 3 / kg Kl directly (arrow 31) Precalcination zone 2 are supplied. An equal amount of air (0.5 Nm '/ kg Kl) reaches the precalcination zone 2 as exhaust gases from the fluidized bed (arrow 9).
  • the differential pressure measured between the pressure measuring points 34 and 37 is between 800 and 1200 mm WS, the differential pressure between the pressure measuring points 35 and 37 between 250 and 400 mm WS.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Zement durch Brennen von pulverförmigem Rohmaterial in einer Wirbelschicht. Das vorgewärmte Rohmaterial wird - ehe es zusammen mit Brennstoff (15), vorgewärmter Luft (27) sowie einem rezyklierten Teil des gebrannten Gutes (11) in die Wirbelschicht eingebracht wird - in einer Vorkalzinationszone (2) mit zusätzlichem Brennstoff bis auf einen hohen Entsäuerungsgrad vorkalziniert. Aus der Wirbelschicht gelangt das Gut in eine unmittelbar darunter befindliche Kühlzone (5), deren Kühlluftstrom teils von unten (19), teils von der Seite (30) her in die Wirbelschicht eingeführt wird. Es ergibt sich ein sehr stabiler Betrieb der Wirbelschicht, ein gleichmässig gebranntes Endprodukt und ein niedriger Wärmeverbrauch.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zement durch Brennen von pulverförmigem Rohmaterial in einer Wirbelschicht, in die vorgewärmtes Rohmaterial, Brennstoff, vorgewärmte Luft sowie ein rezyklierter Teil des gebrannten Gutes eingeführt werden, wobei das aus der Wirbelschicht ausgetragene Gut anschließend in einer Kühlzone durch einen Kühlluftstrom gekühlt wird.
  • Es ist bekannt, granuliertes Zementrohmaterial in einer Wirbelschicht zu brennen ("Zement-Kalk-Gips", 1970, S.343 bis 347 sowie DE-AS 1 433 913). Nachteilig ist hierbei der mit dem Granulieren des Rohmateriales verbundene Aufwand sowie die mangelnde Gleichmäßigkeit der Wärmebehandlung der inneren und äußeren Materialzonen der Granalien.
  • Zur vermeidung dieser Nachteile hat man ferner versucht, pulverförmiges Zementrohmaterial in einer Wirbelschicht zu brennen (DE-AS 1 156 012, DE-OS 1 696 690 sowie "Zement-Kalk-Gips",1971, S.571 bis 573). Hierbei wird in die Wirbelschicht außer pulverförmigem Rohmaterial, Brennstoff, Verbrennungs- und Auflockerungsluft auch ein rezyklierter Teil des gebrannten Gutes als sog. "Saatklinker" eingeführt, so daß in der Wirbelschicht durch Anlagerung des Rohmehles ein kontinuierliches Kornwachstum der Klinkerteilchen erreicht wird. Das Rohmaterial sowie die Luft werden vor Aufgabe in die Wirbelschicht vorgewärmt. Der gebrannte Klinker wird durch einen überlauf bzw. einen zentralen Ablauf aus der Wirbelschicht abgezogen und in einem gesonderten Kühler gekühlt.
  • Bei der praktischen Durchführung dieses Verfahrens traten erhebliche Schwierigkeiten auf, die eine Realisierung im großtechnischen Maßstab bisher ausschlossen. So erwies es sich bisher vielfach als schwierig, das vorgewärmte Rohmaterial und den Brennstoff rasch und gleichmäßig in der Wirbelschicht zu verteilen und den Betrieb der Wirbelschicht einwandfrei zu stabilisieren. Durch das vorhandene Kornband stellt sich nämlich in der Wirbelschicht ein gewisser Separiereffekt und damit ein nach unten hin abnehmender Lückengrad ein (als Lückengrad gilt da( Verhältnis von Leervolumen zu Gesamtvolumen einer Wirbelschicht).
  • Problematisch ist bei dem bekannten Verfahren weiterhin die starke Alkaliverdampfung beim Brennen in der Wirbelschicht. Hierdurch ergibt sich bei stark alkalihaltigen Rohmaterialien ein außerordentlich hoher Alkaligehalt in den Abgasen der Wirbelschicht, was eine Nutzung dieser Abgase zur Vorwärmung des Rohmateriales vielfach ausschließt-und damit zu einem unerwünscht großen Wärmebedarf führt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Mängel ein Verfahren zum Brennen von pulverförmigem Zementrohmaterial in einer Wirbelschicht zu schaffen, das sich durch einen besonders stabilen Betrieb der Wirbelschicht, ein sehr gleichmäßig gebranntes Endprodukt sowie einmvergleichsweise niedrigen Wärmeverbrauch auszeichnet und auch die Herstellung von Zementklinker mit besonders niedrigem Alkaligehalt gestattet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:
    • a) Das vorgewärmte Rohmaterial wird vor Aufgabe in die Wirbelschicht in einer Vorkalzinationszone mit zusätzlichem Brennstoff bis auf einen Entsäuerungsgrad von mindestens 40%, vorzugsweise von 80 bis 95%, vorkalziniert;
    • b) aus dem unteren Bereich der Wirbelschicht gelangt das gebrannte Gut in eine unmittelbar darunter befindliche, die Kühlzone bildende Gutschüttung;
    • c) ein Teil des Kühlluftstromes wird von unten her und ein weiterer Teil von der Seite her in die Wirbelschicht eingeführt.
  • Erfindungsgemäß erfolgt eine weitgehende Entsäuerung (Vorkalzination, d.h. Austreibung des C02) des Rohmateriales vor Aufgabe in die Wirbelschicht. Dadurch wird die Wirbelschicht von einem großen Teil der sonst zu leistenden Wärmearbeit entlastet, was wesentliche Vorteile mit sich bringt: Die Wirbelschicht kann kleiner dimensioniert werden, erfordert nur eine geringere Brennstoffzufuhr und liefert eine kleinere Abgasmenge. Die wesentliche Verringerung der Abgasmenge der Wirbelschicht gestattet es, bei besonders hohem Alkaligehalt des Rohmateriales auf eine Verwertung dieser Abgase zur Vorwärmung und Vorkalzination des Rohmateriales ganz oder teilweise zu verzichten, ohne dadurch den Wärmebedarf wesentlich zu vergrößern.
  • Indem erfindungsgemäß ein Teil des Kühlluftstromes von unten her und ein weiterer Teil von der Seite her in die Wirbelschicht eingeführt wird, erreicht man eine rasche und gleichmäßige Verteilung von vorkalziniertem Gut und Brennstoff in der Wirbelschicht, eine besonders gleichmäßige Wärmebehandlung des Gutes und einen sehr stabilen Betrieb der Wirbelschicht.
  • Die durch die starke Vorkalzination und die rasche, gleichmäßige Verteilung von vorkalziniertem Gut und Brennstoff in der Wirbelschicht wesentlich verbesserten Brennverhältnisse in der Wirbelschicht gewährleisten außerdem ein gutes Funktionieren der unmittelbar unter der Wirbelschicht angeordneten Kühlzone und schließen insbesondere Betriebsstörungen durch Zusammenbackungen von Gut in der Kühlzone aus. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert damit sehr homogen gebrannte Klinkerkügelchen von annähernd gleichmäßiger Korngröße.
  • Die rasche und gleichmäßige Verteilung des vorkalzinierten Gutes in der Wirbelschicht läßt sich weiter noch dadurch begünstigen, daß das vorkalzinierte Gut durch einen Teil des Kühlluftstromes, vorzugsweise mit einem sehr hohen Impuls zwischen 5 und 10 kps,von der Seite her in die Wirbelschicht eingeführt wird.
  • Vorteilhaft wird in dem zur Einführung des vorkalzinierten Gutes bestimmten unteren Bereich der Wirbelschicht durch eine Querschnittsverengung etwa derselbe Lückengrad wie im oberen Bereich der Wirbelschicht eingestellt, zweckmäßig ein Lückengrad zwischen 0,5 und 0,8, vorzugsweise zwischen 0,6 und 0,7. Durch diese Maßnahme erreicht man eine besonders gute Verteilung des vorkalzinierten Gutes in der Wirbelschicht auch dann, wenn die Guteinführstelle sehr tief, d.h. dicht über der Kühlzone, liegt.
  • Zumindest ein Teil des Brennstoffes wird zweckmäßig unterhalb der Oberfläche der Wirbelschicht, vorzugsweise etwa in der Höhe der Zufuhr des vorkalzinierten Gutes, von der Seite her in die Wirbelschicht eingeführt. Ein weiterer Teil des Brennstoffes kann über die Oberfläche der Wirbelschicht oder zusammen mit dem rezyklierten Teil des gebrannten Gutes in die Wirbelschicht eingeführt werden.
  • Der von der Seite her pneumatisch in die Wirbelschicht eingeführte Teil des Brennstoffes wird vorzugsweise zusammen mit dem vorkalzinierten Gut in die Wirbelschicht eingebracht, und zwar vorteilhaft an mehreren, gleichmäßig über den Umfang der Wirbelschicht verteilten Stellen. Dadurch erzielt man eine besonders rasche und gleichmäßige Verteilung von Gut und Brennstoff in der Wirbelschicht.
  • Für einen stabilen Betrieb der Wirbelschicht ist es ferner wichtig, daß die jeweils in der Wirbelschicht befindliche Gutmenge unabhängig von Schwankungen der zu- und abgeführten Gutmenge annähernd konstant gehalten wird. Da jedoch in der Wirbelschicht eine wesentliche Kornvergrößerung eintritt, läßt sich die notwendige Konstanthaltung der Gutmenge nicht durch eine einfache volumetrische Steuerung der zu- und abgeführten Gutmenge erreichen. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die in der Wirbelschicht befindliche Gutmenge in Abhängigkeit von einem in der Wirbelschicht gemessenen Gasdruck geregelt. Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen hat sich nämlich überraschend herausgestellt, daß ein in der Wirbelschicht gemessener Gasdruck ein sehr feinfühliges und zuverlässiges Maß für die in der Wirbelschicht befindliche Gutmenge ist, so daß letztere in Abhängigkeit von dem Gasdruck konstant gehalten werden kann (indem entweder die aus der Wirbelschicht bzw. der Kühlzone ausgetragene Gutmenge oder die in die Wirbelschicht eingeführte. Gutmenge oder beide Gutmengen entsprechend gesteuert werden). Zweckmäßig wird dabei die in der Wirbelschicht befindliche Gutmenge in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einem in der Wirbelschicht gemessenen Gasdruck und einem in der Abgasleitung der Wirbelschicht gemessenen Gasdruck geregelt, da bei einer solchen Differenzdruckregelung eine Erhöhung der Abgasmenge der Wirbelschicht keinen Einfluß auf den eingestellten Sollwert besitzt.
  • Für einen optimalen Betrieb der Wirbelschicht hat es sich als günstig erwiesen, wenn etwa 50 bis 90%, vorzugsweise etw 2/3 der gesamten, der Wirbelschicht zugeführten Luft von unten her und 10 bis 50%, vorzugsweise etwa 1/3, der Luft von der Seite her in die Wirbelschicht eingeleitet werden.
  • Der Vorwärm- und Vorkalzinationszone wird zweckmäßig ein einstellbarer Teil der Abgase der Wirbelschicht sowie vorzugsweise ein einstellbarer Teil des Kühlluftstromes zugeführt, während der übrige Teil der Abgase der Wirbelschicht unter Umgehung der Vorwärm- und Vorkalzinationszone abgeführt wird. Bei besonders alkalihaltigem Rohmaterial können auch die gesamten Abgase der Wirbelschicht unter Umgehung der Vorwärm- und Vorkalzinationszone abgeführt und letztere ausschließlich mit Kühlluft gespeist werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung veranschaulicht.
  • Die Anlage enthält einen Vorwärmer 1, eine Vorkalzinationszone 2 und einen schachtförmigen Reaktionsraum 3 mit einer Wirbelschicht 4 und einer Kühlzone 5.
  • Im Vorwärmer 1, der beispielsweise als mehrstufiger Zyklonwärmetauscher ausgebildet sein kann, wird das bei 6 aufgegebene pulverförmige Rohmaterial im Gegenstrom durch heiße Gase (Pfeil 7) vorgewärmt und gelangt dann (Pfeil 8) in die Vorkalzinationszone 2, wo es durch die heißen Abgase (Pfeil 9) des Reaktionsraumes 3 und zusätzlichen Brennstoff (Pfeil 10) sehr hoch, vorzugsweise bis auf einen Entsäuerungsgrad von 80 bis 95%, vorkalziniert wird.
  • Das vorkalzinierte Gut wird dann (Pfeile 11, 12) Förderleitungen 13, 14 zugeführt, über die es zusammen mit Brennstoff 15 bzw. 16 an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Stellen vom Umfang her pneumatisch in die Wirbelschicht 4 eingetragen wird (Pfeile 17).
  • Der lichte Querschnitt des Reaktionsraumes 3 ist im Bereich der Einmündung der Förderleitungen 13, 14 verengt und erweitert sich von dieser Guteinführzone aus nach oben hin konisch. Der Querschnitt des Reaktionsraumes 3 sowie die Strömungsgeschwindigkeiten der Luft sind so bemessen, daß sich in dem zur Einführung des vorkalzinierten Gutes bestimmten unteren Bereich der Wirbelschicht, d.h. etwa auf der Höhe der Förderleitungen 13, 14, etwa derselbe Lückengrad, vorzugsweise zwischen 0,6 und 0,7, wie im oberen Bereich der Wirbelschicht einstellt.
  • In der Wirbelschicht 4 wird das vorkalzinierte Gut zu Zementklinker gebrannt. Nach Erreichen einer bestimmten Klinkergröße gelangt das gebrannte Gut in die Kühlzone 5, der von unten her durch den luftdurchlässigen Boden 18 ein Kühlluftstrom (Pfeile 19) zugeführt wird.
  • Das gekühlte Gut wird durch eine rotierende Austragseinrichtung 20 abgezogen (Pfeil 21). Ein Teil des Gutes wird als Saatklinker in die Wirbelschicht 4 rezykliert (Pfeil 22).
  • Ein durch die Pfeile 23 gekennzeichneter Teil des Kühlluitstromes wird von unten her als Auflockerungs-und Verbrennungsluft in die Wirbelschicht 4 eingeführt. Ein weiterer Teil (Pfeil 24) wird seitlich am Umfang des oberen Bereiches der Kühlzone 5 durch eine Luftabzugsleitung abgezogen, eventuell in einem Zyklon 25 entstaubt und durch ein Gebläse 26 den Förderleitungen 13, 14 als Förderluft für das vorkalzinierte Gut (Pfeile 11, 12) und den Brennstoff (Pfeile 15, 16) zugeführt (Pfeile 27, 28).
  • Ein weiterer Teil dieser vom Gebläse 26 geförderten Luft kann - zweckmäßig unterhalb der Ebene der Förderleitungen 13, 14 - als zusätzliche Seitenluft in die Wirbelschicht 4 eingeführt werden (Pfeile 29, 30).
  • Ein weiterer Anteil der vom Gebläse 26 geförderten Luft der Kühlzone 5 kann als zusätzliche Verbrennungsluft der Vorkalzinationszone 2 zugeleitet werden (Pfeil 31). Ein eventuell überschüssiger Luftanteil (Pfeil 32) kann verworfen oder anderweit verwertet werden. Ebenso kann ein gewisser Anteil der Abgase der Wirbelschicht.4 - insbesondere bei hohem Alkaligehalt - unter Umgehung der Vorkalzinationszone 2 und des Vorwärmers 1 abgezweigt werden (Pfeil 33).
  • Zur Regelung der in der Wirbelschicht 4 befindlichen Gutmenge enthält die Anlage vier Druckmeßstellen 34, 35, 36 und 37, von denen die Druckmeßstelle 34 etwa im Bereich der Guteinführung liegt, die Meßstelle 35 etwa auf 1/3 bis 1/2 der Höhe der Wirbelschicht 4, die Druckmeßstelle 36 im oberen Drittel der Wirbelschicht und die Druckmeßstelle 37 in der Abgasleitung der Wirbelschicht.
  • Die vier Druckmeßstellen sind an einen Druckumformer 38 angeschlossen, der mit einem Regler 39 verbunden ist. Dieser Regeler 39 wirkt einerseits auf die Austragseinrichtung 20 (Steuerleitung 40) und andererseits auf eine Gutaufgabe-Dosiereinrichtung 41 (Steuerleitung 42).
  • Der Regler 39 hält die in der Wirbelschicht 4 befindliche Gutmenge konstant, indem beispielsweise durch die vom Regler 39 gesteuerte Austragseinrichtung 20 jeweils nur die über dem Sollwert befindliche Gutmenge aus der Kühlzone 5 und damit aus der Wirbelschicht'4 ausgetragen oder indem durch die Gutaufgabe-Dosiereinrichtung 41 jeweils eine am Sollwert fehlende Gutmenge zugeführt wird. Als Maß für die in der Wirbelschicht 4 befindliche Gutmenge wird ein von den Druckmeßstellen 34 bis 37 gelieferter Druckwert verwendet, beispielsweise die Differenz der an den Meßstellen 34 und 37 bestimmten Drücke.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene folgendes Beispiel:
    • In der Wirbelschicht (einschließlich ihrer engsten Stelle im Bereich der Gut- und Brennstoffeinführung) wird eine Gasgeschwindigkeit von ca.
    • 6 m/s und ein Lückengrad (Verhältnis von Leervolumen zu Gesamtvolumen der Wirbelschicht) von etwa 0,65 eingestellt; in der Kühlzone beträgt die Gasgeschwindigkeit ca. 2 m/s und der Lückengrad etwa 0,4 oder weniger.
  • Die Körnung des Saatklinkers beträgt 2 bis 4 mm; das Verhältnis Rohmehl/Saatklinker liegt bei 4 : 1.
  • Das vorgewärmte und vorkalzinierte Gut wird mit einer Temperatur von ca. 840°C in die Wirbelschicht 4 eingeführt. In dieser Wirbelschicht herrscht eine Temperatur zwischen 1300 und 1350°C. In der Kühlzone 5 wird das Gut auf eine Temperatur von 80 bis 120°C abgekühlt.
  • Der Glühverlust des Rohmateriales nach dem Vorwärmer liegt bei 5%. Die Körnung des entsäuerten Rohmateriales beträgt 44% > 90µ und 8,8% > 200µ.
  • Die Luftmengen können wie folgt gewählt werden: Der Kühlzone 5 werden von unten 1,00 Nm3/kg Klinker zugeführt. Hiervon gelangen 0,33 Nm3/kg Kl direkt von unten her (Pfeile 23) in die Wirbelschicht, während 0,67 Nm3/kg Kl seitlich (Pfeil 24) aus der Kühlzone abgezogen werden. Von diesem letzteren Teil gelangen 0,17 Nm3/kg Kl als Förderluft (Pfeile 27, 28) für vorkalziniertes Gut und Brennstoff von der Seite her in die Wirbelschicht 4, während 0,5 Nm3/kg Kl unmittelbar (Pfeil 31) der Vorkalzinationszone 2 zugeführt werden. Eine gleich große Luftmenge (0,5 Nm'/kg Kl) gelangt als Abgase der Wirbelschicht in die Vorkalzinationszone 2 (Pfeil 9).
  • Der zwischen den Druckmeßstellen 34 und 37 gemessene Differenzdruck liegt zwischen 800 und 1200 mm WS, der Differenzdruck zwischen den Druckmeßstellen 35 und 37 zwischen 250 und 400 mm WS.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Zement durch Brennen von pulverförmigem Rohmaterial in einer Wirbelschicht, in die vorgewärmtes Rohmaterial, Brennstoff, vorgewärmte Luft sowie ein rezyklierter Teil des gebrannten Gutes eingeführt werden, wobei das aus der Wirbelschicht ausgetragene Gut anschließend in einer Kühlzone durch einen Kühlluftstrom gekühlt wird, gekennzeichnet durch dia Kombination folgender Merkmale:
a) Das vorgewärmte Rohmaterial wird vor Aufgabe in die Wirbelschicht in einer Vorkalzinationszone mit zusätzlichem Brennstoff bis auf einen Entsäuerungsgrad von mindestens 40%, vorzugsweise von 80 bis 95%, vorkalziniert;
b) aus dem unteren Bereich der Wirbelschicht gelangt das gebrannte Gut in eine unmittelbar darunter befindliche, die Kühlzone bildende Gutschüttung;
c) ein Teil des Kühlluftstromes wird von unten her und ein weiterer Teil von der Seite her in die Wirbelschicht eingeführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorkalzinierte Gut durch einen Teil des Kühlluftstromes, vorzugsweise mit einem Impuls zwischen 5 und 10 kps, von der Seite her in die Wirbelschicht eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Einführung des vorkalzinierten Gutes bestimmten unteren Bereich der Wirbelschicht durch eine Querschnittsverengung etwa derselbe Lückengrad wie im oberen Bereich der Wirbelschicht, vorzugsweise ein Lückengrad zwischen 0,5 und 0,8, eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Brennstoffes unterhalb der Oberfläche der Wirbelschicht, vorzugsweise etwa in Höhe der Zufuhr des vorkalzinierten Gutes, von der Seite her in die Wirbelschicht eingeführt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Brennstoffes zusammen mit dem vorkalzinierten Gut an mehreren, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Wirbelschicht verteilten Stellen, von der Seite her durch einen Teil des Kühlluftstromes in die Wirbelschicht eingeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Wirbelschicht befindliche Gutmenge in Abhängigkeit von einem in der Wirbelschicht gemessenen Gasdruck, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einem in der Wirbelschicht gemessenen Gasdruck und einem in der Abgasleitung der Wirbelschicht gemessenen Gasdruck, geregelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 50 bis 90%, vorzugsweise etwa 2/3 der gesamten, der Wirbelschicht zugeführten Luft von unten her und 10 bis 50%, vorzugsweise etwa 1/3, der Luft von der Seite her in die Wirbelschicht eingeleitet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärm- und Vorkalzinationszone ein einstellbarer-Teil der Abgase der Wirbelschicht sowie vorzugsweise ein einstellbarer Teil des Kühlluftstromes zugeführt wird, während der übrige Teil der Abgase der Wirbelschicht unter Umgehung der Vorwärm- und Vorkalzinationszone abgeführt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein schachtförmiger Reaktionsraum (3) vorgesehen ist, der im unteren Bereich eine Kühlzone (5) und darüber eine Wirbelschicht (4) aufweist, ferner ein vorzugsweise als mehrstufiger Gegenstrom-Wärmetauscher ausgebildeter Vorwärmer (1), der eine mit zusätzlichem Brennstoff (10) versorgte Vorkalzinationszone (2) enthält, und daß am Umfang des oberen Bereiches der Kühlzone (5) wenigstens eine Luftabzugsleitung (Pfeil 24) angeschlossen ist, die über ein Gebläse (26) mit einer das vorkalzinierte Gut in die Wirbelschicht (4) einführenden pneumatischen Förderleitung (13, 14), einer einen weiteren Luftstrom von der Seite her in die Wirbelschicht (4) einführenden Leitung (pfeile29, 30) sowie vorzugsweise mit einer der Vorkalzinationszone (2) Verbrennungsluft zuführenden Leitung (Pfeil 31) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der lichte Querschnitt des Reaktionsraumes (3) von der Guteinführzone (Förderleitungen 13, 14) nach oben hin konisch erweitert..
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