NO783387L - Fremgangsmaate og innretning for fremstilling av kullstoev - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og innretning

for fremstilling av kullstøv

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en anordning for anrikning av kull for fyrstedene i et av forvarmingstrinn, kalsineringstrinn og sintringstrinn bestående brenningsanlegg, særlig for fremstilling av sementklinker, i et luftstrøm-maletørke-anlegg.

For tilpasning av en tilsvarende anordning for tørking og finmaling av kull for et brenningsanlegg av den nevnte kategori frembyr den kjente teknikk forskjellige muligheter. Eksempelvis er det kjent anlegg ved hvilke det som oppstillingsplass for male-tørkeanlegget for et sementanlegg velges et sted i nærheten av brennerplattformen, hvorved det blir mulig å avgrene den nødvendige kvern-sirkulasjonsluft fra den varme avgass fra klinker-kjøler-systemet. Et slikt anlegg er eksempelvis vist og beskrevet i blokkskjema 14, ZKG 1956, hefte nr. 11, side 491.

Den kjente anordning er i og for seg ukomplisert, robust og oversiktlig. For anvendelsen av denne fremkommer det imidlertid alltid grenser når det skal bearbeides kullsorter med særlig høye andeler av flyktige bestanddeler. Oppstillingsplass-fordelen på brennersiden dras imidlertid også i tvil når f.eks. tilleggs-brennsteder på kalsineringstrinnsiden også må forsynes med kull fra maleanlegget.

Ut fra dette fremkommer oppgavestillingen ved den foreliggende oppfinnelse, nemlig å integrere en fremgangsmåte og en anordning for tørking og finmaling av kull for forsyning av støv-kullfyrstedene i et av forvarmingstrinn, kalsineringstrinn og sintringstrinn bestående brenningsanlegg for fremstilling av sement, på en slik måte med brenningsanlegget at det for den derav oppståt-te anleggsenhet totalt sett fremkommer optimale driftsforhold, særlig med hensyn til økonomi og driftssikkerhet.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at kvern-avluften innblåses i kalsineringstrinnet. Dette gir den fordel at den roterende ovn ved grunngjennommatning av anlegget med brenn- og reaksjonsgasser i det minste delvis avlastes i forhold til det stasjonære syklonsystem som danner i det minste en del av kalsineringstrinnet og forvarmingstrinnet.

Ved en utførelse av oppfinnelsen oppnås den ytterligere fordel at den i det minste delvis med kullstøv belastede kvernavluft innblåses ufiltrert i kalsineringstrinnet.

En ytterligere, vesentlig fordel oppnås ved hjelp av den ifølge oppfinnelsen vesentlige foranstaltning som består i at avluften før innblåsingen anrikes med kull. Man kan da gå frem på den måte at avluften anrikes med kull opp til faststoffinnhold på mellom ca. 3 0 g/m<3>og ca. 3 00 g/m<3>.

Ved en utførelse av oppfinnelsen blir da anrikningen fore-tatt i forhold til den ved hjelp av kullinnholdets forbrenning oppnådde temperaturøkning.

Ved et mest mulig økonomisk drevet brenningsanlegg for fremstilling av sementklinker er det i overensstemmelse med kjent teknikk at i det minste en del av varmebehovet for kalsineringstrinnet dekkes ved tilleggsfyrsteder i området for dette kalsineringstrinn. Oppfinnelsen tar her hensyn til det faktum, og går ut fra den oppfinnelsestanke at kvernavluften, som foreligger med en temperatur på ca. 100° C og med en andel av vanndamp av størrel-sesorden fra 5 til 15 %, ved forbrenning av den i luften inneholdte finkullandel kan bringes opp på et temperaturnivå som svarer til temperaturnivået på kalsineringstrinnets innledningssted. Der kan eksempelvis temperaturer mellom 800 og 1200° C være fremherskende. Det er beregningsmessig og eksperimentelt blitt fastslått at en andel på ca. 10 g høyverdig brennstoff i 1 m luft ved forbren-ningen bevirker en temperaturøkning for gassen på ca. 100° C.

På grunnlag av disse overveielser fremkommer ved oppfinnelsen eksempelvis den foranstaltning å anrike kvernavluft med kull-faststoffinnhold på ca. 100 g pr. m , for ved hjelp av for-brenningen å oppnå en midlere gasstemperatur på tilnærmet 1000° C.

Imidlertid kan det tilfelle foreligge at det synes fordelaktig, for dekning av varmebehovet for i det minste en del av den endoterme prosess ved kalsineringen, å innføre ytterligere ekstra brennstoff i kalsineringstrinnet.

I dette tilfelle fremkommer ved oppfinnelsen den for-delaktige mulighet at det for anrikning av avluften i det minste delvis anvendes gryn fra luftstrømsikteren.

Dette medfører den ytterligere fordel at på den ene side kvernen avlastes for målearbeidet for knusing av denne gryn-andel til mel, og at på den annen side kullet i finstykket tilstand innledes i kalsineringstrinnet, hvorved det erfaringsmessig oppnås gunstige forbrenningsforhold, særlig når en altfor spontan reaksjon mellom brennstoff og oxygen på innføringsstedet skal unngås, og en forsinket forbrenning tilstrebes.

Ved en utførelse av oppfinnelsen er det her fordelaktig at kornene uttas fra luftstrømsikteren med forholdsvis høy fuktighet, eksempelvis med 5 - 8 % fuktighet.

Det har nemlig vist seg at en liten mengde fra brenneranleggets indre tilført vanndamp på positiv måte påvirker reak-sjonsdeltagerens reaksjonsvillighet og dermed begunstiger og sta-biliserer reaksjonsf.orløpene. Samtidig virker tilførselen av fuktige korn gunstig forsåvidt som luftstrøm-maletørkeanlegget avlastes med hensyn til den fordrede tørkeytelse. Dermed oppnås totalt sett optimale forhold for maleanleggets økonomi, da dette avlastes i betydelig grad både med hensyn til knusearbeid og med hensyn til den nødvendige tørkingsgrad for sluttproduktet, og dermed totalt sett avlastes betydelig.

Derved kan ved en utførelse av oppfinnelsen luftstrøm-maletørkeanlegget i det minste delvis anvendes som innblåsningskvern for tilleggsfyrsteder inne i kalsineringstrinnet.

Ved en ytterligere utførelse av oppfinnelsen går man med fordel frem på den måte at luftstrøm-maletørkeanlegget på gassiden er tilkoplet til forvarmingstrinnet og/eller til kalsineringstrinnet, og derfra forsynes med inert- eller edelgass.

På grunn av de allerede nevnte, gunstige driftsforutset-ninger for luftstrømkvernen kan gassuttaket anordnes på et sted med forholdsvis lavt temperaturnivå, f.eks. ved uttak fra den til forvarmingstrinnet tilkoplede avgassledning.

Det kan her med fordel gjøres bruk av den foranstaltning at maletørkeanlegget på gassiden er tilkoplet på minst to steder med forskjellig temperaturnivå.

Derved fremkommer nemlig den forholdsvis enkle mulighet

at temperaturen på den inerte tørkegass i møllekretsløpet innstil-

les ved blanding av gasser med forskjellig temperatur.

En anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppviser en avluftledning som munner ut i brenningsanleggets kalsineringstrinn.

Dessuten er anordningen med fordel utformet slik at den

i det minste oppviser en gasstilførselsledning mellom mølleinnlø-

pet og forvarmings- og/eller kalsineringstrinnet, og eventuelt en med denne forbundet avgassledning.

For regulerbarheten av en slik anordning er det fordelaktig at det både i gasstilførselsledningen eller -ledningene og også i avløpsledningen er anordnet en respektiv gasstransport-

vifte og fortrinnsvis et respektivt innstillingsorgan for gass-mengder eguler ing. Videre oppviser anordningen en transportinnretning, fortrinnsvis minst én forbindelsesledning mellom gryn-utløpet fra luftstrømsikteren og minst ett tilleggsbrennsted i området for brenningsanleggets kalsineringstrinn, hvilket har minst

ett innstillingsorgan for mengderegulering.

Videre er anordningen kjennetegnet ved en transportinnretning, fortrinnsvis en transportledning, mellom grynutløpet fra luftstrømsikteren og sugesiden av luftledningens vifte, med et fortrinnsvis i ledningen anordnet reguleringsorgan.

For en optimal integrasjon av luftstrøm-maleanlegget

med de øvrige anleggsdeler oppnås det også et fordelaktig arran-gement ved at maletørkeanlegget er anordnet i mest mulig umiddel-

bar nærhet av forvarmingstrinnet, og både romlig og funksjonelt er integrert med forvarmings- og/eller kalsineringstrinnet til en funksjons- og byggeenhet.

En anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er vist som et eksempel på tegningen som viser et blokk-skjerna av et brenningsanlegg for fremstilling av sementklinker med et luftstrøm-maleanlegg for forsyning av fyrstedene med kullstøv..

Anlegget oppviser en roterbar ovn eller rotasjonstørke-

ovn 1 med en brenner 2 som forsynes med kullstøv fra en ledning 3

og med primærluft fra en vifte 4 med en ledning 5 og et strupeorgan 6. Etter ovnen er det på produksjonssiden innkoplet en

klinkerkjøler 7 hvis kjøleluft vanligvis som varm sekundærluft innføres helt eller overveiende i rotasjonsovnen 1. Ved rota-sjonsovnens 1 andre ende befinner det seg et ovnsinnløp 8 som er koplet til en avgassledning 9 som, slik som i og for seg kjent, munner ut tangensialt i varmevekslersysternets syklon 10. Til dette system er tilkoplet de med sifrene 11, 12, 13 betegnede, ytterligere varmeveksler-syklontrinn som sammen med rotasjonsovnen tilveiebringer brenningsanlegget.

I det foreliggende utførelseseksempel danner varmeveks-lersystemet sykloner 13, 12, 11 forvarmingstrinnet, mens kalsineringstrinnet omfatter området mellom snittlinjene B - B og A - A, dvs. både varmevekslersyklonen 10 og den del av rotasjonstørkeov-nen 1 som ligger mellom ovnsinnløpet 8 og området nær midten av ovnen.. Med sistnevnte trinn er sintringstrinnet forbundet, sett

i retning mot gassens strømningsretning, og sintringstrinnet strekker seg tilnærmet fra snittlinjen A-A til strålingssonen for flammen.

Til tvilling-varmeveksleren 13 er avgassledningene 51, 51' tilkoplet og ført til sugesiden av avgass-ekshausteren 52 hvorfra en avgassledning 53 fører til en støvsugeranordning, i det foreliggende tilfelle et elektrofilter 54.

Til avgassledningen 53 er tilkoplet en avgreningsled-ning 15 som over et strupeorgan 16 fører til en fraskillersyklon 17 som fører det fraskilte faststoff-sementråmel gjennom et tømme-organ 18 og en cellehjulsluse 19 tilbake til forvarmertrinnets råmelmater 50. Fra den høyeffektive fraskiller 17 fører en ren-gassledning til sugesiden av en vifte 20 som leder den fra avgassledningen 53 utsugde, inerte gass gjennom ledningen 21 til raater-siden 22 til en rørkvern 23. Den uttatte gass har eksempelvis et temperaturnivå på ca. 3 3 0° C, den inneholder tilnærmet 3 - 4 % fritt oxygen og har et CC^-innhold av'størrelsesorden 28 - 33 %.

I denne tilstand er gassen både fra inertiseringsstand-punkt og fra varmeinnholdstandpunkt best egnet for anvendelse i luftstrømmaleanlegget, særlig når man tar hensyn til at en vesentlig fordel med oppfinnelsen fremkommer ved at grun i fuktig tilstand avgrenes fra maleanlegget og som tilsatsbrennstoff sammen med kvernavluften eller også på adskilte veier innblåses i kalsi-

neringstrinnet.

Selve luftstrømmaleanlegget omfatter en råkullsilo 24 med et doserende tømmeorgan 25 som beskikker råkull gjennom den gasstette dobbeltpendelsluse 26 til rørkvernens 23 innløp 22. I innløpet 22 munner også ut tilførselsledningen 21 for . inertgass, mens det til kvernutløpet 27 er tilkoplet en loddrett sjakt 28 som munner ut i luftstrømsikteren 29. Denne oppviser et kornutløp 55 som via en transportinnretning, eksempelvis i form av en forbindelsesledning 30 med et i denne beliggende reguleringsorgan 40, avgir korn til rotasjonstørkeovnens 1 ovnsinnløp 40, dvs. til brenneranleggets kalsineringstrinn.

Det er her ifølge oppfinnelsen vesentlig, og derfor for utformingen av anordningen av særlig betydning at kvernens 23 av-luft, som utsuges fra sikterens 29 ferdiggodsledning 31 via fra-skilleren 32 og rengassledningen 36, et i denne anordnet reguleringsorgan 37 og til slutt gjennom ventilatoren 38, ved hjelp av en forbindelsesledning 39, 39' med et i denne anordnet reguleringsorgan 56 føres tilbake til kalsineringstrinnet 8, 9, 10. Ved hjelp av denne foranstaltning unngås ikke bare en avstøvning av denne gassandel, men forbedrer likevekten i brenningsanleggets gasshusholdning til beste for kalsineringstrinnet, og således optimerer økonomien.

Det ferdige kullstøv blir fra fraskillersyklonen 32 via cellehjulslusen 33 ved hjelp av en transportinnretning 34 uttømt i en kullstøvkilo 35. Denne har, som i og for seg kjent, en sir-kulasjonsinnretning som omfatter det doserende tømmeorgan 42, elevatoren 43 og videre materialvekselen 44 og tilbakeføringsled-ningen 45.

Fra transportorganet 34 avgrenes en doserende uttaks-anordning 46 som med en falledning 47 transporterer kullstøv til støvtransportanlegget 48. Derfra blir kullstøv via ledningene 49, 3 innblåst i rotasjonstørkeovnens 1 brenner 2.

For forbedring av reguleringsforholdene er det, som i . og for seg kjent, i ledningen 3 9 for kvernavluften anordnet et reguleringsorgan 56.

For forståelse av oppfinnelsen er det viktig, og blir derfor her på nytt fremhevet, at innledningen såvel av kvernav luften som også av kullstøv, for eksempel fra grynledningen 30, kan foretas på samme sted eller på forskjellige andre steder, f.eks. i området for hele kalsineringstrinnet. Derved blir faststoff innholdet av kull i kvernavgassen påvirket på en for en fag-mann lettvint måte, f.eks. ved grovgjøring av fraskillerens 32 fraskillelsesgrad og/eller ved tilsvarende innstilling av vindsikten eller kastmaskinen 29.

Ifølge oppfinnelsen er det imidlertid også sørget for at anordningen oppviser en mellomforbindelse 58 mellom grynutløpet 55 og ventilatorens 38 sugeside, slik at korn kan innsluses i avluftledningen 39. Størrelsen av korntilførselen innstilles med et

reguleringsorgan 60.

Det som blokkskjema helt skjematisk viste anlegg viser de vesentlige kjennetegn ved oppfinnelsen som består i at male-tørkeanlegget fører kvernavluften ufiltrert og i henhold til de spesielle driftsforhold eventuelt også med mer eller mindre høy anrikning av pneumatisk påført finkull, tilbake til brenningsanleggets kalsineringstrinn, mens på den annen side kvernen tar ut inert tørkegass med tilstrekkelig varmeinnhold ved tilsvarende temperaturnivå på ett eller flere steder fra området for kalsineringstrinnet og/eller forvarmingstrinnet.

Derved fremkommer en optimal romlig og funksjonell integrasjon av begge de som en enhet samvirkende anleggsdeler, nemlig luftstrømmaleanlegget og brenningsanlegget, ved at male-tørekanlegget er anordnet i mest mulig umiddelbar nærhet av forvarmingstrinnet. På denne måte oppnås gunstige, korte forbindel-ser, og dette fører på sin side til at materialførende ledninger, f.eks. med bratt helling, på kortest mulig vei kan være utført som såkalte fall-ledninger, hvorved faren utelukkes for at det på på ett eller annet sted på sådanne ledninger skal kunne danne seg støvavleiringer.

Tilbakeføringen av ufiltrert kvernavluft innsparer dessuten filterkapasitet og således investeringsomkostningene for fil-teret, og videre også dettes prisomkostninger samt vedlikehold og overvåkning.

Ved avgrening av kullstøv og småkull (kullkorn) fra kvern-kretsløpet oppnås dessuten, slik som flere ganger fremhevet som en vesentlig fordel ved oppfinnelsen, at kvernen og dennes kretsløp blir betydelig avlastet, hvilket i ikke ubetydelig grad bidrar til økning av økonomien for hele anlegget.

Endelig medfører maleanleggets stilling i umiddelbar nærhet av kalsineringstrinnet den ukompliserte mulighet å drive kvernen i det minste delvis som innblåsingskvern for mulige til-satsbrennsteder i området for kalsineringstrinnet, hvorved kalsi-neringsprosessen på fordelaktig måte kan optimeres og kontrolleres.

Det på tegningen viste og i det foregående beskrevne blokkskjema av et for oppfinnelsen representativt anlegg kan under bibeholdelse av de for oppfinnelsen vesentlige kjennetegn modifiseres i vidtgående grad. Eksempelvis kan luftstrømmalean-legget i stedet for en rørkvern være utstyrt med andre knusemaski-ner, såsom slag-, støt- eller hammermøller. Avgreningen av tørke-gass for drift av maleanlegget kan eksempelvis avgrenes både fra et vilkårlig sted innenfor forvarmingssystemet, f.eks. fra for-bindelsesledningen 14 mellom de to sykloner 12, 13, eller også fra et sted på avgassledningen 53 eller fra flere steder samtidig.

Alle sådanne innretninger faller imidlertid innenfor oppfinnelsen dersom de tilfredsstiller et av de etterfølgende patentkrav.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte ved anrikning av kull for fyrstedene i et av forvarmingstrinn, kalsineringstrinn og sintringstrinn bestående brenningsanlegg, særlig for fremstilling av sementklinker, i et luftstrøm-maletørke-anlegg, karakterisert ved at kvern-avluften innblåses i kalsineringstrinnet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den i det minste delvis med kullstøv belastede kvernavluft innblåses ufiltrert i kalsineringstrinnet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at avluften anrikes med kull før innblåsingen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at avluften anrikes med kull opp til faststoffinnhold på mellom ca. 30 g/m <3> og ca. 3 00 g/mJo.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at anrikningen foretas i forhold til den ved forbren-ningen av kullinnholdet oppnådde temperaturøkning for avluften.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 3-5, karakterisert ved at det for anrikning av avluften i det minste delvis benyttes korn fra anleggets vindsikt.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at kornene uttas fra vindsikten med forholdsvis høy fuktighet, for eksempel med 5 - 8 % fuktighet.

8. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-7, karakterisert ved at luftstrøm-maletørkeanlegget i det minste delvis benyttes som innblåsningskvern for tilsatsfyrsteder innenfor kalsineringstrinnet.

9. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-7, karakterisert ved at luftstrø m-maletø rkeanlegget på gassiden er tilkoplet til forvarmingstrinnet og/eller kalsineringstrinnet og derfra fortynnes med inertgass.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at maletørkeanlegget på gassiden er tilkoplet på minst to steder med forskjellig temperaturnivå.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at temperaturen på den inerte tø rkegass i kvern-kretsløpet innstilles ved blanding av gasser med forskjellig temperatur .

12. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1-11, karakterisert ved at male-tørkean-legget oppviser en avluftledning (39, 39') som munner ut i brenningsanleggets kalsineringstrinn (8, 9, 10).

13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at male-tø rkeanlegget oppviser minst én gasstilførselsledning (15, 21) mellom kverninnlø pet (22) og forvarmings- og/eller kalsineringstrinnet, samt eventuelt en til denne ansluttende avgassledning (51, 51', 53).

14. Anordning ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved at det både i gasstilførselsledningen eller -ledningene (15, 21) og i avluftledningen (39, 39') er anordnet en respektiv gasstransportvifte (20, 38) og fortrinnsvis et respektivt innstillingsorgan (16, 37, 56) for gassmengderegulering.

15. Anordning ifølge ett av kravene 12-14, karakterisert ved at det er anordnet en transportinnretning, fortrinnsvis minst én forbindelsesledning (30) mellom vindsiktens (29) kornutløp (55) og minst ett tilsatsbrennsted i området for brenningsanleggets kalsineringstrinn (8, 9, 10), hvilken ledning oppviser minst ett innstillingsorgan (4 0) for mengderegulering.

16. Anordning ifølge ett av kravene 12-14, karakterisert ved en transportinnretning, fortrinnsvis en transportledning (58) mellom vindsiktens (29) kornutløp (55) og sugesiden av avluftledningens (39) vifte (38) , med et fortrinnsvis i denne anordnet reguleringsorgan (60).

17. Anordning ifølge ett av kravene 12-16, karakterisert ved at male-tørkeanlegget er anordnet i mest mulig umiddelbar nærhet av forvarmingstrinnet (11,.12, 13), og såvel romlig som funksjonelt er integrert med. forvarmings- og/eller kalsineringstrinnet til en funksjons- og byggeenhet.