DE2451115B2 - Verfahren zur Gas- und Materialf lining durch eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von pulverförmigen Materialien, insbesondere von Zementrohstoff, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die in diesen zwei Verbrennungsstufen entstandenen Verbrennungserzeugnisse müssen weiter als Abgase abgeführt werden, deren Wärmegehalt in der vorgeschalteten Pispersvorwännungsstufe zur Rohstoffvorwärmung ausgenutzt wird.

Es ist dabei allerdings eine notwendige Voraussetzung, daß diese zwei Ströme von Abgasen an einer geeigneten Stelle zu einem einzigen Strom vereinigt werden. Diese geeignete Stelle ist im Grundsatz durch die Konstruktionsanordnung der ganzen Ofenreihe und damit durch den Typ der angewandten Kalzinierstufe und des Dispersvorwärmers gegeben. Das bedeutet, daß zu der Stelle der Vermischung beider Ströme zwei separate Leitungszweige bestehen, von denen der eine vom Drehofen mit nachfolgendem Abfallrohr und der andere von der den Kühler mit der Disperskalzinierstufe einschließlich der nachfolgenden Teile der Vorrichtung bis tu der Stelle der Verbindung beider Ströme verbindenden Rohrleitung gebildet wird.

Da die Länge der Leitungen und die Gestaltung der eingereihten Teile in den einzelnen Leitungszweigen verschieden sind, werden auch deren Strömun^swiderstände verschieden sein. Dieser Umstand beeinflußt jedoch die Grundverteilung der Menge der diese Leitungszweige durchströmenden Abgase, und mit _M einem einzigen Ventilator zum Abzug sämtlicher entstandener Abgase wird eine zufriedenstellende Kontrolle des technologischen Prozesses nicht ermöglicht

Eine bekannte Kompensierung der Luftströmungswiderstände in zwei Leitungszweigen ist die Einschaltung eines additiven Ventilators in den Zweig mit größerem Widerstand, der hier durch das den Kühler und die Disperskalzinierungsstufe verbindende Rohr der vorerwärmten Luft gebildet ist

Diese Lösung begrenzt jedoch gewissermaßen den Wärmewert dieser Luft, die beim Durchgang durch diesen Ventilator maximal 500⁰C betragen kann. Ebenfalls wird die Betriebsverläßlichkeit des additiven Ventilators, soweit diesem nicht ein Separator vorgeschaltet ist, durch den beträchtlichen Staubgehalt dieser Luft beeinflußt Der Hauptnachteil dieser Lösung ist, daß die maximale im Kühler erreichbare Temperatur von etwa 800⁰C der vorerwärmten Luft nicht ausgenutzt werden kann. Dies bedeutet jedoch in der Praxis eine Erhöhung des Wärmrverbrauches der Ofenanlage.

Eine andere bekannte Lösung bei Verwendung einer Quelle zum Abzug aller entstandenen Abgase ist die Einschaltung eines reduzierten Teiles in den Leitungszweig mit dem kleineren Widerstand, der gewöhnlich der Leitungszweig mit dem Drehofen ist, wo dieser reduzierte Teil einen konstanten Widerstand erzeugt. Aus Reguliergründen ist es jedoch nötig, in den zweiten Leitungszweig ein Regulierelement, z. B. eine Klappe oder einen Schieber einzufügen, wodurch in einem gewissen Grad die Menge der in die einzelnen Heizstellen zugeführten vorerwärmten Verbrennungsluft in Abhängigkeit von dem momentanen Betriebszustand reguliert werden kann.

Obwohl diese Lösung die Einschaltung eines additiven Ventilators, der in der vorangehenden Lösung notwendig war, unnötig macht, kann auch diese Lösung, besonders vom Standpunkt der Betriebsverläßlichkeit, nicht als optimal angesehen werden. es

Das erwähnte Reguiierelement, d. h. die Klappe oder der Schieber hat keine genügende Reaktionsempfindlichkeit und Genauigkeit, die einer modernen Verfah renstechnik entsprechen.

Ebenfalls kann der reduzierte Teil, der aus konstruktiven Gründen in der Regel knapp hinter dem Drehofen angebracht wird, also an der Stelle, wo beträchtlich verstaubte Abgase bis 1200° C strömen, nicht für betriebsverläßlich gehalten werden.

Es ist ein Bereich, wo sich unregelmäßige Ansätze bilden, die eine veränderliche Kalibrierung des reduzierten Teiles und somit auch einen veränderlichen Strömungswiderstand bewirken. Dieser Umstand macht einen beträchtlichen Aufwand durch eine ständige Beseitigung der Ansätze oder statt dessen durch eine automatische Ausgleichung beider Abzweigungen erforderlich.

Schließlich sind ein Verfahren und eine Einrichtung für den Betrieb von mit Zyklonvorwärmern gekoppelten Drehtrommelkalzinieröfen bekannt (DE-OS 22 63 099), wobei zur Verminderung des Energieverbrauchs mit einem dreistufigen Zyklonvorwärmer, dessen erste Stufe noch in zwei Teilstufen unterteilt ist, einem einzigen Kalzinierofen, einer LVisiervorrichtung, einem Filter und einem Ventilator gearbeitet wird. Es gibt bei dieser Vorrichtung keinen dem Kalzinierofen nachgeschalteten Kühler und keine Kalzinierstufe und davon gesonderte Sinterstufe. Der Zirkulationskreis vor Erreiche:, des Kalzinierofens bringt das Material daher nicht auf solche Temperaturen, wo eine eigentliche Kalzinierung erfolgt, sondern das Material wird lediglich von Feuchtigkeit befreit d.h. getrocknet bevor es in den Kalzinierofen fällt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung derart zu verbessern, daß man mit möglichst einfachen Mitteln eine größere Betriebsverläßlichkeit und eine leichtere Regulierung bei geringerem Verbrauch an Energie erzielt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß aus der Kalzinier- und der Sinterstufe die entstandenen Rauchgase getrennt in separate Zweige der Vorwärmungsstufe eingeführt werden, in denen durch einen direkten Kontakt mit den Rauchgasen der Rohstoff im Gegenstrom vorgewärmt wird, daß dieser dann aus jedem Zweig der Vorwärmungsstufe in eine gemeinsame Kalzinierstufe eingeführt wird und daß die Abgase aus der Kalzinier- und der Sinterrtufe nur über den zugehörigen Zweig der Vorwärmungsstufe mittels separater Ventilatoren abgezogen werden, die gleichzeitig einen Teil der vorgewärmten Verbrennungsluft aus dem Kühler zum Vermischen mit Brennstoff in der Kalzinier- und der Sinterstufe ansaugen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß durch unabhängige Regulierung der separaten Ventilatoren die Veränderung der Menge der in die Ka!zini.:rstufe und in die Sinterstufe angesaugten Anteile der Verbrennungsluft in Abhängigkeit von ctem festgestellten Gehalt an Sauerstoff in den Abgasen hinter diesen Stufen bewirkt wird und daß nach der Menge und der Temperatur der Abgase vor diesen selbständigen Abgasventilatoren die Menge des in die Vorwärmungsstufe aufzugebenden Rohstoffes und die Verteilung in deren einzelne Vorwärmerzweige geregelt wird.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit dem Kennzeichen, daß sie aus zwei gegenseitig selbständigen Leitungszweigen zur Gasführung zusammengesetzt ist, wobei der erste Leitungszweig durch eine Rohrleitung ausgebildet ist die in die Kalzinierstufc

einmündet, deren Austrittsrohr an den Gaseintrittsteil des einen Vorwärmerzweiges angeschlossen ist, dessen Austrittsrohr für die Gase direkt in den Eintritt des einen Abgasventilators einmündet, und wobei der zweite Leitungszweig durch den Drehofen ausgebildet ist dessen Austrittsrohr an den Gaseintrittsteil des anderen Vorwärmerzweiges angeschlossen ist, dessen Austrittsrohr für die Gase direkt in den Eintritt des anderen Abgasventilators einmündet.

Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 4 bis 6 gekennzeichnet.

Durch Einführen der entstandenen Rauchgase aus der Kalzinierstufe bzw. der Sinterstufe in separate Zweige der Vorwärmungsstufe und Anordnung separater Ventilatoren zum Abziehen der getrennten Gasströme aus den Vorwärmerzweigen und eines Teils der vorgewärmten Verbrennungsluft aus dem Klinkerkühler wird erreicht daß mit relativ einfachen Mitteln ein verläßlicher Betrieb mit leichterer Regulierung bei geringerem Energieverbrauch erzielt wird, da die Ventilatoren in einem Bereich relativ niedriger Temperaturen angeordnet sind, die maximale im Kühler erreichbare Temperatur der vorgewärmten Luft von etwa 800⁰C ausgenutzt werden kann und kein besonderes Regulierelement, wie Schieber oder Drosselklappe, in einem der Zweige erforderlich ist.

Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert

Die Vorrichtung besteht aus einer Dispersvorwärmungsstufe, die durch zwei Vorwärmerzweige 4 und 5 gebildet wird, aus einer Disperskalzinierstufe 1, aus dem Drehofen 2 und aus dem Klinkerkühler 3 mit Ventilator 22. Jeder der beiden Vorwärmerzweige 4, 5 hat seinen eigenen Abgas-Ventilator 6 bzw. 7. Der Zementrohstoff wird durch Zuführungsrohre 13 und 14 separat beiden Vorwärmerzweigen 4 und 5 über automatische Dosierapparate 15, 16 zugeführt. Der vorgewärmte Rohstoff wird von beiden Vorwärmerzweigen 4, 5 durch Austrittsrohre 17 und 18 der gemeinsamen Kalzinierstufe 1 zugeführt, wo die durch Verbrennung des durch den Brenner 20 zugeführten Brennstoffes entstandene Wärme ausgenutzt wird und der überwiegende Teil der Kalzinierreaktion zustandekommt. Dieser Rohstoff wird aus der Kalzinierstufe 1 durch das Rohr 19 dem Drehofen 2 zugeführt, wo durch die bei der Verbrennung des durch den Brenner 21 zugeführten Brennstoffes entstandene Wärme die Kalzinierung vollendet wird und der Sinterprozeß zustandekommt.

Der ausgebrannte Klinker wird dem Klinkerkühler 3 zugeführt wo er durch die zugeführte Luft gekühlt wird.

Der Anteil der vorgewärmten Luft von hoher Temperatur aus dem Klinkerkühler 3 wird teils direkt dem Drehofen 2 und teils durch die Rohrleitung 10 der Kalzinierstufe 1 zugeführt Der Anteil der Luft aus dem Klinkerkühler 3 von niedriger Temperatur wird durch den Ventilator 22 abgeführt Die Verbrennungsgase aus dem Drehofen 2 werden durch das Austrittsrohr 8 in den Vorwärmerzweig 4 eingeführt, wo sie einen Teil der Wärme an den Zementrohstoff abgeben, wonach sie durch das Austrittsrohr 12 mittels des Abgasventilators 6 abgeführt werden.

Die Verbrennungsgase aus der Kalzinierstufe 1 werden durch das Austrittsrohr 9 dem zweiten Ycra-ännerzweig 5 zugeführt, wo sie ebenfalls einer. Teil ihres Wärmegehaltes an den Zementrohstoff abgeben und zuletzt durch das Austrittsrohr 11 mittels des Abgasventilators 7 abgeführt werden.

Dabei ist es vorteilhaft, daß durch unabhängige Regulierung der separaten Abgasventilatoren 6, 7 die Veränderung der Menge der in die Kalzinierstufe 1 und in die Sinterstufe (Drehofen 2) angesaugten Anteile der Verbrennungsluft in Abhängigkeit von dem festgestellten Gehalt an Sauerstoff in den Abgasen hinter diesen Stufen bewirkt wird und daß nach der Menge und der Temperatur der Abgase vor diesen selbständigen Abgasventilatoren 6, 7 die Menge des in die Vorwärmungsstufe aufzugebenden Rohstoffes und die Verteilung in deren einzelne Vorwärmerzweige 4, 5 geregelt werden.

Jede der beiden Verbrennungsstellen weist also ein eigenes Gasführungssystem auf, was deren relative

" Selbständigkeit ermöglicht; die in einem Verbrennungssystem entstandene Störung wirkt sich nicht unmittelbar in dem anderen Verbrennungssystem aus.

Die Einschaltung je eines Ventilators in beiden Gasführungszweigen ermöglicht eine feine und ökonomische Regulierung der Gasmenge. Dadurch kann die Einfügung eines additiven Ventilators in die Abzweigung der Leitung der vorgewärmten Sekundärluft für die Disperskalzinierstufe wegfallen, wodurch sich die zum Stand der Technik erwähnten Nachteile beseitigen

Ji lassen.

Ebenfalls kann die Benutzung von Schiebern und Drosselklappen entfallen, und in die Gasführung braucht keine reduzierte Stelle eingereiht zu werden, wodurch die Betriebsverläßlichkeit der Ofenreihe erhöht und die Gefahr einer Verklebung herabgesetzt wird. Außerdem ist es von Vorteil, daß in die Kalzinierstufe die CO2 enthaltenden Verbrennungsgase aus dem Drehofen nicht zugeführt zu werden brauchen.

Es ist bekannt, daß, je größer der CCh-Gehatt in den Gasen bei der Dissoziation des Kalksteines ist diese Reaktion desto langsamer abläuft. Die Führung der Verbrennungsgase aus dem Drehofen außerhalb der Kalzinierstufe kann also nicht diese Kalzinierungsreaktion negativ beeinflussen.

Die Anwendung der Ofenreihe mit einer solchen Kalzinierstufe ist besonders für höhere Leistungen vorteilhaft, für die die Dispersvorwärmungsstufe auch aus anderen Gründen zweckmäßig zwei Zweige aufweist

Die vorliegende Erfindung benötigt die Installierung zweier parallel angeordneter Vorwärmerzweige. Da die Vorwärmer vom Standpunkt der Leistung anpassungsfähig sind, können beide Vorwärmerzweige vorzugsweise von gleichen Dimensionen konstruiert und die eventuellen Unterschiede im Wärmegehalt der e^:~tretenden Gase durch unterschiedliche Mengen des eingetragenen Rohstoffes korrigiert werden.

Dadurch werden eine gleichmäßige Vorwärmung des Rohstoffes in beiden Vorwärmerzweigen und eine annähernd gleiche Temperatur der Abgase erreicht

Da die Verbrennungsgase aus dem Drehofen nicht über die Kalzinierstufe geführt werden, wird der CO2-Gehalt in den Abgasen in dieser Stufe kleiner, was vom Standpunkt des Ablaufes des Kalzinierung von Vorteil ist

Durch die Einführung der Erfindung erreicht man eine größere Betriebsverläßlichkeit der Wärmebehandlungsstufen, und deren Regelung wird erleichtert
Gleichzeitig wird der Verbrauch an Energie zum Brennen vor. Klinker herabgesetzt

Das erfindungsgemäße Verfahren kann für jeden Typ von Dispersvorwärmern und für jede Kalzinierstufe ausgenutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Patentansnrüche- & Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, raienwnsprucne, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden Dispersvor-

1. Verfahren zur Gas- und Materialführung durch wärmerzweig (4, 5) des Rohstoffes separat je ein eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von pulver- Zuführungsrohr (13, 14) des Rohstoffes einmündet, förmigen Materialien, insbesondere von Zementroh- s das mit einem gegenseitig unabhängigen Dosierapstoff beim Trockenverfahren der Klinkererzeugung, parat (15 bzw. 16) versehen ist

bei dem die Rohstoffkalzinierung und der nachfol gende Sinterprozeß in gegenseitig abgetrennten

Wärmestufen, einer Kalzinier- und einer Sinterstufe,

durchgeführt werden, in denen mit vorgewärmter io Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gas-

Verbrennungsluft aus dem Kühler des Sintergutes und Materialführung durch eine Vorrichtung zur

vermischter Brennstoff verbrannt wird, und bei dem Wärmebehandlung von pulverförmiger! Materialien,

der Wärmegehalt der Abgase aus diesen Wärmestu- insbesondere von Zementrohstoff beim Trockenverfah-

fen weiter zum Vorwärmen des Rohstoffes in einer ren in der Klinkererzeugung, bei dem die Rohstoffkalzi-

Vorwärmungsstufe ausgenutzt wird, dadurch is nicrung und der nachfolgende Sinterprozeß in gegensei-

gekennzeichnet, daß aus der Kalzinier- und tig abgetrennten Wärmestufen, einer Kalzinier- und

der Sinterstufe die entstandenen Rauchgase ge- einer Sinterstufe, durchgeführt werden, in denen mit

trennt in separate Zweige der Vorwärmungsstufe vorgewärmter Verbrennungsluft aus dem Kühler des

eingeführt werden, in denen durch einen direkten Sinterguts vermischter Brennstoff verbrannt wird, und

Kontakt mit den Rauchgasen der Rohstoff im 20 bei dem der Wärmegehalt der Abgase aus diesen

Gegenstrom vorgewärmt wird, daß dieser dann aus Wärmestufen weiter zum Vorwärmen des Rohstoffes in

jedem Zweig der Vorwärmungsstufe in eine einer Vorwärmungsstufe ausgenutzt wird, und eine

gemeinsame Kalzinierstufe eingeführt wird und daß Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens,

die Abgase aus der Kalzinier- und der Sinterstufe Gegenwärtig werden moderne Wärmebehandlungs-

nur über den zugehörigen Zweig der Vorwärmungs- 25 vorrichtungen zum Brennen von Zementklinker im

stufe mittels separater Ventilatoren abgezogen Trockenverfahren (DE-OS 22 48 030) mit aus erzeu-

werden, die gleichzeitig einen Teil der vorgewärm- gungs- und betriebsökonomischen Gründen bis 2,5-fa-

ten Verbrennungsluft aus dem Kühler zum Vermi- eher spezifischer Leistung des Drehofens im Vergleich

sehen mit Brennstoff in der Kalzinier- und der mit einer Vorrichtung von gleichen Dimensionen mit

Sinterstufe ansaugen. 30 jedoch herkömmlicher Anordnung für das Trockenver-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- fahren vorgeschlagen, nämlich Drehöfen mit vorgezeichnet, daß ourch unabhängige Regulierung der schaltetem Disperswärmeaustauscher.

separaten Ventilatoren r'ie Veri jderung der Menge Diese wesentliche Leistungserhöhung ist dadurch

der in die Kalzinierstufc und in die Sinterstufe ermöglicht, daß der wärmeaufwendigste Prozeß beim

angesaugten Anteile der Verbre, lungsluft in Ab- 35 Brennen von Zementklinker, d. h. die Kalzinierung,

hängigkeit von dem festgestellten Gehalt an getrennt von dem Sinterprozeß in einer sogenannten

Sauerstoff in den Abgasen hinter diesen Stufen Disperskalzinierungsstufe durchgeführt wird. Infolge

bewirkt wird und daß nach der Menge und der dieser technologischen Unterteilung in zwei Stufen ist

Temperatur der Abgase vor diesen selbständigen es nötig, auch die gesamte Menge an Wärmeenergie zu

Ventilatoren die Menge des in die Vorwärmungsstu- 40 verteilen (die früher in einer Stelle erzeugt wurde) und

fe aufzugebenden Rohstoffes und die Verteilung in jeden Anteil der Wärme derjenigen Stelle zuzuführen,

deren einzelne Zweige geregelt wird. wo die betreffende Stufe des technologischen Prozesses

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens abläuft.

nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Die für die Stufe der Kalzinierung des Rohstoffes

sie aus zwei gegenseitig selbständigen Leitungszwei- 45 notwendige Wärmeenergie bilden teilweise die Abgase

gen zur Gasführung zusammengesetzt ist, wobei der aus der nachfolgenden Stufe des technologischen

erste Leitungszweig durch eine Rohrleitung (10) Prozesses, d.h. des Sinterprozesses, der meistens im

ausgebildet ist, die in die Kalzinierstufe (1) Drehofen erfolgt, und teilweise der direkt im Räume

einmündet, deren Austrittsrohr (9) an den Gasein- dieser Disperskalzinkirstufe verbrannte Rohstoff. Das

trittsteil des einen Vorwärmerzweiges (5) ange- 50 bedeutet, daß es beim Brennverfahren mit getrennter

schlossen ist, dessen Austrittsrohr (11) für die Gase Rohstoffkalzinierung zwei nacheinander geschaltete

direkt in den Eintritt des einen Abgasventilators (7) und in abgetrennten Räumen erfolgende Brennstoffver-

einmündet, und wobei der zweite Leitungszweig brennungsprozesse gibt, wobei der eine Prozeß im

durch den Drehofen (2) ausgebildet ist, dessen Drehofen, der andere in der Kalzinierstufe abläuft.

Austrittsrohr (8) an den Gaseintrittsteil des anderen 55 Jedem Verbrennungsprozeß muß außer dem Brennstoff

Vorwärmerzweiges (4) angeschlossen ist, dessen noch die nötige Menge der am meisten vorerwärmten

Austrittsrohr (12) für die Gase direkt in den Eintritt Verbrennungsluft zugeführt werden, deren Quelle der

des anderen Abgasventilators (6) einmündet. hinter dem Drehofen eingereihte Klinkerkühler ist, wo

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- die vorerwärmte Verbrennungsluft durch Kühlung des zeichnet, daß zur Führung des vorgewärmten μ heißen Klinkers mittels zugeführter kalter Luft erzeugt Rohstoffes die Austrittsrohre (17, 18) der Vorwäf- wird. Ein Teil des vorerwärmten, zur Verbrennung des merzweige (S, 4) in eine gemeinsame Kalzinierstufe Brennstoffanteiles im Drehofen nötigen Luft wird (1) einmünden. diesem Ofen aus dem Kühler durch deren gegenseitige

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, Anschlußstelle zugeführt. Ein Teil der vorerwärmten dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmungsstufe 65 Luft, die man zum Verbrennen des Brennstoffanteiles in zwei Vorwärmerzweige (4, 5), die parallel in die der Disperskalzinierungsstufe benötigt, wird dieser Vorrichtung für die Wärmebehandlung eingeschal- Stufe aus dem Kühler durch ein diesen damit tet sind, aufweist. verbindendes Rohr zugeführt.