DE2523794A1

DE2523794A1 - Anlage zur herstellung von zement im trockenverfahren

Info

Publication number: DE2523794A1
Application number: DE19752523794
Authority: DE
Inventors: Pierre Henri Pacault
Original assignee: Fives Cail Babcock SA
Current assignee: Fives Cail Babcock SA
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1975-05-28
Publication date: 1975-12-11
Also published as: GB1503943A; BR7503352A; CH602506A5; IT1037978B; DK225875A; OA05017A; DK139641B; DK139641C; ES437502A1

Description

Anlage zur Herstellung von Zement im Trockenverfahren

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Zement im Trokkenverfahren in Anlagen mit einem Drehofen, einem Vorwärmer, in dem das fein verteilte Material im Rauch des Ofens im Schwebezustand gehalten ist, und mit einem Kühler für den Klinker, wobei die erforderlichen Kalorien einerseits von einem an der Austragsseite des Ofens dicht am Kühler angeordneten Brenner und andererseits von einer, in Ualaufrichtung des Materials gesehen, vor dem Ofen angeordneten Verbrennungskammer geliefert werden.

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Bei den bekannten Anlagen kommt die dem Brenner und der Kammer gelieferte Sekundärluft vom Kühler. Die Verbrennungs-.kammer und der Kühler sind an beiden Enden des Ofens angeordnet und durch eine sehr lange Leitung verbunden.

Wenn das thermische Potential der aus dem Kühler austretenden Luft optimal ausgenutzt werden soll, ist es nicht möglich, in dieser Leitung ein Gebläse unterzubringen, denn die Temperatur der Luft ist zu hoch, und die Regelung des Luftdurchsatzes ist infolge des geringen Druekunterschiedes schwierig, der normalerweise zwischen den beiden Enden des Ofens besteht. Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist schon vorgeschlagen worden, durch Anordnung einer Drosselstelle in dem den Ofen mit dem Vorwärmer verbindenden Rohr einen zusätzlichen Strömungsverlust im Kreislauf des Rauches des Ofens zu schaffen; diese Lösung bringt den Nachteil mit sich, die Bildung von Konkretionen in diesem Rohr zu begünstigen»

!Natürlich könnte die Temperatur der Luft niedriger gehalten werden, jedoch bringt dies eine Erhöhung des Wärmebedarfes der ganzen Brenneinrichtung mit sich.

Außerdem sind die thermischen Verluste, denen die Luft in der Leitung zwischen Kühler und Verbrennungskammer unterworfen ist, nicht zu vernachlässigen.

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Schließlich, müssen zur Rückgewinnung der Höchstmenge an verfügbaren Kalorien zwei Rückgewinnungsanlagen vorgesehen werden, von denen die eine den Rauch des Ofens und die andere die überschüssige Kühlluft verwendet. Dies führt zu großen Investierungen und verringert den Vorteil einer derartigen Rückgewinnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß sie als Sekundärluft in der Verbrennungskammer durch Rauch aus dem Ofen vorher erwärmte Frischluft verwendet. Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen dem Kühler und der Verbrennungskammer vermieden, und es besteht die Möglichkeit, die Menge und den Druck der Sekundärluft leicht zu regeln, indem ein Gebläse vor dem Lufterhitzer angeordnet wird. Außerdem wird durch diese Maßnahme die Temperatur des an die Atmospäre ausgeschiedenen Rauches verringert, was eine maximale Wärmerückgewinnung mit Hilfe einer einzigen, durch die überschüssige Kühlluft erwärmten Vorrichtung ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Anlage weist einen Vorwärmer mit mehreren, nacheinander vom Rauch des Ofens durchströmten Stufen auf und ist durch das Vorhandensein von wenigstens zwei lufterhitzern mit indirektem Wärmeaustausch gekennzeichnet, welche hintereinander auf dem Wege des Luftstromes angeordnet sind und wenigstens durch einen Teil des Rauches aus dem Ofen und der Verbrennungskammer erwärmt werden, so daß ein Wärme-

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austausch im Gegenstrom zwischen der Luft und dem Rauch stattfindet, wobei wenigstens einer der Erhitzer am Auslaß einer Zwischenstufe des Vorwärmers angeordnet ist.

Gemäß einem "besonderen Merkmal der Erfindung wird ein erster, die Frischluft aufnehmender Erhitzer durch den aus der, im Bewegungssinne des Materials gesehen, ersten Stufe des Vorwärmers austretenden Rauch erwärmt, und ein zweiter Erhitzer wird von wenigstens einem Teil des aus einer Zwischenstufe des Vorwärmers austretenden Rauches durchströmt.

Wenn ein Vorwärmer mit Zyklonen verwendet wird, kann einer der Lufterhitzer in der zwei Zyklone verbindenden Leitung vor der Einführungsstelle für das Material in diese Leitung angeordnet sein.

Wenn der eine der Lufterhitzer nur von einem Teil des dem Auslaß einer Zwischenstufe entnommenen Rauches, durchströmt wird, kann der diesen Erhitzer verlassende Rauch wieder in eine vorhergehende Stufe des Vorwärmers eingeführt oder mit dem Rauch gemischt werden, der aus der letzten Stufe austritt, und in einen anderen Lufterhitzer eingeführt werden· Insbesondere im Falle eines Vorwärmers mit fünf Zyklonen, kann der eine der Lufterhitzer zu den zwei, drei oder vier ersten Zyklonen parallel geschaltet werden.

Bei den Anlagen zur Herstellung von Zement aus dem Alkalien

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enthaltenden Rohmaterial ist es üblich, einen Teil des aus dem Ofen austretenden Rauches abzuziehen und ihn zu kühlen, um die Kondensation der Alkalien an den Staubteilchen hervorzurufen, welche danach gesichtet und abgeschieden wer- · den. In diesen Anlagen kann erfindungsgemäß die Eigenwärme des zur Erhitzung der Sekundärluft für die Verbrennungskammer abgezogenen Rauches verwendet werden. Gemäß einer ersten Abwandlung wird der gereinigte Rauch als Heizfluid in einem Kessel verwendet und dann in zwei Ströme aufgeteilt, von denen der eine vor dem Abscheider in den Kreislauf zurückgeführt wird, während der andere mit dem aus dem Vorwärmer austretenden Rauch gemischt wird und mit diesem einen der Lufterhitzer durchströmt.

Gemäß einer zweiten Abwandlung wird der gereinigte Rauch als Heizfluid in einem dritten, auf dem Wege des Luftstromes zwischen den beiden anderen Erhitzern angeordneten Lufterhitzer verwendet und in zwei Ströme aufgeteilt, von denen der eine vor dem Abscheider in den Kreislauf zurückgeführt und der andere mit dem aus dem Vorwärmer austretenden Rauch gemischt wird. In diesem Falle wird der Rauch nach dem Passieren des zweiten Erhitzers in die seiner Temperaturhöhe entsprechende Stufe des Vorwärmers geleitet.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung weist die Anlage einen von der überschüssigen, aus dem Kühler austretenden Luft erhitzten Dampferzeuger auf. Dieser kann Turbo-Genera-

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toren speisen, welche elektrische Energie, beispielsweise für das Zerkleinern des Rohmaterials, für die Belüftung, für den Antrieb des Drehofens usw. erzeugen.

Einige nicht beschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Die Figuren 1 bis 4 der Zeichnung zeigen Schemas von

erfindungsgemäßen Anlagen.

Alle Anlagen weisen einen Yorwärmer mit. Zyklonen, eine Verbrennungskammer, einen Drehrohrofen und einen Kühler für den Klinker auf; in den Figuren 1 bis 3 ist der Kühler nicht dargestellt.

Bei der Anlage der Fig. 1 weist der Vorwärmer fünf, mit den Zahlen 1 bis 5 numerierte Zyklone auf. Das Rohmaterial wird bei A in die die Zyklone 1 und 2 verbindende leitung eingeführt, in welcher ein Gasstrom zirkuliert, der das Material in den Zyklon 1 mitnimmt. In diesem wird das Material vom Gasstrom getrennt, in die die Zyklone 2 und 3 verbindende Leitung eingeführt und in den Zyklon 2 mitgenommen· Das Material gelangt auf diese Weise nacheinander in die Zyklone 1,2, 3 und 4> dann in die Verbrennungskammer 10 und den Zyklon 5, bevor es in den Ofen 12 eingeführt wird, wobei es mit immer heißeren Gasen zusammenkommt.

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Der in den Zyklonen und den diese verbindenden Leitungen zirkulierende Gasstrom besteht aus dem Rauch des Ofens und der Verbrennungskammer.

In die Verbrennungskammer wird bei 14 Brennstoff eingespritzt und die zur Verbrennung erforderliche Luft wird durch eine Leitung 16 zugeführt. Diese Luft ist der Atmospäre entnommen und durch den Rauch in den Lufterhitzern 18,20 mit indirektem Wärmeaustausch vorgewärmt. Der Erhitzer 18 wird durch dem Auslaß des Zyklons 4 entnommenen Rauch und der Erhitzer 20 durch die gesamte Rauchmenge erwärmt, welche aus dem Vorwärmer und dem Lufterhitzer 18 austritt. Die frische Luft gelangt zuerst in den Erhitzer 20, wo sie durch Rauch mit relativ niedriger Temperatur und dann im Erhitzer 18 durch Rauch mit höherer Temperatur erwärmt wird; durch ein im Strömungssinn der Luft vor dem Erhitzer 20 angeordnetes Gebläse 22 kann die Menge und der Druck der die Verbrennungskammer speisenden Sekundärluft geregelt werden.

In einer Abwandlung könnte der im Lufterhitzer 18 verwendete Rauch dem Auslaß des Zyklons 5 oder 3 entnommen werden, wie es mit gestrichelten Linien in der Zeichnung veranschaulicht ist.

Die Lufterhitzer können aus einer Reihe von Röhren bestehen, in deren Inneren das eine der Gase zirkuliert, während das

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andere Gas die Röhren außen umströmt, oder aus einem Stapel von Platten zur Abgrenzung einer Reihe von parallelen Durchgängen, welche zur Hälfte für die Zirkulation des Rauches und zur Hälfte für die Zirkulation der Luft vorgesehen sind.

Die in Fig. 2 schematisch veranschaulichte Anlage ist zur Herstellung von Zement aus Rohstoffen bestimmt, welche Alkalien enthalten. Ihre Gestaltung ist dieselbe wie die Anlage der Fig. 1, sie weist aber dazu noch ein Reinigungssystem auf, das den Gehalt an Alkalien auf einem annehmbaren Wert halten soll.

Dieses Reinigungssystem besteht in herkömmlicher Weise aus einem Zyklon 30, der von einer relativ kleinen Rauchmenge durchströmt wird; diese ist dem Auslaß des Ofens entnommen und gekühlt, um die Kondensation der Alkalien in den Staubteilchen hervorzurufen, welche der Rauch in Form von Schwebeteilchen enthält; im Zyklon 30 werden die Alkalien enthaltenden Staubteilchen vom Rauch getrennt und abgeschieden«

Nach Austritt aus dem Zyklon 30 gelangt der Rauch in einen Kessel 32, wo er einen merklichen Teil seiner Wärme abgibt, um Dampf zu erzeugen. Der aus dem Kessel austretende Rauch ist in zwei Ströme aufgeteilt: in einen ersten Strom, der wieder in den Kreislauf zurückgeführt wird, um den Rauch vor seinem Eintritt in den Zyklon 30 zu kühlen, und in

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einen zweiten Strom, der nach Passieren eines Rauchgasreinigers 34 in den Lufterhitzer 20 zusammen mit den aus dem Vorwärmer und dem Erhitzer 18 austretenden Rauch geleitet wird.

Pig. 3 veranschaulicht eine Variante des Schemas der Pig. 2, gemäß welcher der aus dem Zyklon 30 austretende Rauch in einen Lufterhitzer 40 geleitet wird, der zwischen den Erhitzern 18 und 20 auf dem Wege des Sekundärluftstromes angeordnet ist. Wie bei der Anlage der Pig. 2, ist der aus dem Erhitzer 40 austretende Rauch in zwei Ströme geteilt: in einen, der vor dem Zyklon 30 in den Kreislauf zurückgeführt wird, und den anderen, der in den Erhitzer 20 geleitet wird.

Bei dieser Anlage ist die Temperatur der Luft beim Eintritt in den Erhitzer 18 höher als bei den Anlagen der Piguren und 2, und daher ist auch die Temperatur des diesen Erhitzer verlassenden Rauches höher. Er wird deswegen wieder in den Vorwärmer zwischen den Zyklonen 2 und 3 geleitet, anstatt mit dem Rauch am Auslaß des Vorwärmers vermischt zu werdenο

In der Anlage der Pig. 4 weist der Vorwärmer vier mit den Zahlen 1 bis 4 bezeichnete Zyklone auf, und die Verbrennungskammer ist in die Leitung 24 eingefügt, welche den letzten Zyklon 4 mit der Rauchkappe des Ofens 12 verbindet.

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Die in der Verbrennungskammer verwendete luft ist der * Atmospähre entnommen und durch, den Rauch des Ofens in den Lufterhitzern 18, 19 und 20 mit indirektem Wärmeaustausch erwärmt. Der Erhitzer 20 ist am Auslaß des Zyklons 1 angeordnet, und die Erhitzer 18 und 19 befinden sich zwischen den Zyklonen 2 und 3 bzw. 1 und 2» Die Frischluft gelangt zuerst in den Erhitzer 20 und dann in die Erhitzer 19 und 18, so daß ein Wärmeaustausch im Gegenstrom durchgeführt wird. Durch ein vor dem Erhitzer 20 angeordnetes Gebläse kann die Menge und der Druck der luft geregelt werden.

Die Erhitzer 18 und 19 sind vor der Einführungsstelle für das Material in der Leitung angeordnet, welche die Zyklone 2 und 3 bzw. 1 und 2 verbindet.

Im Ofen wird das Material durch die von einem Brenner 42 erzeugten Gase erhitzt. Nach seinem Austritt aus dem Ofen wird es im Kühler 44 durch Frischluft gekühlt. Ein Teil der aus dem Kühler austretenden warmen Luft wird als Sekundärluft im Ofen benutzt. Der andere Teil wird in einem Hückgewinnungskessel 46 verwendet, um Dampf zu erzeugen, der eine Gruppe von Turbo-Generatoren speist.

Es könnte auch ein Lufterhitzer zwischen den Zyklonen 3 und 4 vorgesehen sein, und der Vorwärmer könnte fünf statt vier Zyklone aufweisen.

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In dem im vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Verbrennungskammer, die die erforderlichen Kalorien zur Kohlensäureentziehung liefert, als der senkrechte Teil der Leitung 24 ausgebildet. Selbstverständlich ist die Erfindung aber ebenfalls anwendbar, wenn die Verbrennungskammer in anderer Weise ausgebildet und angeordnet ist, insbesondere, wenn sie nicht in den Vorwärmer eingefügt, sondern mit diesem durch eine oder mehrere Leitungen verbunden ist. Das zu kalzinierende Material kann direkt in die Verbrennungskammer oder vor ihr in den Strom der Sekundärluft oder in den Rauch des Ofens eingeblasen werden.

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Claims

28. Mai 1975 Akte; P 7846

Patentansprüche

Anlage zur Herstellung von Zement im Trockenverfahren mit einem Brennofen, einer, im Bewegungssinne des Materials gesehen, vor dem Ofen angeordneten Verbrennungskammer, mit einem Vorwärmer mit mehreren Stufen, in welchem das fein

(den Abgasen)

verteilte Material im Rauch/ des Ofens und der Verbrennungskammer im Schwebezustand gehalten ist, und mit einem Kühler für Klinker, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei Lufterhitzer mit indirektem Wärmeaustausch aufweist,'welche auf dem ^ege der die Verbrennungskammer speisenden luft hintereinander angeordnet und durch wenigstens einen Teil des Rauches aus dem Ofen und der Verbrennungskammer erwärmt werden, so daß zwischen der luft und dem Rauch ein Wärmeaustausch im Gegenstrom erfolgt, wobei wenigstens einer der lufterhitzer am Auslaß einer Zwischenstufe des Vorwärmers angeordnet ist.

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2.) Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Erhitzer, welcher die Frischluft erhält, durch den aus der, in Bewegungsrichtung des Materials gesehen, ersten Stufe des Vorwärmers austretenden Rauch erwärmt wird, während ein zweiter Erhitzer wenigstens von einem Teil des aus einer Zwischenstufe austretenden Rauches durchströmt wird.
3.) Anlage nach Anspruch 2 mit einem Vorwärmer mit Zyklonen, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lufterhitzer zu den zwei, drei oder vier ersten Zyklonen des Vorwärmers parallel geschaltet ist und nur von einem Teil des Rauches durchströmt wird, während der erste Erhitzer von der gesamten Rauchmenge durchströmt wird.
4·) Anlage nach Anspruch 2 oder 3, in welcher ein Teil des aus dem Ofen austretenden Rauches abgezogen, gekühlt und in einem Abscheider von Staub befreit wird, dadurch gekennzeichnet, daß der gereinigte Rauch in einem Kessel zur Dampferzeugung verwendet und dann in zwei Ströme aufgeteilt wird, von welchen der eine vor dem Abscheider in den Kreislauf zurückgeführt und der andere mit dem aus dem Vorwärmer austretenden Rauch gemischt wird und mit diesem den ersten Erhitzer durchströmt.
5.) Anlage nach Anspruch 2, 3 oder 4·, dadurch gekennzeichnet , daß der aus dem zweiten Erhitzer

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austretende Rauch direkt in den ersten Erhitzer geleitet wird.
6.) Anlage nach Anspruch 2, in welcher ein Teil des aus dem Ofen austretenden Rauches abgezogen, gekühlt und in einem Abscheider von Staub befreit wird, dadurch gekennzeichnet, daß der gereinigte Rauch in einem dritten, zwischen den beiden anderen Erhitzern, auf dem Wege des Luftstromes angeordneten Lufterhitzer verwendet wird und danach in zwei Ströme aufgeteilt wird, von denen der eine vor dem Abscheider wieder in den Kreislauf eingeführt und der andere mit dem aus dem Vorwärmer austretenden Rauch gemischt wird und mit diesem den ersten Erhitzer durchströmt.
7.) Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der aus dem zweiten Erhitzer austretende Rauch in den Vorwärmer geleitet wird.
8.) Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Lufterhitzer zwischen zwei Stufen des Vorwärmers angeordnet ist und von der gesamten Rauchmenge durchströmt wird.
9.) Anlage nach Anspruch 8, in welcher der Vorwärmer mit Zyklonen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Lufterhitzer in der zwei Zyklone verbindenden Leitung vor der Stelle der Einführung des Materials in diese Leitung angeordnet ist»'

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10.) Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen durch die aus dem Kühler für den Klinker austretende Luft erhitzten Kessel zur Wärmerückgewinnung aufweist.

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