DE2745425C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Kohle in einer Luftstrom-Mahltrocknungs-Anlage - Google Patents

Description

entstandene Anlageneinheit insgesamt optimale Betriebsverhältnisse, insbesondere unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit, der Betriebssicherheit und des Umweltschutzes, ergeben und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die mindestens teilweise mit Kohlenstaub beladene Mühlenabluft ungefiltert in die Kalzinierstufe eingeblasen wird, daß die Abluft vor dem Einblasen nit Kohle angel eichen wird, und daß zur Anreicherung der Abluft mindestens teilweise Grieße aus dem Luftstromsichter der Luftstrom-Mahltrocknungs-Anlage entnommen werden.

Das Einblasen d-ir ungefilterten Mühlenabluft in die Kalzinierstufe hat gegenüber Kohlenmahlanlagen, die die Mühlenabluft ganz oder teilweise in die Atmosphäre abgeben, den großen Vorteil, daß keine Filtereinrichtungen erforderlich sind. Die Mühlenabluft belastet nicht die Umwelt Der mitgeführte Kohlenstaub ist sogar ein vorteilhafter Brennstoff zum Einsatz in der Kaizinierstufe, mit dem die Drehrohrofenabgase ohne großen Aufwand auf die zur Kalzinierung erforderliche Temperatur aufgeheizt werden können.

Es kann jedoch der Fall vorliegen, daß es vorteilhaft erscheint, zur Deckung des Wärmebedarfs für mindestens einen Teil des endothermen Prozesses der Kalzinierung noch mehr zusätzlichen Brennstoff in die Kalzinierstufe einzuführen.

In diesem Falle ergibt sich mit der Erfindung die vorteilhafte Möglichkeit, daß zur Anreicherung der AbIvJt mindestens teilweise Grieße aus dem Luftstromsichter verwendet werden.

Hieraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß einerseits die Mühle von der Mahlarbeit für die Zerkleinerung dieses Grießanteils zu Staub entlastet wird und daß andererseits die Kohle in feinstückigem Zustand in die Kalzinierstufe eingeleitet wird, wodurch sich nach der Erfahrung günstige Verbrennungsverhältnisse ergeben, insbesondere dann, wenn eine allzu spontane Reaktion zwischen Brennstoff und Sauerstoff am Eintragsort vermieden werden soll und eine verzögerte Verbrennung angestrebt wird.

Es hat sich dabei als vorteilhaft herausgestellt, die Abluft mit Kohle bis zu Feststoffgehalten zwischen 30 g/m³ und 300 g/m³ anzureichern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird dabei die Anreicherung nach Maßgabe der durch die Verbrennung des Kohlegehaltes erzielten Temperaturerhöhung der Abluft vorgenommen.

Es entspricht dem Stand der Technik, bei einer mit größtmöglicher Wirtschaftlichkeit betriebenen Brennanlage zur Herstellung von Zementklinker mindestens einen Teil des Wärmebedarfs der Kalzinierstufe durch Zusatzfeuerungen im Bereich dieser Kalzinierstufe zu decken. Die Erfindung trägt hierbei der Tatsache Rechnung und geht dabei von dem Erfindungsgedanken aus, daß die Mühlenabluft, welche mit ca. 100°C sowie mit einem Anteil von Wasserdampf in der Größenordnung von 5 bis 15% anfällt, durch Verbrennung des in ihr enthaltenen Feinkohleanteils auf ein Temperaturniveau gebracht werden kann, welches dem Temperaturniveau an der Einleitungsstelle der Kalzinierstufe entspricht. Dort können beispielsweise Temperaturen zwischen 800 und 1200⁰C vorherrschen. Es wurde rechnerisch und experimentell ermittelt, daß ein Anteil von ca. 10 g hochwertigen Brennstoffs in 1 m³ Luft bei der Verbrennung eine Temperaturerhöhung des Gases um ca. 100° C bewirkt.

Auf der Grundlage dieser Überlegungen ergibt sich mit der Erfindung beispielsweise die Maßnahme Mühlenabluft mit Kohle-Feststoff-Gehalten um ca. 100 g/m³ anzureichern, um durch die Verbrennung eine mittlere Gastemperatur von annähernd 10ftj°C zu erreichen.

Erfindungsgemäß können die Grieße dem Luftstromsichter vorteilhaft mit relativ hoher Feuchtigkeit von 5% bis 8% Feuchtigkeit entnommen wercien.

Es hat sich herausgestellt, daß ein geringeres Maß von dem dem Inneren der Brennanlage zugeführten Wasserdampf die Reaktionswilligkeit der Reaktionspartner positiv beeinflußt und damit die Reaktions-Abläufe begünstigt und stabilisiert Gleichzeitig wirkt die Zugabe feuchter Grieße insofern günstig, als die Luftstrom-MahJtrocknungs-Anlage bezüglich der geforderten Trocknungsleistung entlastet wird.

Damit ergeben sich für die Wirtschaftlichkeit der Mahlanlage insbesondere optimale Verhältnisse, weil diese sowohl in bezug auf Zerkleinerungsarbeit als auch in bezug auf den notwendigen Trocknungsgrad des Endprodukts und damit insgesamt erheblich entlastet wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist beispielhaft in der Zeichnung veranschaulicht. Diese zeigt das Blockschaltbild einer Brennanlage zur Herstellung von Zementklinker mit einer Luftstrom-Mahltrocknungs-Anlage zur Versorgung der Feuerungen mit Staubkohle.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in vorteilhafter Ausgestaltung näher erläutert.

Die Anlage weist einen Drehrohrofen 1 auf, dessen Brenner 2 mit Kohlenstaub aus der Leitung 3 sowie mit Primärluft aus dem Gebläse 4 über die Leitung 5 mit dem Stellorgan 6 versorgt wird. Dem Ofen ist auf der Produkfseite der Klinkerkühler 7 nachgeschaltet, dessen Kühlluft üblicherweise als heiße Sekundärluft ganz oder überwiegend in den Drehrohrofen ί eingeführt wird. Am anderen Ende des Drehrohrofens 1 befindet sich der Ofeneinlauf 8, an den die Abgasleitung 9 angeschlossen ist, welche, wie an sich bekannt, in den Zyklon 10 des Wärmetauschersystems tangential einmündet. Daran schließen sich die mit Ziffern 11,12,13 bezeichneten Zyklone des Wärmetauschersystems an, welche zusammen mit dem Drehrohrofen 1 die Brennanlage ergeben.

Dabei bilden im vorliegenden Anlagenbeispiel die Zyklone 11, 12, 13 des Wärmetauschersystems die Vorwärmstufe, während die Kalzinierstufe den Bereich zwischen der Schnittlinie B-B und A-A, das heißt, den Zyklon 10 sowie den Teil des Drehrohrofens 1 zwischen Ofeneinlauf 8 und annähernd der Ofenmitte umfaßt.

Daran schließt sich, entgegen der Strömungsrichtung des Gases gesehen, die Sinterstufe an, welche annähernd von der Schnittlinie A-A bis zur Strahlungszone der Flamme reicht.

An dem Zwillings-Wärmetauscher, dem Zyklon 13, sind die Abgasleitungen 51, 5Γ angeschlossen und zur Saugseite des Abgas-Exhaustors 52 geführt, von wo die Abgasleitung 53 zu einer Entstaubungseinrichtung, im vorliegenden Fall dem Elektro-Filter 54, führt.

An die Abgasleitung 53 ist eine Gaszuführleitung 15 angeschlossen, welche über ein Stellorgan 16 zum Abscheidezyklon 17 führt, welcher den ausgeschiedenen Feststoff Zementrohmehl durch das Austragsorgan 18 und die Zellenradschleuse 19 zur Rohmehlaufgabe 50 der Vorwärmerstufe zurückführt. Aus dem Abscheidezyklon 17 führt eine Reingasleitung auf die Saugseite des Gebläses 20. welche das aus der Abgasleitung 53

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abgesaugte inerte Gas durch die Gaszuführleitung 21 Zur Verbesserung der Regelungsverhältnisse ist, wie

zum Mühlen-Einlaß 22 der Rohrmühle 23 leitet. bereits erwähnt, in der Abluftleitung 39 der Rohrmühle

Vorteilhaft wird die Luftstrom-Mahltrocknungs-An- 23 ein Stellorgan 56 angeordnet

lage gasseitig an die Vorwärmstufe und/oder an die Kai- Für das Verständnis der Erfindung ist es wichtig, und zinierstufe angeschlossen und von dort aus mit Inertgas 5 wird daher an dieser Stelle nochmals hervorgehoben, versorgt. Wegen der günstigen Betriebs-Voraussetzun- daß die Einleitung sowohl der Mühlenabluft als auch gen für die Luftstrom-Mahltrocknungs-Anlage kann die von Zusatzkohle, beispielsweise aus der Verbindungs-Gasentnahme an einer Stelle von relativ niedrigem leitung 30, an der gleichen Stelle oder an verschiedenen Temperaturniveau vorgesehen werden, beispielsweise anderen Stellen, beispielsweise im Bereich der gesamten durch Anzapfung der an die Vorwärmstufe anschließen- to Kalzinierstufe, vorgenommen werden kann. Dabei wird den Abgasleitung. der Feststoffgehalt an Kohle im Mühlenabgas in einer

Das entnommene Gas hat beispielsweise ein Tempe- für den Fachmann geläufigen Art und Weise, entweder raturniveau von ca. 330⁰C, es enthält annähernd 3% bis durch Vergrößerung des Abscheidungsgrades des Zy-4% freien Sauerstoff und hat einen Gehalt an CO2 in der klonabscheiders 32 und/oder durch entsprechende EinGrößenordnung von 28% bis 33%. Zur Regelung der 15 stellung des Luftstromsichters 29 beeinflußt
Inertgastemperatur kann es zweckmäßig sein, die Luft- Nach einer weiteren Ausgestaltung ist jedoch auch strom-Mahltrocknungs-Anlage gasseitig an mindestens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, zwei Stellen von unterschiedlichem Temperaturniveau daß die Vorrichtung eine Förderleitung 58 zwischen anzuschließen und die Gase zu mischen. dem Grießaustrag 55 und der Saugseite des Gebläses 38

In dieser Kondition ist das Gas sowohl vom Stand- 20 aufweist wodurch Grieße in die Abluftleitung 39 einge-

punkt der Inertisierung als auch vom Standpunkt des schleust werden können. Die Menge der Grießzufuhr

Wärmeinhalts bestens für die Verwendung in der Luft- wird mit dem Stellorgan 60 in der Förderleitung 58 ein-

strom-Mahltrocknungs-Anlage geeignet insbesondere gestellt.

wenn man berücksichtigt, daß sich ein wesentlicher Vor- Die im Blockschaltbild schematisch dargestellte AnIa-

teil mit der Erfindung dadurch ergibt, daß aus der Luft- 25 ge zeigt die wesentlichen Merkmale der Erfindung, wel-

strom-Mahltrocknungs-Anlage Grieße in feuchtem Zu- ehe darin bestehen, daß die Mahltrocknungsanlage die

stand abgezweigt und als Zusatzbrennstoff mit der Mühlenabluft ungefiltert und nach Maßgabe der beson-

Mühienabluft oder auch auf getrenntem Wege in die deren Betriebsverhältnisse gegebenenfalls sogar mit

Kalzinierstufe eingeblasen werden. mehr oder minder hoher Anreicherung an pneumatisch

Die Luftstrom-Mahltrocknungs-Anlage selbst umfaßt 30 mitgeförderter Feinkohle in die Kalzinierstufe der

_ den Rohkohlebunker 24 mit dem dosierenden Austrags- Brennanlage führt, während andererseits die Mühle

organ 25, welches Rohkohle durch die gasdichte Dop- inertes Trocknungsgas von ausreichendem Wärmein-

_ pelpendelschleuse 26 in den Mühlen-Einlaß 22 der halt bei entsprechendem Temperaturniveau einer oder

Rohrmühle 23 aufgibt mehrerer Stellen aus dem Bereich der Kalzinierstufe

In den Mühlen-Einlaß 22 mündet ferner auch die Gas- 35 und/oder Vorwärmstufe entnimmt
zuführleitung 21 für das Inertgas, während an den Müh- Dabei ergibt sich eine optimale räumliche und funklenauslaß 27 ein senkrechter Schacht 28 angeschlossen tionelle Integration der beiden als Einheit zusammenist der in den Luftstromsichter 29 mündet Dieser weist wirkenden Anlagenteile, nämlich der Luftstrom-Mahleinen Grießaustrag 55 auf, welcher über eine Förderein- trocknungs-Anlage und der Brennanlage, dadurch, daß richtung, beispielsweise in Form einer Verbindungslei- 40 die Luftstrom-Mahltrocknungs-Anlage möglichst in untung 30 mit einem darin befindlichen Stellorgan 40, mittelbarer Nähe der Vorwärmstufe angeordnet ist
Grieße in den Ofeneinlauf 8 des Drehrohrofens 1, das Dadurch ergeben sich günstige, weil kürzeste Verbinheißt in die Kalzinierstufe der Brennanlage abgibt düngen, und dies wiederum führt dazu, daß materialfüh-

Die Abluft der Rohrmühle 23, welche aus der Fertig- rende Leitungen beispielsweise mit steilem Gefälle auf

gutleitung 31 des Luftstromsichters 29 über den Zyklon- 45 kürzestem Wege als sogenannte Fall-Leitungen ausge-

abscheider 32 und die Reingasleitung 36, ein darin ange- führt sein können, wodurch die Gefahr ausgeschlossen

ordnetes Stellorgan 37 sowie schließlich durch das Ge- wird, daß sich an irgendeiner Stelle solcher Leitungen

blase 38 abgesaugt wird, wird durch die Abluftleitung Staubablagerungen bilden.

39,39' mit dem darin angeordneten Stellorgan 56 in den Die Rückführung ungefilterter Mühlenabluft erspart

Ofeneinlauf 8, also in die Kalzinierstufe, geführt Durch 50 darüber hinaus Filterkapazität und somit die Investi-

diese Maßnahme wird nicht nur eine Entstaubung dieses tionskosten des Filters sowie dessen Betriebskosten,

Gasanteils vermieden, sondern das Gleichgewicht im Wartung und Aufsicht

Gashaushalt der Brennanlage zugunsten der Kalzinier- Durch Abzweigung von Staubkohle und Kohlegrieß

stufe verbessert und somit die Wirtschaftlichkeit opti- aus dem Mahlkreislauf wird darüber hinaus, wie bereits

miert. 55 als erfindungswesentlicher Vorteil hervorgehoben, der

Der fertige Kohlenstaub wird aus dem Zyklonab- Mahlkreislauf und damit die Mühle erheblich entlastet

scheider 32 durch die Zellenradschleuse 33 mit Hilfe der was zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Gesamtan-

Fördereinrichtung 34 in den Kohlenstaubbunker 35 aus- lage nicht unerheblich beiträgt

getragen. Dieser besitzt wie an sich bekannt eine Um- Und schließlich ergibt die Lage der Luftstrom-Mahl-

wälzeinrichtung, welche das dosierende Austragsorgan 60 trocknungs-Anlage in unmittelbarer Nähe der Kalzi-

42, den Elevator 43 sowie die Materialweiche 44 und die nierstufe die unkomplizierte Möglichkeit die Mühle

Rückführleitung 45 umfaßt. mindestens teilweise als Einblasmühle für mögliche Zu-

Von der Fördereinrichtung 34 zweigt eine dosierende satzbrennstellen im Bereich der Kalzinierstufe zu be-

Entnahmevorrichtung 46 ab, welche mit der Fall-Lei- treiben, wodurch der Kalzinierungsprozeß in vorteilhaf-

tung 47 Kohlenstaub in die Staubförderanlage 48 trans- 65 ter Weise optimiert und kontrolliert werden kann.

portiert. Von dort wird der Kohlenstaub durch die Lei-

tungen 49, 3 in den Brenner 2 des Drehrohrofens 1 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

eingeblasen.

Claims (4)

1 2 tung zur Durchführung des Verfahrens. Patentansprüche: Für die Zuordnung einer entsprechenden Vorrich tung zur Trocknung und Feinmahlung von Kohle zu

1. Verfahren zur Aufbereitung von Kohle in einer einer Brennanlage der genannten Kategorie ergeben Luftstrom-Mahltrocknungs-Anlage mit getrenntem 5 sich beim Stand der Technik verschiedene Möglichkei-Austrag von Kohlenstaub und Mühlenabluft, mit ten. Beispielsweise sind Anlagen bekannt, bei welchen Rückführung der Mühlenabluft in den Brennprozeß als Standort für die Mahltrocknungsanlage einer Zefür die Feuerung einer aus Vorwärmstufe, Kalzinier- mentanlage ein Ort in der Nähe der Brennerbühne gestufe sowie Sinterstufe bestehenden Brennanlage, wählt wurde, wobei es sich anbot, die benötigte Mühleninsbesondere einer Drehrohrofenanlage zur Her- io Umluft aus dem heißen Abgas des Klinker-Kühler-Systellung von Zementklinker, dadurch gekenn- stems abzuzweigen. Eine derartige Anlage ist beispielszeichnet, daß die mindestens teilweise mit Koh- weise in dem Blockschaltbild in Abb. 14 in der Zeitlenstaub beladene Mühlenabluft ungefiltert in die schrift Zement—Kalk-Gips ZKG (1956), Heft Nr. 11, Kalzinierstufe eingeblasen wird, daß die Abluft vor Seite 491, dargestellt und beschrieben,
dem Einblasen mit Kohle angereichert wird, und daß 15 Die bekannte Anordnung ist an und für sich unkomzur Anreicherung der Abluft mindestens teilweise pliziert, robust und übersichtlich. Für ihre Anwendung Grieße aus dem Luftstromsichter der Luftstrom- ergeben sich jedoch m;mer dann Grenzen, wenn Kohle-Mahltrocknungs-Anlage entnommen werden. Sorten mit besonders hohen Anteilen an flüchtigen Be-

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- standteilen verarbeitet werden. Der Standortvorteil auf

S zeichnet, daß die Abluft mit Kohle bis zu Feststoff- 20 der Brennerseite ist aber auch dann in Frage gestellt,

^ gehalten zwischen 30 g/m³ und 300 g/m³ angerei- wenn beispielsweise auf der Seite der Kalzinierstufe Zu-

V- chert wird. Satzbrennstellen ebenfalls mit Kohle aus der Mahlanla-

:.',

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ge versorgt werden müssen.

Li dadurch gekennzeichnet, daß die Anreicherung nach Aus der DE-OS 25 41 564 ist es bekannt, eine Einblas-

;* Maßgabe der durch die Verbrennung des Kohlege- 25 mühle in Verbindung mit einer Brennanlage für feinkör-

H haltes erzielten Temperaturerhöhung der Abluft niges Gut einzusetzen, die aus Vorwärmstufe, Kalzinier-

$ vorgenommen wird. stufe und Sinterstufe besteht, und mit dem Produkt die-

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4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- ser Einblssmühle die Zweitfeuerung in der Kalzinierzo-

«; kennzeichnet, daß die Grieße dem Luftstromsichter ne zu versorgen.

ff mit relativ hoher Feuchtigkeit von 5% bis 8% ent- 30 In ZKG 1976, Heft Nr. 7, Seite 291, sind in Bild 3 die

fl nommen werden. verschiedenen Varianten von Feuerungssystemen für

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Zementdrehrohröfen in Abhängigkeit von Gas- und ί j nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- Materialfluß geordnet Daraus ist bekannt, die Mühlen- ;ii zeichnet, daß die Mahltrocknungsanlage eine Ab- abluft einer Zement-Klinker-Drehrohrofenbrennanlage ψ luftleitung (39,39') aufweist, welche in die Kalzinier- 35 zuzuführen.

W stufe (8,9,10) der Brennanlage mündet, sowie min- In Variante 3 wird die Schonung des Ventilators er-

j* destens eine Gaszuführleitung(15,21) zwischen dem reicht, indem der Kohlenstaub in einem Zyklon abge-

.£ Mühleneinlaß (22) und der Vorwärm- und/oder Kai- schieden und nach dem Gebläse wieder in den Primär-

:',:! zinierstufe sowie gegebenenfalls einer daran an- luftstrom aufgegeben wird.

^1; schließenden Abgasleitung (51,5Γ, 53), und daß eine 40 Mit Variante 5 kann der Ofen unabhängig von kleine-

■'; Fördereinrichtung in Form mindestens einer Verbin- ren Mühlenstillständen betrieben werden, da der Koh-

dungsleitung (30) zwischen dem Grießaustrag (55) lenstaub in einem Zwischenbunker gelagert wird. Die

;;_; des Luftstromsichters (29) und mindestens einer Zu- Mühlenabluft gelangt dabei während des Mahibetriebes

" satzbrennstelle im Bereich der Kalzinierstufe (8, 9, als Primärluft in den Ofen.

10) der Brennlage angeordnet ist, welche mindestens 45 Nachteilig bei diesen Einblasmühlen ohne Trennung

ein Stellorgan (40) zur Mengenregelung aufweist. von Produkt und Abluft, wie sie aus dem Stand der

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet Technik bekannt sind, ist aber, daß sie unkontrollierbar durch eine Fördereinrichtung in Form einer Förder- auf unterschiedliche Qualitäten der Rohkohle, wie leitung (58) zwischen dem Grießaustrag (55) des Brenneigenschaften, Feuchtigkeitsgehalt, Aschegehalt, Luftstromsichters (29) und der Saugseite des Geblä- 50 Schwefelgehalt usw. reagieren, und schließlich bei Stöses (38) der Abluftleitung (39) mit einem darin ange- rungen der Mühle bei einer direkten oder halbdirekten ordneten Stellorgan (60). Feuerung die Brennanlage sogar stillgesetzt werden

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, muß. Bei Lastwechsel ändert sich infolge der dem Fachdadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der oder in mann bekannten Zusammenhänge der Strömungsvorden Gaszuführleitungen (15, 21) als auch in der Ab- 55 gänge beim Sichter sowie der Zerkleinerungseinrichluftleitung(39,39')jeeinGasförder-Gebläse(20,38) tung unkontrolliert das Kornspektrum des Fertigpro- und je ein Stellorgan (16, 37,56) zur Gasmengenre- dukts zum Nachteil der Flammenform und damit der gelung vorgesehen ist. Ausbrenneigenschaft, infolgedessen auch der Qualität

des gebrannten Produktes.

60 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufberei- fahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver-

tung von Kohle in einer Luftstrom-Mahltrocknungs- fahrens zur Trocknung und Feinmahlung von Kohle für

Anlage mit getrenntem Austrag von Kohlenstaub und die Versorgung der Staubkohlefeuerungen einer aus

Mühlenabluft, mit Rückführung der Mühlenabluft in Vorwärmstufe, Kalzinierstufe sowie Sinterstufe beste-

den Brennprozeß für die Feuerung einer aus Vorwärm- 65 henden Brennanlage, insbesondere einer Drehrohrofen-

stufe, Kalzinierstufe sowie Sinterstufe bestehenden anlage zur Herstellung von Zementklinker, vorzustellen

Brennanlage, insbesondere einer Drehrohrofenanlage und die Vorrichtung in einer solchen Weise mit der

zur Herstellung von Zementklinker, sowie eine Vorrich- Brennanlage zu kombinieren, daß sich für die daraus