AT515222B1 - Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (1) zur Herstellung von Zementklinker (17), mit mehreren von Abgasen (8) durchströmten Anlagenkomponenten (2), insbesondere zumindest einen Drehrohrofen (3) zum Brennen der Rohmaterialien, eine Vorwärmstufe (5) zum Vorwärmen der Rohmaterialien im Gegenstrom zu Abgasen (8) des Drehrohrofens (3), eine Aufgabeeinrichtung (7) zur Aufgabe der Rohmaterialien in die Vorwärmstufe, eine Rohmühle (10) zum Vermahlen der Rohmaterialien, eine Steigleitung (9) für die Abgase (8) zwischen der Vorwärmstufe (5) und der Rohmühle (10), zumindest eine Filterstufe (14) zum Entstauben der Abgase (8) vor dem Austritt in die Atmosphäre und zumindest einen Kamin (16) zum Abführen der Abgase (8) in die Atmosphäre, wobei zumindest eine der Anlagenkomponenten (2) an einer den Strömungsquerschnitt eines Abgasstromes (8, 8‘, 18 oder 24) begrenzenden Oberfläche (28) zumindest ein Wärmetauscherelement (29) zur Rückgewinnung von Wärmeenergie des Abgasstromes (8, 8‘, 18 oder 24) aufweist.
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker, mit mehrerenvon Abgasströmen durchströmten Anlagenkomponenten, insbesondere zumindest einen Dreh¬rohrofen zum Brennen der Rohmaterialien, eine Vorwärmstufe zum Vorwärmen der Rohmate¬rialien im Gegenstrom zu Abgasen des Drehrohrofens, eine Aufgabeeinrichtung zur Aufgabeder Rohmaterialien in die Vorwärmstufe, eine Rohmühle zum Vermahlen der Rohmaterialien,eine Steigleitung für die Abgase zwischen der Vorwärmstufe und der Rohmühle, zumindest eineFilterstufe zum Entstauben der Abgase vor dem Austritt in die Atmosphäre und zumindest einenKamin zum Abführen der Abgase in die Atmosphäre.
[0002] Zur Herstellung von Zementklinker werden große Energiemengen eingesetzt, um dieRohmaterialmischung aus Kalkstein, Ton, Quarz und Eisenoxid zu Klinker zu brennen. DerProzess erfordert Gastemperaturen bis zu 2000°C, um den Sinterprozess durchzuführen. Beisolchen Anlagen gehen bisher üblicherweise mehr als 10 % der thermisch eingesetzten Energiedurch die Abgasströme über die Kamine und durch Wärmeleitung von verschiedensten Anla¬genteilen, wie Rohrleitungen, Zyklone, Öfen, Mühlen etc., verloren. Aus diesem Grund gibt esstarke Bestrebungen, einen Teil der Abwärme aus den Abgasen rückzugewinnen, um die Ener¬gie auf andere Prozessschritte zu übertragen oder zur Erzeugung von elektrischer Energieeinzusetzen.
[0003] Im Stand der Technik werden zu diesem Zweck Wärmetauscher zwischen aufeinander¬folgende Anlagenkomponenten geschaltet. Dafür können Rohrbündelwärmetauscher in denAbgasstrom eingesetzt werden, wobei die staubhaltigen Abgase im Mantelraum strömen unddie Rohrbündel von einem Wärmeträger, beispielsweise Thermoöl oder Wasser, durchströmtwerden. Je nach Abgasstrom müssen die Rohrbündel durch verschiedene Einrichtungen, wieKlopfwerke, Rußbläser oder Schallhörner gereinigt werden, um die Leistung des Wärmetau¬schers aufrecht zu erhalten. Das Verhalten der Staubbeläge kann je nach Rohmehl- und Ab¬gaszusammensetzung von Werk zu Werk schwanken, wodurch eine sichere Auslegung derWärmetauscher im Abgas eines Zementofens äußerst schwierig ist und dazu führt, dass extremhohe Leistungsreserven von bis zu 50 % und mehr in den vorhandenen Anlagen keine Selten¬heit sind.
[0004] Eine Wärmerückgewinnung durch Zwischenschaltung von Wärmetauschern in denAbgasstrom ist beispielsweise aus der EP 2 545 337 B1 bekannt. Bei solchen Anlagen wirddurch die kontinuierliche Entnahme von Klinker aus dem Drehrohrofen Wärme aus dem Dreh¬rohrofen abgeführt. Der etwa 1450 °C heiße Klinker wird in einem Klinkerkühler gekühlt. Ein Teilder in dem Klinkerkühler erwärmten Luft wird über einen Mittenluftabgriff aus dem Klinkerkühlerabgeführt. Die abgeführte Luft gibt nach einer Grobentstaubung durch einen Zyklon in einemWärmetauscher gespeicherte Wärme an ein Thermoöl als Wärmeträgerfluid ab. Die an dasWärmeträgerfluid übertragene Wärme wird in dieser Ausführung dazu verwendet, um in einemanderen Wärmetauscher das zu entstickende Rauchgas auf die für die Entstickung notwendigeTemperatur zu erwärmen. Der Wärmetauscher für die Klinkerkühlerabluft weist einen Einlass fürdie Abluft auf, die in dem Wärmetauscher zunächst über eine erste Leitung geleitet wird, umdas Wärmeträgerfluid, welches durch die erste Leitung strömt, zu erwärmen. Nachrangig zu derersten Leitung ist eine zweite Leitung angeordnet, über die die Abluft geleitet wird. In der zwei¬ten Leitung strömt ein weiteres Wärmeträgerfluid und wird durch die Abluft erwärmt. Die Abluftverlässt den Wärmetauscher über einen Auslass. Solche zwischengeschalteten Wärmetauschermit Ein- und Auslässen für den Abgasstrom bringen jedoch im Fall von staubbeladenen Abgas¬strömen die oben erläuterten Nachteile mit sich.
[0005] Die DE 296 08 816 U1 zielt darauf ab, die Abwärme aus der Zementklinkerproduktioneiner energetischen Verwertung im Kraftwerksprozess zuzuführen. Der Stand der Technikschlägt dafür jedoch lediglich vor, am Ende der Zementklinkerlinie einen Abhitzekessel anzu¬ordnen, dem die entstaubte Klinkerabluft zugeführt wird. Im Abhitzekessel wird diese Abluft zurErzeugung von Mitteldruckdampf genutzt, welcher einer Turbine über eine Dampfleitung zuge¬ führt wird. Daneben wird die den Abhitzekessel verlassende, noch recht heiße Abluft als Ver¬brennungsluft für den Dampfkessel genutzt.
[0006] Die WO 2011/082193 A1 beschreibt eine Zementklinkeranlage, bei welcher erhitztesGas aus einem Klinkerkühler rezykliert wird.
[0007] In der CH 689 830 A5 ist ein Verfahren zur simultanen Erzeugung von Zementklinkerund Elektrizität mittels eines Reaktorsystems mit zirkulierender Wirbelschicht gezeigt.
[0008] Die WO 2011/029690 A1 offenbart schließlich ein weiteres Verfahren zur Herstellungvon Zementklinker.
[0009] Darüber hinaus sind im Stand der Technik, beispielsweise aus der Stahlindustrie, was¬sergekühlte Rohrleitungen und Apparatewände bekannt, um die maximale Oberflächentempe¬ratur der Apparate zu begrenzen. An den Apparaten werden dabei Segmente aus Feuerfest¬steinen angebracht, in die Rohre zur Kühlung eingegossen werden. Die Dicke der Feuer¬festausmauerung kann damit deutlich reduziert werden. Das Kühlwasser wird dabei üblicher¬weise in Kühltürmen rückgekühlt und nicht genutzt, um eine Wärmerückgewinnung zu realisie¬ren. Demnach verfolgen solche Wasserkühlungen einen anderen Zweck.
[0010] Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile desStandes der Technik zu lindern bzw. zu beheben. Die Erfindung setzt sich insbesondere zumZiel, eine Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker gemäß dem Oberbegriff von Anspruch1 zu schaffen, bei welcher mit möglichst geringem baulichen Aufwand die Wärmeenergie derAbgase zumindest teilweise rückgewonnen werden soll, wobei zugleich die Störanfälligkeit derAnlage reduziert werden soll.
[0011] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0012] Erfindungsgemäß weist daher zumindest eine der Anlagenkomponenten an einer denStrömungsquerschnitt eines Abgasstromes begrenzenden Oberfläche zumindest ein Wärme¬tauscherelement zur Rückgewinnung von Wärmeenergie des Abgasstromes auf.
[0013] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher zumindest eine Anlagenkomponentean der Oberfläche, d.h. an einer die Strömung nach innen einschließenden Außenfläche, miteinem Wärmetauscherelement verbunden, das die von der Oberfläche der Anlagenkomponenteabgegebene Wärmeenergie des Abgasstromes aufnimmt, um diese Wärmeenergie einer weite¬ren Nutzung in einem Wärmeabgabeelement zuzuführen. Bevorzugt wird mit dem Wärmetau¬scherelement die Wärmeenergie von im Drehrohrofen bei der Klinkerherstellung entstehendenAbgasen rückgewonnen. Das Wärmetauscherelement kann jedoch auch zur Nutzung andererAbgasströme der Vorrichtung eingesetzt werden. Demnach ist das Wärmetauscherelementaußerhalb des Strömungsquerschnitts des Abgasstromes in der Anlagenkomponente angeord¬net. Die außenseitige Anordnung des Wärmetauscherelements hat gegenüber dem Stand derTechnik, welcher in den Abgasstrom geschaltete Wärmetauscher vorsieht, einerseits den Vor¬teil, dass der bauliche Aufwand für die Rückgewinnung der in den Abgasen gespeichertenEnergie wesentlich reduziert werden kann. Darüber hinaus ist vorteilhaft, dass die Anordnungdes Wärmetauscherelements die Klinkerherstellung selbst nicht behindern kann. Vorteilhafter¬weise können sich daher Störungen in dem außen- bzw. umfangseitigen Wärmetauscherele¬ment nicht nachteilig auf die Funktionsweise der Anlagenkomponenten auswirken, da sich dasWärmetauscherelement außerhalb des Abgasstromes befindet. Beim Stand der Technik warinsbesondere problematisch, dass sich Feststoffe, insbesondere Staub, aus dem Abgasstroman den Bauteilen der zwischengeschalteten Wärmetauscher anlegen konnten, wodurch einer¬seits die Effizienz der Wärmerückgewinnung beeinträchtigt werden kann. Andererseits könnenVerstopfungen in den Wärmetauschern zu einem Ausfall der Zementklinkeranlage führen,welcher hohe Kosten für die Wiederinbetriebnahme verursacht. Diese Nachteile können bei derErfindung zuverlässig vermieden werden, da die Anordnung des Wärmetauscherelements ander Oberfläche die Strömung der Abgase im Wesentlichen unbeeinflusst lässt. Vorteilhafter¬weise kann daher mit geringem baulichen Aufwand die Ausfallsicherheit der Anlage erhöht und die Energieeffizienz wesentlich verbessert werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßenAusführung besteht darin, dass in der Anlage bereits vorhandene Anlagenkomponenten genutztwerden können, wodurch die Herstellungskosten für die Anlage niedrig gehalten werden kön¬nen.
[0014] Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist als Anlagenkomponente mit dem Wärmetau¬scherelement eine den Abgasstrom führende Rohrleitung vorgesehen. Diese Ausführung hatden Vorteil, dass bei Zementklinkeranlagen üblicherweise bereits vorhandene Rohrleitungen,mit welchen der Abgasstrom, insbesondere die Abgase aus dem Drehrohrofen, zwischen aufei¬nanderfolgenden Anlagenkomponenten transportiert werden, zur Anordnung des Wärmetau¬scherelements genutzt werden kann. Vorteilhaft ist zudem, dass die Längserstreckung dervorhandenen Rohrleitungen zur effizienten Abgabe von Wärmeenergie an das Wärmetausche¬relement ausreichend ist. Bevorzugt ist daher, wenn sich das Wärmetauscherelement im We¬sentlichen über die ganze Länge der Rohrleitung zwischen in Strömungsrichtung aufeinander¬folgenden Anlagenkomponenten erstreckt. Weiters ist von Vorteil, dass die Rohrleitungen imVergleich zu anderen Anlagenkomponenten einfachere Geometrien aufweisen, welche dieAnordnung von Wärmetauscherelementen mit geringem baulichen Aufwand ermöglichen.
[0015] Besonders günstig ist eine Ausführung, bei welcher die Steigleitung zwischen der Vor¬wärmstufe und der Filterstufe ein Wärmetauscherelement aufweist. Die Steigleitung, auch„Down Comer Duct" genannt, verbindet das in Strömungsrichtung der Abgase gesehen aus¬gangseitige Ende der Vorwärmstufe mit der Filterstufe zum Entstauben der Abgase. DieseSteigleitung weist vorzugsweise eine Länge von 20 bis 150 Metern auf, so dass eine für denWärmeaustausch mit dem Wärmetauscherelement günstige Wärmeaustauschfläche zur Verfü¬gung steht. Darüber hinaus ermöglichen die Abgastemperaturen in der Steigleitung, welcheinsbesondere zwischen 280 und 450 0 Celsius betragen, die Rückgewinnung großer Anteile derWärmeenergie der Abgase. Weiters ist die Anordnung des Wärmetauscherelements außerhalbdes Strömungsquerschnitts der Abgase bei dieser Ausführung besonders vorteilhaft, da dieAbgasströme innerhalb der Steigleitung eine hohe Staubbeladung aufweisen, so dass die imStand der Technik übliche Zwischenschaltung von Wärmetauschern in den Abgasstrom nach¬teilig wäre. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung ist, dass der Druckverlust im Vergleich zuWärmetauschern des Standes der Technik deutlich geringer ausfällt und dass der Wärmetau¬scher selbst keine zusätzliche Grundfläche im Zementwerk verbraucht, wodurch der baulicheAufwand deutlich reduziert werden kann.
[0016] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Drehrohrofen mit einer Bypasslei¬tung für einen Teilstrom der Abgase verbunden, wobei ein Wärmetauscherelement an einemAbschnitt der Bypassleitung, insbesondere an einem Abschnitt der Bypassleitung zwischendem Drehrohrofen und einer Quenchstufe oder an einem Abschnitt der Bypassleitung zwischenzwei Quenchstufen, vorgesehen ist. Bei dieser Ausführung steht ein Abgasstrom mit einemhohen Energieinhalt zu Verfügung, sodass hohe Wärmemengen mit vergleichsweise geringerWärmetauscherfläche übertragen werden können. Im Stand der Technik kann dieser Ab¬gasstrom wegen der hohen Chloridfrachten nicht zur Wärmeübertragung genutzt werden, dakeine effiziente Technologie zur dauerhaften Reinigung der Wärmetauscherflächen unter die¬sen Bedingungen zur Verfügung steht.
[0017] Aus dem Drehrohrofen wird kontinuierlich Zementklinker abgeführt, welcher üblicher¬weise mit einem Klinkerkühler gekühlt wird. Als Kühlmittel kann bevorzugt Luft verwendet wer¬den. Bei dieser Ausführung ist es günstig, wenn ein Wärmetauscherelement an einer Wandungeiner Leitung für die Abluft eines Klinkerkühlers vorgesehen ist. Ein Vorteil dieser Ausführungs¬variante ist, dass die Abluft nicht mit einem sehr feinen und adhäsiven Staub beladen ist, der anden Wärmetauscherflächen haften bleiben könnte. Vorteilhafterweise kann daher das Wärme¬tauscherelement ohne große Leistungsreserven kompakt gebaut werden.
[0018] Um die Wärmeaustauschfläche für das Wärmetauscherelement zu erhöhen, ist es güns¬tig, wenn die Rohrleitung mehrere parallel durchströmbare Stränge aufweist, an welchen jeweilszumindest ein Wärmetauscherelement vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsvariante kann daher die üblicherweise vorhandene einstrangige Rohrleitung durch eine mehrstrangige Aus¬führung ersetzt werden, wodurch die zur Verfügung stehende Wärmeaustauschfläche zwischender Rohrleitung und dem Wärmetauscherelement entsprechend erhöht wird.
[0019] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist ein Wärmetauscherelement an derWandung zumindest eines Zyklons der Vorwärmstufe vorgesehen. Bei dieser Ausführung kön¬nen die Vorteile der Erfindung in hohem Ausmaß genutzt werden, da die Abgase im Bereich derVorwärmstufe die höchste Staubbelastung zwischen dem Drehrohrofen und dem Kamin zumAustritt in die Atmosphäre aufweisen. Darüber hinaus weisen die Abgase in der Vorwärmstufehohe Temperaturen auf, so dass durch die Anbringung des Wärmetauscherelements an derZyklonstufe vergleichsweise große Wärmeverluste vermieden werden können und der Wär¬meaustausch mit einem höheren Temperaturgradienten effizienter durchgeführt werden kann.Andererseits bringt diese Ausführung den Nachteil mit sich, dass die Anordnung des Wärme¬tauscherelements an dem Zyklon vergleichsweise hohen konstruktiven Aufwand verursacht.
[0020] Zur Erhöhung der Energieeffizienz der Anlage ist es hierbei günstig, wenn die Vorwärm¬stufe mehrere Zyklone aufweist, wobei sämtliche Zyklone mit einem Wärmetauscherelementausgestattet sind und diese untereinander verbunden sind. Demnach werden bei dieser Ausfüh¬rung alle Zyklone mit Wärmetauscherelementen ausgestattet, wodurch vorteilhafterweise diebeim Stand der Technik auftretenden Energieverluste durch Abstrahlung von Wärme über dieOberfläche der Zyklone erheblich reduziert werden.
[0021] Darüber hinaus kann es in vielen Anwendungen günstig sein, wenn ein Wärmetausche¬relement an einer Wandung des Drehrohrofens vorgesehen ist. Aufgrund der hohen Abgastem¬peraturen im Drehrohrofen treten beim Stand der Technik in diesem Bereich hohe Energiever¬luste auf, welche durch die Anbringung zumindest eines Wärmetauscherelements an der Ober¬fläche des Drehrohrofens verringert werden können.
[0022] Die gefilterten Abgase werden über einen Kamin an die Atmosphäre abgegeben, wobeidie Abgase noch eine Temperatur zwischen 80 und 250 0 Celsius aufweisen. Um diese Rest¬wärme zu nutzen, ist es günstig, wenn ein Wärmetauscherelement an einer Wandung einesKamins für die Abgase aus dem Drehrohrofen vorgesehen ist. Die Abgasströme am Kaminweisen im Vergleich zu den Abgasströmen vor der Filterstufe eine wesentlich geringere Staub¬belastung auf, so dass die Abgase prinzipiell auch durch einen im Strömungsquerschnitt ange¬ordneten Wärmetauscher gemäß Stand der Technik geleitet werden könnten. Allerdings könnenauch bei dieser Ausführung die konstruktiven Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung desWärmetauscherelements an der Oberfläche der Wandung des Kamins genutzt werden können.
[0023] Darüber hinaus ist es vielfach günstig, wenn ein Wärmetauscherelement an einer Wan¬dung eines Abluftkamins für die Abluft eines Klinkerkühlers vorgesehen ist. Diese Ausführungeignet sich insbesondere dazu, um Energie auf einem niedrigen Temperaturniveau zum Bei¬spiel für Heizzwecke auszukoppeln. Dabei sind vorteilhafterweise keine Probleme mit Tau¬punktunterschreitungen in der Abluft zu erwarten.
[0024] Zur Nutzung der vom Wärmetauscherelement aufgenommenen Wärmeenergie desAbgasstromes ist es von Vorteil, wenn als Wärmetauscherelement zumindest ein Durchflus¬selement für ein Wärmeaustauschmedium, insbesondere Wasser bzw. Wasserdampf oderThermoöl, vorgesehen ist. Bei dieser Ausführung wird daher ein Wärmeaustauschmediumdurch das Wärmetauscherelement geführt, welches über die Oberfläche der jeweiligen Anla¬genkomponente erhitzt wird. Das erhitzte Wärmeaustauschmedium kann sodann einer weiterenVerwendung zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist das Wärmetauscherelement über eineLeitung für das Wärmeaustauschmedium mit einem Wärmeabgabeelement verbunden, mitwelchem die Wärmeenergie des erhitzten Wärmeaustauschmediums an einen Verbraucherabgegeben wird.
[0025] Zur Nutzung der Wärmeenergie der Abgase ist das Wärmetauscherelement, insbeson¬dere in einem Kreislauf, bevorzugt mit einem im Strömungsquerschnitt des Abgasstromesangeordneten Wärmetauscher, insbesondere in Strömungsrichtung des Abgasstromes gesehen vor einer Entstickungsstufe, verbunden. Bei dieser Ausführung wird daher das Wärmetausche¬relement an der Ober- bzw. Außenfläche der Anlagenkomponente bevorzugt mit einem anders¬artigen Wärmetauscher verbunden, welcher, wie beim Stand der Technik üblich, in den Ab¬gasstrom geschaltet ist. Zwischen dem Wärmetauscherelement und dem Wärmetauscher kannein Wärmeaustauschmedium überden Kreislauf transportiert werden.
[0026] Zusätzlich oder alternativ kann das Wärmetauscherelement, insbesondere in einemweiteren Kreislauf, welcher einen weiteren Wärmetauscher aufweisen kann, mit einer Turbinezur Erzeugung von elektrischer Energie verbunden sein. Bei dieser Ausführung wird daher dieWärmeenergie des Abgasstromes von dem Wärmeaustauschmedium des Wärmetauscherele¬ments aufgenommen und mittels einer Turbine in elektrische Energie umgewandelt.
[0027] Zur Erzielung eines effizienten Wärmeübergangs zwischen dem Abgasstrom und demWärmeaustauschmedium ist es günstig, wenn die Anlagenkomponente, insbesondere eineRohrleitung, mehrere Wärmetauscherelemente aufweist, welche bevorzugt in regelmäßigenAbständen am Umfang der Anlagenkomponente verteilt angeordnet sind. Demnach werdenbevorzugt mehrere Wärmetauscherelemente an der Außenseite der Anlagenkomponente,außerhalb des Strömungsquerschnitts der Abgase angebracht. Beim Durchströmen der Anla¬genkomponente erhitzt der Abgasstrom das Wärmeaustauschmedium, welches die Wärmetau¬scherelemente an der Oberfläche der Anlagenkomponente durchströmt. Bevorzugt sind dieWärmetauscherelemente in gleichmäßigen Winkelabständen am Umfang der Anlagenkompo¬nente angebracht, wodurch die Wärmeenergie des Abgasstromes mit hohem Wirkungsgrad aufdas Wärmeaustauschmedium der Wärmetauscherelemente übertragen werden kann.
[0028] Der Wärmeaustausch kann besonders effizient gestaltet werden, wenn die Anlagen¬komponente eine Wandung mit einem mehreckigen, insbesondere vieleckigen, Querschnittaufweist, wobei an den Ecken des mehreckigen Querschnitts der Wandung Wärmetausche¬relemente angeordnet sind. Bei dieser Ausführung ist es günstig, wenn die Wandung der Anla¬genkomponente einteilig mit den Wärmetauscherelementen gebildet ist. Vorteilhafterweisewerden die Wärmetauscherelemente auf diese Weise in die Anlagenkomponente integriert.Bevorzugt weist die Wandung eine Querschnittsfläche entsprechend einem regelmäßigenVieleck auf, welches an den Ecken die Wärmetauscherelemente aufweist. Diese prismenförmi¬ge Ausführung birgt fertigungstechnische Vorteile.
[0029] Um eine vorhandene Anlagenkomponente mit dem Wärmetauscherelement nachrüstenzu können, ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Wärmetauscherelement insbesonderean der Außenseite einer in Umfangsrichtung geschlossenen Wandung der Anlagenkomponentebefestigt ist. Bei dieser Ausführung wird daher das Wärmetauscherelement außenseitig an derbereits vorhandenen Wandung der Anlagenkomponente angebracht. Zur Befestigung desWärmetauscherelements können Schweißverbindungen vorgesehen sein.
[0030] Besonders bevorzugt ist eine konstruktiv einfache, kostengünstige Ausführung, beiwelcher das Wärmetauscherelement als Rohrelement, insbesondere Halbrohrelement oderVollrohrelement, ausgebildet ist. Das Rohrelement kann, vorzugsweise mittels einer Schwei߬verbindung, an der Außenseite der Wandung der Anlagenkomponente befestigt sein. Bevorzugtwerden mehrere solche rohrförmigen Wärmetauscherelemente außenseitig an der Anlagen¬komponente angebracht. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die vorhandenen Anlagen mitgeringen Kosten mit den Wärmetauscherelementen nachgerüstet werden können. Darüberhinaus können solche Rohrelemente auch bei Ausführungen verwendet werden, bei welchendie Wärmetauscherelemente in die Anlagenkomponente integriert sind, d.h. einen Teil derWandung der Anlagenkomponente bilden. Als Rohrelement kann einerseits ein Vollrohrelementverwendet werden, das eine in Umfangrichtung geschlossene Rohrwand aufweist. Alternativkann ein Halbrohrelement vorgesehen sein, dessen Öffnung der Anlagenkomponente zuge¬wandt ist.
[0031] Die Montage des Wärmetauscherelements kann besonders einfach gestaltet werden,wenn das Rohrelement in Längsrichtung der Anlagenkomponente angeordnet ist. Bevorzugtsind mehrere, insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Wärmetausche¬ relemente vorgesehen, welche insbesondere in regelmäßigen Winkelabständen am Umfang derAnlagenkomponente angebracht sind.
[0032] Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführung ist das Rohrelement in Form einerSchraubenlinie an der Wandung der Anlagenkomponente angeordnet. Demnach ist dasRohrelement bei dieser Ausführung helixartig um die insbesondere rohrförmige Anlagenkompo¬nente gewunden.
[0033] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist als Wärmetauscherelement ein dieAnlagenkomponente in Umfangsrichtung umschließendes Hülsenelement vorgesehen. Wenneine rohrförmige Anlagenkomponente vorgesehen ist, bilden die Anlagenkomponente und dasWärmetauscherelement bei dieser Ausführung ein Doppelrohr. Das Wärmeaustauschmediumströmt hierbei im Zwischenraum zwischen der Außenseite der rohrförmigen Anlagenkomponen¬te und der Innenseite des Hülsenelements. Vorteilhaftenweise wird hiermit eine besondersgroße Wärmeaustauschfläche geschaffen.
[0034] Um den Wärmeaustausch zu verbessern, ist es weiters von Vorteil, wenn das zumindesteine Wärmetauscherelement mit einem insbesondere im Wesentlichen in radialer Richtung inden Strömungsquerschnitt des Abgasstromes ragenden, in Längsrichtung der Anlagenkompo¬nente erstreckten Rippenelement verbunden ist. Bevorzugt sind mehrere Rippenelementevorgesehen, welche in Längsrichtung der Anlagenkomponente, d.h. in Strömungsrichtung derAbgase, orientiert sind. Durch die Verwendung dünnwandiger Rippenelemente, welche in Strö¬mungsrichtung erstreckt sind, wird die Strömung der Abgase nicht merklich beeinflusst. DieseAusführung unterscheidet sich daher grundlegend von Wärmetauschern, welche in den Strö¬mungsquerschnitt der Abgase geschaltet sind.
[0035] Zum Schutz vor Abrasion bzw. Korrosion ist es günstig, wenn die Anlagenkomponentemit dem Wärmetauscherelement an der dem Abgasstrom zugewandten Innenseite eine feuer¬feste Auskleidung oder ein Verschleißschutzelement aufweist. Diese Ausführung ist insbeson¬dere dann günstig, wenn das Wärmetauscherelement an einer Anlagenkomponente vorgese¬hen ist, bei welcher der Abgasstrom eine hohe Staubbeladung und/oder hohe Temperaturenaufweist. Vorteilhafterweise ist hiermit die Werkstoffauswahl für die Wärmetauscherelementeweniger kritisch. Die Auskleidung kann beispielsweise auf die Innenseiten von rohrförmigenWärmetauscherelementen geklebt werden. Auch bei dieser Ausführung können Rippenelemen¬te an den Wärmetauscherelementen vorgesehen sein, welche in die Auskleidung bzw. in dasVerschleißschutzelement, nicht aber in den Strömungsquerschnitt der Abgase ragen.
[0036] Um die Funktion des Wärmetauscherelements im Betrieb dauerhaft zu gewährleisten, istes günstig, wenn die das Wärmetauscherelement aufweisende Anlagenkomponente mit einerEinrichtung zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponente von Ablagerungen von imdem Abgasstrom mitgeführten Feststoffen verbunden ist.
[0037] Die Einrichtung zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponente von Ablagerungenkann durch zumindest ein mechanisches Klopfwerk gebildet sein.
[0038] Darüber hinaus kann die Einrichtung zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkompo¬nente von Ablagerungen durch zumindest eine Komponente zur Erzeugung von Schallwellen,beispielsweise durch ein Schallhorn, gebildet sein.
[0039] Weiters kann die Einrichtung zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponente vonAblagerungen durch zumindest ein mit Dampf oder Druckluft beaufschlagbares Blasrohr gebil¬det sein.
[0040] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugtenAusführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. ImEinzelnen zeigen in der Zeichnung: [0041] Fig. 1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Ze¬ mentklinker aus Rohmehl, bei welcher zumindest eine der Anlagenkomponen¬ten an einer den Strömungsquerschnitt der Abgase nach innen begrenzenden
Oberfläche ein Wärmetauscherelement zur Rückgewinnung von Wärmeener¬gie der Abgase aufweist; [0042] Fig. 2 ein Schema einer aus mehreren Zyklonen aufgebauten Vorwärmstufe der
Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei zumindest einer der Zyklone an der Oberflä¬che ein Wärmetauscherelement aufweist; [0043] Fig. 3 schematisch einen Querschnitt durch eine Rohrleitung, beispielsweise die
Steigleitung zwischen der Vorwärmstufe und der Filterstufe, welche prismen¬förmig mit mehreren Wärmetauscherelementen am Umfang ausgebildet ist; [0044] Fig. 4 schematisch eine Fig. 3 entsprechende Querschnittsansicht einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung, wobei zusätzlich Rippenelemente von denWärmetauscherelementen nach innen, in den Strömungsquerschnitt der Ab¬gase ragen; [0045] Fig. 5 schematisch eine Fig. 3, 4 entsprechende Querschnittsansicht einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung, wobei in der gezeigten Ausführung an der In¬nenseite der Rohrleitung eine feuerfeste Auskleidung vorgesehen ist; [0046] Fig. 6 schematisch eine Fig. 3 bis 5 entsprechende Querschnittsansicht einer weite¬ ren Ausführungsform der Erfindung, wobei als Wärmetauscherelement ein dieRohrleitung umgebendes Hülsenelement vorgesehen ist; [0047] Fig. 7 schematisch eine Querschnittsansicht der Ausführung gemäß Fig. 6, wobei zusätzlich von der Rohrwandung nach innen abstehende Rippenelementevorgesehen sind; [0048] Fig. 8 schematisch eine Querschnittsansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 6, wobei in der gezeigten Ausführung an der Innenseite der Rohrleitung einefeuerfeste Auskleidung vorgesehen ist; [0049] Fig. 9 schematisch eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung, bei welcher Wärmetauscherelemente an der Außenseite einer inUmfangrichtung geschlossenen Wandung der Rohrleitung angebracht sind;und [0050] Fig. 10 schematisch einen Längsschnitt einer Rohrleitung, welche mit einer Einrich¬ tung zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponente von Ablagerungenvon in den Abgasen mitgeführten Feststoffen verbunden ist.
[0051] In Fig. 1 ist ein Fließschema einer Vorrichtung 1 zur Herstellung von Zementklinker ausRohmehl gezeigt, welche im Stand der Technik an sich bekannte Anlagenkomponenten 2 auf¬weist. Die Vorrichtung 1 weist insbesondere einen Drehrohrofen 3 auf, in welchem die Rohstof¬fe zur Herstellung des Zementklinkers gebrannt werden. Der Drehrohrofen 3 ist zwischen einemKlinkerkühler 4 und einer Vonwärmstufe 5 angeordnet. Die Vorwärmstufe 5 weist mehrere Zyk¬lone 6 auf, mit welchen die Rohstoffe vorgewärmt werden. Zu diesem Zweck werden die Roh¬stoffe über eine Materialaufgabe 7 in die Vorwärmstufe 5 aufgegeben. Nach dem Gegenstrom¬prinzip gelangt das Rohmaterial in den Drehrohrofen 3, wohingegen die bei der Verbrennungentstehenden Abgase bzw. Rauchgase 8 gegen den Strom des Rohmaterials durch die Vor¬wärmstufe 5 strömen. Die Materialien werden dabei von den Zyklonen 6 abgeschieden, auf biszu 800 °C aufgeheizt und in Richtung des Drehrohrofens 3 transportiert. Das Abgas 8 wirdgleichzeitig von ca. 850 Ό auf 300 bis 400°C abgekühlt. Bevor die Rohmaterialien in den Dreh¬rohrofen 3 gelangen, ist in modernen Anlagen ein sogenannter Calzinator (nicht eingezeichnet)eingebaut, der über eine separate Feuerung verfügt und die Aufgabe hat, den Kalkstein durchhohe Temperaturen und ausreichend Verweilzeit zu entsäuern. Im Drehrohrofen 3 werden dieRohstoffe weiter aufgeheizt und schließlich bei Materialtemperaturen von bis zu 1600°C zuKlinker gesintert, wobei sich dabei typische Klinkerphasen (Calcium-Aluminium-Silikate) bilden.
[0052] Nach der Vonwärmstufe 5 gelangen die Abgase 8 über eine Steigleitung 9 in eine Roh¬mühle 10, in welcher frisches Rohmaterial 11 vor dem Einsatz im Prozess vermahlen und ge¬ trocknet wird. Die Abgase 8, welche mit einer Temperatur von 280 bis 450°C aus der Vorwärm¬stufe austreten, werden zur Trocknung der Rohmaterialien und Brennstoffe in der Rohmühle 10eingesetzt. Entstehendes Rohmehl 12 wird einem Homogenisierungssilo 13 zugeführt, welchesmit der Materialaufgabe 7 für die Vorwärmstufe 5 verbunden ist. Die Abgase 8 werden nachdem Durchströmen der Rohmühle 10 in eine Filterstufe 14 geleitet und entstaubt. Die Filterstufe14 kann durch Schlauchfilter oder Elektrofilter gebildet sein. Abgeschiedener Filterstaub 15 wirdin das Homogenisierungssilo 13 geleitet. Nach der Filterstufe 14 gelangen die entstickten undentstaubten Abgase 8 über einen Kamin 16 in die Atmosphäre.
[0053] Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, wird aus dem Drehrohrofen 3 Klinker 17 abgeführt,welcher in dem Klinkerkühler 4 mit Frischluft auf bis zu 200°C gekühlt wird. Ein Großteil derFrischluft wird im Prozess als Sekundär- und Tertriärluft für die Verbrennung verwendet und einTeil verlässt den Klinkerkühler als Abluft 18 mit Temperaturen zwischen 200 und 500 °C. DieAbluft 18 wird in einen Abluftfilter 19 geleitet, bevor die gefilterte Abluft 18 über einen Abluftka¬min 20 in die Atmosphäre abgegeben wird.
[0054] In modernen Zementwerken werden zunehmend konventionelle Brennstoffe wie Kohle¬staub, Erdgas oder Heizöl durch alternative Brennstoffe ersetzt. Der vermehrte Einsatz vonalternativen Brennstoffen führt dazu, dass sich die Konzentrationen von Alkalien oder Chloridenim Produktionsprozess erhöhen. Die physikalischen Eigenschaften der Chloridverbindungenführen dazu, dass sie in heißen Bereichen des Ofens verdampfen und mit dem Abgas in kältereZonen transportiert werden, wo sie wiederum am Heißmehl kondensieren können. In weitererFolge bilden sich Chloridkreisläufe auf, die zu Verstopfungen in den Rohrleitungen führen kön¬nen. Um die Chloridfrachten abzubauen, weist die Vorrichtung 1 einen Chloridbypass 21 auf,welchem ein Teil 8' des aus dem Drehrohrofen 3 austretenden Rauchgases mit einer Tempera¬tur von beispielsweise ca. 1000 °C zugeführt wird. Das heiße Abgas 8’ wird in einer Quenchstu-fe 22 mit Frischluft 23 auf ca. 400°C gekühlt. Die Chloride sind nun vorwiegend am Staub ge¬bunden und werden mit Mischgas 24 in eine zweite Quenchstufe 25 geleitet, mit welcher dieTemperatur der Abgase 8 weiter abgesenkt wird, um eine effiziente Entstaubung in einemSchlauch- oder Elektrofilter 26 bei Temperaturen unterhalb von 250°C zu ermöglichen. Dasgereinigte Abgas 24 in einer Leitung 27 kann dann über einen eigenen Kamin oder über denKamin 16 des Drehrohrofens 3 abgeleitet werden.
[0055] Um die von den Anlagenkomponenten 2 abgegebene Wärmeenergie zu nutzen, weist inder gezeigten Ausführung zumindest eine der Anlagenkomponenten 2 an einer den Strö¬mungsquerschnitt der Abgase nach innen begrenzenden Oberfläche 28, d.h. an einer Wärmean die Umgebung abgebenden Außenfläche, zumindest ein Wärmetauscherelement 29 zurRückgewinnung von Wärmeenergie der Abgase 8 auf.
[0056] Zur Anordnung des Wärmetauscherelements 29 kommen verschiedene Anlagenkompo¬nenten 2 in Betracht, wobei insbesondere eine die Abgase 8, 8', 18 oder 24 führende, im Be¬triebschema der Vorrichtung bereits vorhandene Rohrleitung 30 mit dem Wärmetauscherele¬ment 29 ausgestattet wird.
[0057] Gemäß Fig. 1 wird die Steigleitung 9 zwischen der Vorwärmstufe 5 und der Rohmühle10 mit dem Wärmetauscherelement 29 ausgestattet. Die Steigleitung 9 kann hierbei in mehrereparallel durchströmbare Stränge aufgeteilt werden, wobei an jedem Strang zumindest ein Wär¬metauscherelement 29 vorgesehen ist (nicht gezeigt).
[0058] Weiters kann ein Wärmetauscherelement 29 an einem Abschnitt der Bypassleitung 21zwischen dem Drehrohrofen 3 und einer Quenchstufe 22 oder an einem Abschnitt 21’ der By¬passleitung 21 zwischen zwei Quenchstufen 22, 25, vorgesehen sein (nicht gezeigt). Weiterskann ein Wärmetauscherelement 29 an der Wandung einer Leitung 32 für die Abluft des Klin¬kerkühlers 4 vorgesehen sein (nicht gezeigt).
[0059] Demnach kommen zur Anordnung des Wärmetauscherelements 29 insbesondere diediversen Rohrleitungen 30, insbesondere die Steigleitung 9, die Bypassleitung 21 bzw. 21' oderdie Leitung 32 für die Abluft des Klinkerkühlers, in Betracht.
[0060] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann das Wärmetauscherelement 29 an der Wandung 31zumindest eines der Zyklone 6 vorgesehen sein. Andererseits können auch sämtliche Zyklone 6mit Wärmetauscherelementen 29 ausgestattet sein, die miteinander verbunden sein können(nicht gezeigt).
[0061] In einer weiteren Ausführungsform sind Wärmetauscherelemente 29 an Wandungen desDrehrohrofens 3, des Kamins 16 für die Abgase 8 aus dem Drehrohrofen 3 und/oder des Ab¬luftkamins 20 für die Abluft des Klinkerkühlers 4 vorgesehen (nicht gezeigt).
[0062] Die Wärmetauscherelemente 29 sind in der gezeigten Ausführung als Durchflussele¬mente ausgebildet, welche von einem die Wärmeenergie der Abgase 8 aufnehmenden Wär¬meaustauschmedium 39, insbesondere Wasser bzw. Wasserdampf oder Thermoöl, durchströmtwerden.
[0063] Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Wärmetauscherelement 29 der Steigleitung 9 in einemKreislauf 33 mit einem Wärmeabgabeelement 34 verbunden. Als Wärmeabgabeelement 34kann einerseits ein im Strömungsquerschnitt der Abgase 8 angeordneter Wärmetauscher vor¬gesehen sein, welcher beispielsweise in Strömungsrichtung der Abgase 8 gesehen vor einerEntstickungsstufe (nicht gezeigt) der Vorrichtung 1 angeordnet ist. Andererseits kann das Wär¬meabgabeelement 34 eine Turbine zur Erzeugung von elektrischer Energie aufweisen.
[0064] In den Fig. 3 bis 8 sind bevorzugte Ausführungen der Wärmetauscherelemente 29 ge¬zeigt, welche für einen Einsatz an der Oberfläche der Rohrleitungen 30 eingerichtet sind. DieRohrleitungen 30 werden gemäß Fig. 3 bis 8 von Abgasen 8 („A") des Drehrohrofens durch¬strömt; die gezeigte Ausführung kann jedoch auch für andere Abgasströme, beispielsweise dieAbluft des Klinkerkühlers, verwendet werden. Selbstverständlich können entsprechende Wär¬metauscherelemente 29 mit geringfügigen baulichen Änderungen bei den übrigen Anlagen¬komponenten 2 eingesetzt werden.
[0065] Gemäß Fig. 3 weist die Rohrleitung 30 mehrere Wärmetauscherelemente 29 auf, welchein regelmäßigen Abständen am Umfang der Rohrleitung 30 angeordnet sind. Zu diesem Zweckweist die Rohrleitung in der gezeigten Ausführung eine den Strömungsquerschnitt begrenzendeOberfläche 28 mit einem mehreckigen, insbesondere vieleckigen, Querschnitt auf, so dass dieRohrleitung prismenförmig ausgebildet ist. An den Ecken des mehreckigen Querschnitts derRohrleitung 30 sind jeweils Wärmetauscherelemente 29 angeordnet. Die Wärmetauscherele¬mente 29 sind mit Stegen 34 verbunden. In der gezeigten Ausführung erstrecken sich die Wär¬metauscherelemente 29 in Längsrichtung der Rohrleitung 30, d.h. in Strömungsrichtung derAbgase 8.
[0066] Gemäß Fig. 4 sind die Wärmetauscherelemente 29 im Wesentlichen in radialer Richtungin den Strömungsquerschnitt der Abgase 8 ragende, in Längsrichtung der Rohrleitung 30 er¬streckte Rippenelemente 35 verbunden.
[0067] Gemäß Fig. 5 weist die Rohrleitung 30 mit den Wärmetauscherelementen 29 an der denAbgasen 8 zugewandten Innenseite eine feuerfeste oder verschleißfeste Auskleidung 36 auf.
[0068] Gemäß Fig. 6 ist als Wärmetauscherelement 29 ein die Rohrleitung 30 in Umfangsrich¬tung umschließendes Hülsenelement 37 vorgesehen, so dass zwischen der Rohrleitung 30 unddem Hülsenelement 37 ein Strömungskanal 38 für das Wärmeaustauschmedium gebildet ist.
[0069] Die Ausführungsform der Fig. 7 unterscheidet sich dadurch von jener der Fig. 6, dassvon der Oberfläche 28 der Rohrleitung 30 radial nach innen ragende Rippenelemente 35 vorge¬sehen sind.
[0070] Die Ausführungsform der Fig. 8 unterscheidet sich dadurch von jener der Fig. 6, dass ander Innenseite der Rohrleitung 30 eine feuerfeste Auskleidung 36 vorgesehen ist.
[0071] Gemäß Fig. 9 sind die Wärmetauscherelemente 29 an der Außenseite einer in Umfangs¬richtung geschlossenen, die Oberfläche 28 aufweisenden Wandung der Rohrleitung 30 befes¬tigt. Bei dieser Ausführung können daher die vorhandenen Rohrleitungen 30 mit den Wärme¬tauscherelementen 29 nachgerüstet werden. Wie in Fig. 3 bis 5 sind die Wärmetauscherele¬ mente 29 als Rohrelemente, in der gezeigten Ausführung als Vollrohrelemente, ausgebildet. DieWärmetauscherelemente 29 sind, vorzugsweise mittels Schweißverbindungen, an der Außen¬seite der Rohrleitung 30 angebracht. In der gezeigten Ausführung erstrecken sich die Wärme¬tauscherelemente 29 in Längsrichtung der Rohrleitung 2. Alternativ kann ein Wärmetausche¬relement 29 in Form einer Schraubenlinie an der Wandung der Rohrleitung 30 angeordnet sein.
[0072] Wie aus Fig. 10 ersichtlich, kann die das Wärmetauscherelement 29 aufweisende Anla¬genkomponente 2 mit einer Einrichtung 40 zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponen¬te 2 von Ablagerungen von in den Abgasen mitgeführten Feststoffen verbunden sein. Die Ein¬richtung 40 ist in der gezeigten Ausführung durch mehrere mechanische Klopfwerke 41 gebil¬det, welche insbesondere in regelmäßigen Abständen an der Rohrleitung 30 vorgesehen sind.Darüber hinaus ist eine Einrichtung 42 zur Erhöhung der Turbulenz im Abgasstrom vorgesehen.Das Wärmeträgermedium 39 durchströmt das Wärmetauscherelement 29, das in der gezeigtenAusführung als Zwischenraum zwischen der inneren Wandung mit der Oberfläche 28 und derRohrleitung 30 gebildet ist.
Claims (27)
- Patentansprüche 1. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Zementklinker (17), mit mehreren von Abgasströmen(8, 8', 18 oder 24) durchströmten Anlagenkomponenten (2), insbesondere zumindest einenDrehrohrofen (3) zum Brennen der Rohmaterialien, eine Vorwärmstufe (5) zum Vorwärmender Rohmaterialien im Gegenstrom zu Abgasen (8) des Drehrohrofens (3), eine Aufgabe¬einrichtung (7) zur Aufgabe der Rohmaterialien in die Vorwärmstufe, eine Rohmühle (10)zum Vermahlen der Rohmaterialien, eine Steigleitung (9) für die Abgase (8) zwischen derVorwärmstufe (5) und der Rohmühle (10), zumindest eine Filterstufe (14) zum Entstaubender Abgase (8) vor dem Austritt in die Atmosphäre und zumindest einen Kamin (16) zumAbführen der Abgase (8) in die Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass zumindesteine der Anlagenkomponenten (2) an einer den Strömungsquerschnitt eines Abgasstromes(8, 8', 18 oder 24) begrenzenden Oberfläche (28) zumindest ein Wärmetauscherelement(29) zur Rückgewinnung von Wärmeenergie des Abgasstromes (8, 8', 18 oder 24) auf¬weist.
- 2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Anlagenkomponente (2) mit dem Wärmetauscherelement (29) eine den Abgasstrom (8, 8', 18 oder 24) führendeRohrleitung (30) vorgesehen ist.
- 3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleitung (9)zwischen der Vonwärmstufe (5) und der Rohmühle (10) ein Wärmetauscherelement (29)aufweist.
- 4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (3) mit einer Bypassleitung (21) für einen Teilstrom der Abgase (8) verbunden ist, wobei einWärmetauscherelement (29) an einem Abschnitt (21) der Bypassleitung (21), insbesonderean einem Abschnitt der Bypassleitung (21) zwischen dem Drehrohrofen (3) und einerQuenchstufe (22) oder an einem Abschnitt (21') der Bypassleitung (21) zwischen zweiQuenchstufen (22, 25), vorgesehen ist.
- 5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass einWärmetauscherelement (29) an einer Wandung einer Leitung (32) für die Abluft (18) einesKlinkerkühlers (4) vorgesehen ist.
- 6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieRohrleitung (30) mehrere parallel durchströmbare Stränge aufweist, an welchen jeweilszumindest ein Wärmetauscherelement (29) vorgesehen ist.
- 7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einWärmetauscherelement (29) an der Wandung zumindest eines Zyklons (6) der Vorwärm¬stufe (5) vorgesehen ist.
- 8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmstufe meh¬rere Zyklone (6) aufweist, wobei sämtliche Zyklone (6) mit einem Wärmetauscherelement(29) ausgestattet sind und diese untereinander verbunden sind.
- 9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einWärmetauscherelement (29) an einer Wandung des Drehrohrofens (3) vorgesehen ist.
- 10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einWärmetauscherelement (29) an einer Wandung eines Kamins (16) für die Abgase (8) ausdem Drehrohrofen (3) vorgesehen ist.
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass einWärmetauscherelement (29) an einer Wandung eines Abluftkamins (20) für die Abluft einesKlinkerkühlers (3) vorgesehen ist.
- 12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass alsWärmetauscherelement (29) zumindest ein Durchflusselement für ein Wärmeaustausch¬medium (39), insbesondere Wasser bzw. Wasserdampf oder Thermoöl, vorgesehen ist.
- 13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dasWärmetauscherelement (29), insbesondere in einem Kreislauf (33), mit einem im Strö¬mungsquerschnitt des Abgasstromes angeordneten Wärmetauscher (34), insbesondere inStrömungsrichtung des Abgasstromes gesehen vor einer Entstickungsstufe, verbunden ist.
- 14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dasWärmetauscherelement (29), insbesondere in einem weiteren Kreislauf, welcher einen wei¬teren Wärmetauscher aufweisen kann, mit einer Turbine zur Erzeugung von elektrischerEnergie verbunden ist.
- 15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieAnlagenkomponente (2), insbesondere eine Rohrleitung (30), mehrere Wärmetausche¬relemente (29) aufweist, welche bevorzugt in regelmäßigen Abständen am Umfang der An¬lagenkomponente (2) verteilt angeordnet sind.
- 16. Vorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenkompo¬nente (2) eine Wandung (28) mit einem mehreckigen, insbesondere vieleckigen, Quer¬schnitt aufweist, wobei an den Ecken des mehreckigen Querschnitts der Wandung (28)Wärmetauscherelemente (29) angeordnet sind.
- 17. Vorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eineWärmetauscherelement (29) insbesondere an der Außenseite einer in Umfangsrichtunggeschlossenen, die Oberfläche (28) aufweisenden Wandung der Anlagenkomponente (2)befestigt ist.
- 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass dasWärmetauscherelement (29) als Rohrelement, insbesondere Halbrohrelement oder Voll¬rohrelement, ausgebildet ist.
- 19. Vorrichtung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement inLängsrichtung der Anlagenkomponente (2) angeordnet ist.
- 20. Vorrichtung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement inForm einer Schraubenlinie an der Wandung der Anlagenkomponente (2) angeordnet ist.
- 21. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass alsWärmetauscherelement (29) ein die Anlagenkomponente (2) in Umfangsrichtung um¬schließendes Hülsenelement (37) vorgesehen ist.
- 22. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass daszumindest eine Wärmetauscherelement (29) mit einem insbesondere im Wesentlichen inradialer Richtung in den Strömungsquerschnitt des Abgasstromes (8, 8', 18, 24) ragenden,in Längsrichtung der Anlagenkomponente (2) erstreckten Rippenelement (35) verbundenist.
- 23. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dieAnlagenkomponente (2) mit dem Wärmetauscherelement (29) an der dem Abgasstrom (8,8', 18, 24) zugewandten Innenseite eine feuerfeste Auskleidung oder ein Verschleißschut¬zelement (36) aufweist.
- 24. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass diedas Wärmetauscherelement (29) aufweisende Anlagenkomponente (2) mit einer Einrich¬tung (40) zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponente (2) von Ablagerungen vonim Abgasstrom mitgeführten Feststoffen verbunden ist.
- 25. Vorrichtung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (40)zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponente von Ablagerungen durch zumindestein mechanisches Klopfwerk (41) gebildet ist.
- 26. Vorrichtung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (40)zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponente (2) von Ablagerungen durch zumin¬dest eine Komponente zur Erzeugung von Schallwellen, beispielsweise durch ein Schall¬horn, gebildet ist.
- 27. Vorrichtung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (40)zur Befreiung der Innenseite der Anlagenkomponente (2) von Ablagerungen durch zumin¬dest ein mit Dampf oder Druckluft beaufschlagbares Blasrohr gebildet ist. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
DE29608816U1 (de) * | 1996-05-15 | 1996-08-01 | Deutsche Babcock Babcock Lentjes Kraftwerkstechnik GmbH Standort Berlin, 10407 Berlin | Anordnung zur Nutzung der Abwärme von Zementklinkerlinien |
CH689830A5 (de) * | 1998-09-02 | 1999-12-15 | Zappa Luzius | Integriertes Verfahren der simultanen Erzeugung von Zement-Klinker und Elektrizitaet. |
WO2011029690A1 (de) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | Khd Humboldt Wedag Gmbh | Verfahren zur herstellung von zement mit abtrennung von co2 |
WO2011082193A1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | Flsmidth A/S | Integrated material cooler and heat recovery exchanger apparatus and process |
-
2013
- 2013-12-20 AT ATA50846/2013A patent/AT515222B1/de not_active IP Right Cessation
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AT515222A1 (de) | 2015-07-15 |
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