BE1029244B1 - Device and method for the thermal treatment of a mineral starting material - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines mineralischen Edukts, wobei die Vorrichtung einen Calcinator (110) aufweist, wobei der Calcinator (110) wenigstens einen ersten Calcinatorabschnitt (10) und einen zweiten Calcinatorabschnitt (20) aufweist, wobei der erste Calcinatorabschnitt (10) senkrecht angeordnet ist, wobei der zweite Calcinatorabschnitt (20) schräg angeordnet ist, wobei der zweite Calcinatorabschnitt (20) einen Winkel α zwischen der Horizontalen und der Strömungsrichtung des zweiten Calcinatorabschnitts (20) aufweist, wobei der Winkel α zwischen 20 ° und 80 ° liegt, wobei der erste Calcinatorabschnitt (10) einen ersten hydraulischen Durchmesser dh,1 aufweist, wobei der zweite Calcinatorabschnitt (20) einen zweiten hydraulischen Durchmesser dh,2 aufweist, wobei der zweite hydraulische Durchmesser dh,2 kleiner oder gleich dem ersten hydraulischen Durchmesser dh,1 multipliziert mit dem Sinus des Winkels α ist.The present invention relates to a device for the thermal treatment of a mineral starting material, the device having a calciner (110), the calciner (110) having at least a first calciner section (10) and a second calciner section (20), the first calciner section ( 10) is arranged vertically, the second calciner section (20) being arranged obliquely, the second calciner section (20) having an angle α between the horizontal and the direction of flow of the second calciner section (20), the angle α being between 20° and 80° °, the first calciner section (10) having a first hydraulic diameter dh,1, the second calciner section (20) having a second hydraulic diameter dh,2, the second hydraulic diameter dh,2 being less than or equal to the first hydraulic diameter ie, 1 times the sine of the angle α.
Description
' BE2021/5236 Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung eines mineralischen Edukts Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur thermischen Behandlung von mineralischen Edukten, insbesondere zur Herstellung von Zementklinker.BE2021/5236 Device and method for the thermal treatment of a mineral starting material The invention relates to a device and a method for the thermal treatment of mineral starting materials, in particular for the production of cement clinker.
Eine Anlage zur Klinkerherstellung weist beispielsweise einen Drehrohrofen, einen Calcinator und einen Vorwärmer auf.A plant for clinker production has, for example, a rotary kiln, a calciner and a preheater.
Während der Materialstrom des Feststoffes, am Anfang kalkhaltige Rohmehlmischung am Ende Zementklinker, vom Vorwärmer über den Calcinator in den Drehrohrofen und meist anschließend in einen Kühler verläuft, strömt das Gas entgegengesetzt vom Drehrohrofen zum Calcinator und von dort in den Vorwärmer.While the material flow of the solids, initially a calcareous raw meal mixture and finally cement clinker, runs from the preheater via the calciner into the rotary kiln and usually then into a cooler, the gas flows in the opposite direction from the rotary kiln to the calciner and from there into the preheater.
Während im Drehrohrofen der Materialstrom des Klinkers und der Gasstrom gegenläufig sind, werden im Calcinator und im Vorwärmer der Gasstrom und der Materialstrom jeweils streckenweise im Gleichstrom geführt und anschließend in einem Zyklon getrennt.While in the rotary kiln the material flow of the clinker and the gas flow are in opposite directions, in the calciner and in the preheater the gas flow and the material flow are partially guided in parallel and then separated in a cyclone.
Wird das feste Material im Gleichstrom geführt, muss der Gasstrom in der Lage sein, das Material auch zu tragen, ohne dass das Material ausfällt, sedimentiert oder sich in anderer Art niederschlägt.If the solid material is guided in cocurrent, the gas flow must also be able to carry the material without the material precipitating, sedimenting or precipitating in any other way.
Im Calcinator wird auf der einen Seite durch die Verbrennung von Brennstoff Energie in Form von Wärme erzeugt, die auf der anderen Seite durch die endotherme Entsäuerungsreaktion des Edukts, also unter Abgabe von CO», verbraucht wird.In the calciner, on the one hand, energy is generated in the form of heat by burning fuel, which on the other hand is consumed by the endothermic deacidification reaction of the starting material, i.e. with the release of CO».
Es ist daher zielführend, Brennstoff und Edukt ortsnah zueinander in den Calcinator einzubringen, wodurch auch Bereiche mit erhöhten Temperaturen vermieden werden.It is therefore expedient to bring fuel and educt close to each other in the calciner, which also avoids areas with elevated temperatures.
Als Brennstoff werden üblicherweise flugfähige Brennstoffe, beispielsweise Kohlenstaub, eingesetzt.Usually airworthy fuels, for example pulverized coal, are used as the fuel.
Es wird jedoch zunehmend wichtig, Ersatzbrennstoffe einzusetzen beziehungsweise deren Anteil zu erhöhen, um beispielsweise die CO2-Bilanz des Gesamtprozesses zu optimieren und auch um kostengünstigere Brennstoffe einsetzen zu können.However, it is becoming increasingly important to use alternative fuels or to increase their proportion, for example in order to optimize the CO2 balance of the entire process and also to be able to use cheaper fuels.
Hierdurch ist auch eine verbesserte Einbindung der Zementindustrie in die Kreislaufwirtschaft erzielbar.This also makes it possible to improve the integration of the cement industry into the circular economy.
Diese sind jedoch aufgrund ihrer Größenverteilung nicht in allen Fällen flugfähig, beziehungsweise die für die Zerkleinerung zur Herstellung der Flugfähigkeit übersteigt das wirtschaftlich sinnvolle Maf.However, due to their size distribution, these are not always airworthy, or the size required for crushing them to make them airworthy exceeds the economically reasonable level.
Um auch die nicht flugfähigen Ersatzbrennstoffe einsetzen zu können, werden derzeit entsprechende Brennkammern seitlich an den Calcinator angesetzt.In order to also be able to use the substitute fuels that are not airworthy, corresponding combustion chambers are currently attached to the side of the calciner.
Ist die Brennkammer beispielsweise seitlich amIf the combustion chamber is on the side, for example
? BE2021/5236 Calcinator angeordnet ohne dass dort auch Edukt aufgegeben wird, so sind der Ort der Energieerzeugung durch Verbrennung und der Ort des Energieverbrauchs durch Entsäuerung räumlich getrennt. Aus der DE 10 2018 206 673 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker mit erhöhtem Sauerstoffanteil bekannt. Aus der DE 10 2018 206 674 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Zementklinker mit erhöhtem Sauerstoffanteil bekannt.? BE2021/5236 calciner arranged without educt being fed in there as well, the place where energy is generated by combustion and where energy is consumed by deacidification are spatially separated. DE 10 2018 206 673 A1 discloses a method for producing cement clinker with an increased oxygen content. Another method for producing cement clinker with an increased oxygen content is known from DE 10 2018 206 674 A1.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, bei dem auch ein sehr grober Brennstoff direkt im Calcinator verbrannt werden kann. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch das Verfahren mit den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur thermischen Behandlung eines mineralischen Edukts. Bevorzugt handelt es sich um eine Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker. Es kann die Vorrichtung aber auch für die thermische Behandlung von Tonen oder beispielsweise von Lithium-Erzen genutzt werden. Im Folgenden wird die Herstellung von Zementklinker als Beispiel verwendet. Die Vorrichtung weist einen Calcinator auf. Üblicherweise weist die Vorrichtung weiter einen Drehofen auf. Dieser liegt bezüglich des Materialstroms (Edukt zu Produkt) hinter dem Calcinator und bezüglich des Gasstromes vor dem Calcinator. Der Drehofen kann aber auch bei anderen thermischen Behandlungen entfallen und sich beispielsweise ein Kühler direkt an den Calcinator anschließen. Üblicherweise weist die Vorrichtung weiter einen Vorwärmer auf. Der Vorwärmer liegt bezüglich des Materialstroms (Edukt zu Produkt) vor dem Calcinator und bezüglich des Gasstromes hinter dem Calcinator. Der Vorwärmer besteht beispielsweise aus einigen in Reihe geschalteten Gleichstromwärmetauschern mit nachgelagerten Abscheidezyklonen. Der Calcinator weist wenigstens einen ersten Calcinatorabschnitt und einen zweiten Calcinatorabschnitt auf. Der erste Calcinatorabschnitt ist senkrecht angeordnet und der zweite Calcinatorabschnitt istThe object of the invention is to provide a device and a method in which even a very coarse fuel can be burned directly in the calciner. This object is achieved by the device having the features specified in claim 1 and by the method having the features specified in claim 12 . Advantageous developments result from the dependent claims, the following description and the drawings. The device according to the invention is used for the thermal treatment of a mineral starting material. It is preferably a device for producing cement clinker. However, the device can also be used for the thermal treatment of clays or, for example, lithium ores. In the following, the production of cement clinker is used as an example. The device has a calciner. The device usually also has a rotary kiln. This is behind the calciner with regard to the material flow (educt to product) and before the calciner with regard to the gas flow. However, the rotary kiln can also be omitted for other thermal treatments and, for example, a cooler can be connected directly to the calciner. The device usually also has a preheater. With regard to the material flow (educt to product), the preheater is located before the calciner and with regard to the gas flow after the calciner. The preheater consists, for example, of a number of DC heat exchangers connected in series with downstream separating cyclones. The calciner has at least a first calciner section and a second calciner section. The first calciner section is arranged vertically and the second calciner section is
) BE2021/5236 schräg angeordnet. Schräg bedeutet, dass der Gasstrom durch den zweiten Calcinatorabschnitt nicht parallel zur Erdoberfläche noch im 90° Winkel zur Erdoberfläche strömt. Der zweite Calcinatorabschnitt weist einen Winkel a zwischen der Horizontalen und der Strömungsrichtung des zweiten Calcinatorabschnitts auf. Die Horizontale ist parallel zur Erdoberfläche. Der Winkel a liegt zwischen 20 ° und 80 °. Der erste Calcinatorabschnitt weist einen ersten hydraulischen Durchmesser dh,1 auf und der zweite Calcinatorabschnitt weist einen zweiten hydraulischen Durchmesser d2 auf. Der zweite hydraulische Durchmesser dh» ist kleiner oder gleich dem ersten hydraulischen Durchmesser dh,1 multipliziert mit dem Sinus des Winkels a.) BE2021/5236 arranged at an angle. Diagonally means that the gas flow through the second calciner section does not flow parallel to the earth's surface nor at a 90° angle to the earth's surface. The second calciner section has an angle α between the horizontal and the flow direction of the second calciner section. The horizontal is parallel to the surface of the earth. The angle a is between 20° and 80°. The first calciner section has a first hydraulic diameter dh1 and the second calciner section has a second hydraulic diameter d2. The second hydraulic diameter dh» is less than or equal to the first hydraulic diameter dh,1 multiplied by the sine of the angle α.
dp2 < daa sin(a) Der hydrodynamische Durchmesser dh ist das Vierfache des Quotienten aus der durchströmten Fläche A quer zur Strömungsrichtung geteilt durch den durchströmten Umfang P.dp2 < daa sin(a) The hydrodynamic diameter dh is four times the quotient of the flow area A transverse to the flow direction divided by the flow circumference P.
dn = 4° Adn = 4°A
P Betrachtet man einen rohrförmigen vollständig von Gas durchströmten Körper, beispielsweise einen rohrförmigen ersten Calcinatorabschnitt mit dem Radius r, so ist die durchströmte Fläche Aron gleich dem kreisförmigen Querschnitt Aronr = Tr? und der durchströmte Umfang Pron gleich dem Kreisumfang PRronr = 2TTr. Somit ist der hydrodynamische Durchmesser eines Rohres dh,rohr = 2-r und damit der Durchmesser des Rohres. Für andere Geometrien ergibt sich analog eine charakteristische Länge. Bei der Betrachtung des zweiten hydraulischen Durchmesser dh, ist darauf zu achten, dass bei der vorgesehenen Verwendung eines festen Brennstoffes dieser ein festes Bett innerhalb des zweiten Calcinatorabschnitts ergibt, was wiederrum dazu führt, dass bei regulärem Betrieb nicht die gesamte Querschnittsfläche des zweiten Calcinatorabschnitts dem Gasstrom zur Verfügung steht, sondern nur der um das Bett des festen Brennstoffs verminderte Querschnitt. Unter festen Bett sind im Sinne der Erfindung alle Arten von Schichten aus festem Material zu verstehen, umfassend Haufwerk oder Schüttschichten. Ebenso ist der durchströmte Umfang P nicht der Umfang des zweiten Calcinatorabschnitts, sondern der durch das Bett des Brennstoffes und den oberen Teil des zweiten Calcinatorabschnitts vom Gasstrom durchströmte Umfang P. Wird jedochP Considering a tubular body through which gas flows completely, for example a tubular first calciner section with the radius r, then the area Aron through which the gas flows is equal to the circular cross-section Aronr = Tr? and the permeated circumference Pron equals the circumference PRronr = 2TTr. Thus the hydrodynamic diameter of a tube is dh,rohr = 2-r and thus the diameter of the tube. A characteristic length results analogously for other geometries. When considering the second hydraulic diameter, ie, it must be ensured that when a solid fuel is used, this results in a fixed bed within the second calciner section, which in turn means that during regular operation not the entire cross-sectional area of the second calciner section is exposed to the gas flow is available, but only the cross-section reduced by the solid fuel bed. For the purposes of the invention, a fixed bed is to be understood as meaning all types of layers of solid material, including piles or loose layers. Likewise, the perimeter P flown through is not the perimeter of the second calciner section, but rather the perimeter P flown through by the gas stream through the bed of fuel and the upper part of the second calciner section
* BE2021/5236 ein flüssiger Brennstoff verwendet, beispielsweise hochviskose Olrückstände, so kann dessen Schichtdicke unter Umständen vernachlässigbar sein, sodass in diesem Fall auf die Geometrie des zweiten Calcinatorabschnitts in ausreichender Näherung herangezogen werden kann.* BE2021/5236 uses a liquid fuel, e.g. highly viscous oil residues, the thickness of the layer may be negligible, so that in this case the geometry of the second calciner section can be used as a sufficient approximation.
Der Vorteil der erfindungsgemäBen Vorrichtung ist, dass durch die Anpassung des Querschnittes in Abhängigkeit des Winkels a des zweiten Calcinatorabschnittes die Strömungsgeschwindigkeit entlang der Strömungsrichtung so erhöht wird, dass die Geschwindigkeitskomponente in z-Richtung, also senkrecht zur Erdoberfläche wenigstens gleich groß mit der Strômungsgeschwindigkeit im senkrechten ersten Calcinatorabschnitt ist. Damit ist die Tragfähigkeit des Gasstromes für das Edukt in beiden Calcinatorabschnitten wenigstens gleich groß und ein Abscheiden des Edukts aus dem Gasstrom kann vermieden werden.The advantage of the device according to the invention is that by adapting the cross section as a function of the angle a of the second calciner section, the flow velocity along the direction of flow is increased in such a way that the velocity component in the z-direction, i.e. perpendicular to the earth's surface, is at least equal to the flow velocity in the vertical first calciner section. The carrying capacity of the gas flow for the educt in both calciner sections is at least the same and separation of the educt from the gas flow can be avoided.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der erste Calcinatorabschnitt und der zweite Calcinatorabschnitt dazu ausgebildet, von einem Gasstrom von unten nach oben durchströmt zu werden.In a further embodiment of the invention, the first calciner section and the second calciner section are designed so that a gas flow flows through them from bottom to top.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der erste Calcinatorabschnitt unterhalb des zweiten Calcinatorabschnitts angeordnet. Bevorzugt ist der erste Calcinatorabschnitt direkt angrenzend an den zweiten Calcinatorabschnitt angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen dritten Calcinatorabschnitt auf. Der dritte Calcinatorabschnitt ist senkrecht angeordnet. Der dritte Calcinatorabschnitt ist oberhalb des zweiten Calcinatorabschnittes angeordnet. Bevorzugt ist der zweite Calcinatorabschnitt direkt angrenzend an den dritten Calcinatorabschnitt angeordnet.In a further embodiment of the invention, the first calciner section is arranged below the second calciner section. The first calciner section is preferably arranged directly adjacent to the second calciner section. In a further embodiment of the invention, the device has a third calciner section. The third calciner section is arranged vertically. The third calciner section is located above the second calciner section. The second calciner section is preferably arranged directly adjacent to the third calciner section.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der zweite Calcinatorabschnitt eine erste zweite Eduktzuführung auf. Die erste zweite Eduktzuführung ist in den unteren 20 % des zweiten Calcinatorabschnitts angeordnet ist, also am Eintritt des Gasstromes. Die erste zweite Eduktzuführung führt das Edukt von oben in den Gasstrom des zweiten Calcinatorabschnitts oder seitlich in den Gasstrom des zweiten Calcinatorabschnitts zu. Edukt für den Calcinator ist insbesondere das in einem Vorwärmer vorgewärmteIn a further embodiment of the invention, the second calciner section has a first, second reactant feed. The first second educt feed is arranged in the lower 20% of the second calciner section, ie at the inlet of the gas stream. The first second educt supply feeds the educt from above into the gas flow of the second calciner section or laterally into the gas flow of the second calciner section. Educt for the calciner is, in particular, preheated in a preheater
> BE2021/5236 thermisch zu behandelnde Material, beispielsweise und vorzugsweise ein Mehl zur Klinkerherstellung. Dieses soll auch umfassen, dass die erste zweite Eduktzuführung im ersten Calcinatorabschnitt unmittelbar vor dem zweiten Calcinatorabschnitt angeordnet ist.> BE2021/5236 material to be thermally treated, for example and preferably a flour for clinker production. This should also include that the first second educt feed is arranged in the first calciner section directly in front of the second calciner section.
Üblicherweise weist auch der erste Calcinatorabschnitt wenigstes eine erste erste Eduktzuführung auf. Das Edukt wird dem Calcinator üblicherweise und bevorzugt somit in Teilportionen zugeführt, um eine räumliche Verteilung der Decarbonatisierung über den gesamten Calcinator zu verteilen und so auch eine Verteilung des Energieverbrauchs über den Calcinator zu erzielen. Bei flugfähigen Brennstoffen erfolgt dieses räumlich benachbart. Somit wird über die erste erste Eduktzuführung eine erste Teilmenge Edukt zugeführt und über die erste zweiter Eduktzuführung eine zweite Teilmenge.Usually, the first calciner section also has at least one first reactant feed. The educt is usually and preferably fed to the calciner in partial portions in order to distribute the decarbonation spatially over the entire calciner and thus also to achieve a distribution of the energy consumption over the calciner. In the case of airworthy fuels, this occurs spatially adjacent. A first partial quantity of starting material is thus supplied via the first first starting material feed and a second partial quantity via the first second starting material feed.
Entsprechend kann in einem dritten Calcinatorabschnitt vorzugsweise wenigstens eine erste dritte Eduktzuführung angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der zweite Calcinatorabschnitt zusätzlich eine zweite zweite Eduktzuführung auf. Die zweite zweite Eduktzuführung ist im mittleren Bereich des zweiten Calcinatorabschnitts angeordnet, wobei die zweite zweite Eduktzuführung Edukt von oben in den Gasstrom des zweiten Calcinatorabschnitts oder seitlich in den Gasstrom des zweiten Calcinatorabschnitts zuführt. Hierdurch wird das Edukt räumlich verteilter zugeführt, was auch dazu führt, dass der Energieverbrauch durch die Decarbonatisierung räumlich verteilter erfolgt und somit eine VergleichmäBigung der Temperatur und damit der Reaktionsbedingungen erfolgt. Selbstverständlich kann der zweite Calcinatorabschnitt auch weitere zweite Eduktzuführungen aufweisen, um eine weitere VergleichmäBigung zu erreichen. Bevorzugt erfolgt die Zuführung des Edukts über die erste zweite Eduktzuführung in konstanter Weise, die zweite zweite Eduktzuführung wird variabel verwendet, um Insbesondere die zugeführte Menge an Edukt an die üblicherweise schwankende freigesetzte Energiemenge eines Ersatzbrennstoffes dynamisch anzupassen. Hierzu würde bei einem Ersatzbrennstoff mit geringerem Brennwert weniger Edukt über die zweite zweite Eduktzuführung zugeführt werden und bei einem Ersatzbrennstoff mitCorrespondingly, at least one first, third starting material feed can preferably be arranged in a third calciner section. In a further embodiment of the invention, the second calciner section additionally has a second second starting material feed. The second second educt feed is arranged in the central area of the second calciner section, the second second educt feed feeding educt from above into the gas flow of the second calciner section or laterally into the gas flow of the second calciner section. As a result, the starting material is supplied in a more spatially distributed manner, which also means that the energy consumption due to the decarbonation is more spatially distributed and the temperature and thus the reaction conditions are therefore made more uniform. Of course, the second calciner section can also have further second starting material feeds in order to achieve further equalization. The reactant is preferably supplied via the first second reactant feed in a constant manner, the second second reactant feed is used variably in order in particular to dynamically adapt the amount of reactant supplied to the usually fluctuating amount of energy released from a substitute fuel. For this purpose, in the case of a substitute fuel with a lower calorific value, less educt would be fed in via the second second educt feed and in the case of a substitute fuel with it
° BE2021/5236 höherem Brennwert mehr Edukt über die zweite zweite Eduktzuführung zugeführt werden.° BE2021/5236 higher calorific value, more educt is supplied via the second second educt feed.
IN einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der zweite Calcinatorabschnitt zusätzlich eine dritte zweite Eduktzuführung auf. Die dritte zweite Eduktzuführung ist in den oberen 20 % des zweiten Calcinatorabschnitts angeordnet, wobei die dritte zweite Eduktzuführung Edukt von oben in den Gasstrom des zweiten Calcinatorabschnitts oder seitlich in den Gasstrom des zweiten Calcinatorabschnitts zuführt. Hierdurch wird das Edukt räumlich verteilter zugeführt, was auch dazu führt, dass der Energieverbrauch durch die Decarbonatisierung räumlich verteilter erfolgt und somit eine VergleichmäBigung der Temperatur und damit der Reaktionsbedingungen erfolgt. Selbstverständlich kann der zweite Calcinatorabschnitt auch weitere zweite Eduktzuführungen aufweisen, um eine weitere VergleichmäBigung zu erreichen.In a further embodiment of the invention, the second calciner section additionally has a third, second reactant feed. The third, second educt feed is arranged in the upper 20% of the second calciner section, with the third, second educt feed feeding educt from above into the gas flow of the second calciner section or laterally into the gas flow of the second calciner section. As a result, the starting material is supplied in a more spatially distributed manner, which also means that the energy consumption due to the decarbonation is more spatially distributed and the temperature and thus the reaction conditions are therefore made more uniform. Of course, the second calciner section can also have further second starting material feeds in order to achieve further equalization.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist am oberen Ende des zweiten Calcinatorabschnitts eine zweite Brennstoffzufuhr für einen festen Brennstoff angeordnet. Beispielsweise und bevorzugt kann ein Ersatzbrennstoff über die zweite Brennstoffzufuhr zugeführt werden. Beispiele für Ersatzbrennstoffe sind Abfälle aus Haushalten, Industrie oder Gewerbe, Altreifen, Klärschlamm und Biomasse. Der Heizwert von Ersatzbrennstoffen kann sehr unterschiedlich sein. Ersatzbrennstoffe können daher auch als Mischung unterschiedlicher Fraktionen eingebracht werden, um einen gewissen Brennwert zu erreichen. Da die Fraktionen mit einem geringeren Brennwert und gröberer GrôBenverteilung meist günstiger sind, wird hierdurch auch eine Kostenoptimierung erreicht. Durch die Schrägung des zweiten Calcinatorabschnittes ist es möglich, somit auch nicht flugfähige Ersatzbrennstoff direkt in einem Calcinator in unmittelbarer Nähe zur chemischen Reaktion des Edukts zum Produkt zu verbrennen und die Energie damit ortsnah zu deren Umsetzung bereit zu stellen. Um bestimmte Ersatzbrennstoffe besser verbrennen zu können, kann die untere Seite des zweiten Calcinatorabschnitts stufenförmig ausgebildet sein oder die untere Seite des zweiten Calcinatorabschnitts kann einen Vor- oder Rückschubrost aufweisen, wobei auch ein Vor- oder Rückschubrost stufenförmig ausgebildet sein kann. Die untere Seite ist im Sinne der Erfindung der Boden, der Bereich, auf dem ein Feststoff durch die Schwerkraft entlangrutschen würde. Analog wäre die obere Seite und die seitlichen Seiten dann der Teil, der den Gasstrom nach oben beziehungsweise seitlich begrenzt.In a further embodiment of the invention, a second fuel supply for a solid fuel is arranged at the upper end of the second calciner section. For example and preferably, a substitute fuel can be supplied via the second fuel supply. Examples of alternative fuels are household, industrial or commercial waste, used tires, sewage sludge and biomass. The calorific value of alternative fuels can vary greatly. Substitute fuels can therefore also be introduced as a mixture of different fractions in order to achieve a certain calorific value. Since the fractions with a lower calorific value and coarser size distribution are usually cheaper, this also results in cost optimization. Due to the slanting of the second calciner section, it is also possible to burn refuse-derived fuel that is not airworthy directly in a calciner in the immediate vicinity of the chemical reaction of the educt to the product and thus to provide the energy locally for its conversion. In order to be able to burn certain refuse-derived fuels better, the lower side of the second calciner section can be designed in a stepped manner or the lower side of the second calciner section can have a forward or backward thrust grate, in which case a forward or backward thrust grate can also be designed in a stepped manner. In the context of the invention, the lower side is the bottom, the area on which a solid would slide along due to gravity. Analogously, the upper side and the lateral sides would then be the part that delimits the gas flow upwards or laterally.
/ BE2021/5236 In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der zweite Calcinatorabschnitt einen Winkel a zwischen der Horizontalen und der Strömungsrichtung des zweiten Calcinatorabschnitts auf, wobei der Winkel a zwischen 30 ° und 70 °, bevorzugt zwischen 35° und 60 °, weiter bevorzugt zwischen 40 ° und 55 °, besonders bevorzugt zwischen 40° und 50°, liegt. Hier ist ein Optimum zu wählen. Je steiler der zweite Calcinatorabschnitt ist, um so größer ist die Geschwindigkeitskomponente des Gasstromes in z-Richtung und um so leichter verbleiben die Partikel im Gasstrom. Auf der Gegenseite ist ein flacher Aufbau gerade für Ersatzbrennstoffe mit grober GrôRenverteilung und/oder hohem Feuchtigkeitsanteil vorteilhaft. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Calcinatorabschnitt unterhalb des ersten Calcinatorabschnitts angeordnet und parallel zum zweiten Calcinatorabschnitt ist ein regelbarer Bypass angeordnet. Beispielsweise kann auch das untere Ende des zweiten Calcinatorabschnitts in eine Flucht mit dem ersten Calcinatorabschnitt liegen. In diesem Fall sind das obere Ende des zweiten Calcinatorabschnitts und das untere Ende des ersten Calcinatorabschnitts beispielsweise durch ein waagerechtes Verbindungsstück miteinander verbunden, wobei der regelbare Bypass dann direkt senkrecht unter dem ersten Calcinatorabschnitt angeordnet ist./ BE2021/5236 In a further embodiment of the invention, the second calciner section has an angle a between the horizontal and the flow direction of the second calciner section, the angle a being between 30° and 70°, preferably between 35° and 60°, more preferably between 40° and 55°, particularly preferably between 40° and 50°. Here is an optimum to choose. The steeper the second calciner section, the greater the velocity component of the gas flow in the z-direction and the easier it is for the particles to remain in the gas flow. On the other hand, a flat structure is particularly advantageous for alternative fuels with a coarse size distribution and/or a high moisture content. In a further embodiment of the invention, the second calciner section is arranged below the first calciner section and a controllable bypass is arranged parallel to the second calciner section. For example, the lower end of the second calciner section can also be aligned with the first calciner section. In this case, the upper end of the second calciner section and the lower end of the first calciner section are connected to one another, for example by a horizontal connecting piece, the controllable bypass then being arranged directly vertically below the first calciner section.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines mineralischen Edukts. Bevorzugt handelt es sich um ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker. Es kann die Vorrichtung aber auch für die thermische Behandlung von Tonen oder beispielsweise von Lithium-Erzen genutzt werden. Im Folgenden wird die Herstellung von Zementklinker als Beispiel verwendet. Das Verfahren wird in einer Vorrichtung mit einem Calcinator mit einem senkrechten ersten Calcinatorabschnitt und einem schrägen zweiten Calcinatorabschnitt durchgeführt. Vorzugsweise wird das Verfahren in einer erfindungsgemälen Vorrichtung durchgeführt. Während des Betreibens wird ein Gasstrom durch den ersten Calcinatorabschnitt und den zweiten Calcinatorabschnitt geführt. Beispielsweise und bevorzug stammt der Gasstrom aus einem Drehrohrofen. Beispielsweise und bevorzugt enthält der Gasstrom hauptsächlich Sauerstoff und dazu das im Drehrohrofen durch Verbrennung und die Restentsäuerung des Edukts (üblicher Weise um die 10 % der gesamten Entsäuerung) entstandenen CO».In a further aspect, the invention relates to a method for operating a device for the thermal treatment of a mineral starting material. It is preferably a method for operating a device for producing cement clinker. However, the device can also be used for the thermal treatment of clays or, for example, lithium ores. In the following, the production of cement clinker is used as an example. The method is carried out in a device with a calciner with a vertical first calciner section and an inclined second calciner section. The method is preferably carried out in a device according to the invention. During operation, a gas flow is passed through the first calciner section and the second calciner section. For example and preferably, the gas stream originates from a rotary kiln. For example and preferably, the gas stream contains mainly oxygen and also the CO produced in the rotary kiln by combustion and the residual deacidification of the starting material (usually around 10% of the total deacidification).
° BE2021/5236 Bevorzugt enthält der Gasstrom weniger als 20 Vol.-% Stickstoff, besonders bevorzugt weniger als 15 Vol.-% Stickstoff, bevorzugt etwa 50 bis 70 Vol.-% Sauerstoff. Die vorgenannten Werte beziehen sich auf trockenes Gas, also ohne Berücksichtigung des Wassers. Bevorzugt enthält damit der eintretende Gasstrom ausreichend Sauerstoff für die Verbrennung der in den Calcinator zugeführten Brennstoffe. Die Vorrichtung wird erfindungsgemäß so betrieben, dass die Froude-Zahl Fr an jeder Stelle des zweiten Calcinatorabschnitts gleich oder größer ist als das Minimum der Froude-Zahl Fr des ersten Calcinatorabschnittes ist. Die Froude-Zahl Fr ist die Geschwindigkeitskomponente des Gasstroms in vertikaler Richtung vz dividiert durch die Wurzel aus dem Produkt der Erdbeschleunigung g mit dem hydraulischen Durchmesser dh. Fr= Ve Va dr mit:° BE2021/5236 The gas stream preferably contains less than 20% by volume of nitrogen, particularly preferably less than 15% by volume of nitrogen, preferably about 50 to 70% by volume of oxygen. The above values refer to dry gas, i.e. without taking water into account. The incoming gas stream therefore preferably contains sufficient oxygen for the combustion of the fuels fed into the calciner. According to the invention, the device is operated in such a way that the Froude number Fr at every point in the second calciner section is equal to or greater than the minimum of the Froude number Fr in the first calciner section. The Froude number Fr is the velocity component of the gas flow in the vertical direction vz divided by the square root of the product of the acceleration due to gravity g and the hydraulic diameter dh. Fr= Ve Va dr with:
P Der hydraulische Durchmesser ist das vierfache des Quotienten aus dem durchströmten Fläche A quer zur Strömungsrichtung geteilt durch den durchströmten Umfang P ist. Während im senkrechten ersten Calcinatorabschnitt die Geschwindigkeitskomponente des Gasstroms in vertikaler Richtung vz gleich der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes v ist, ist im schrägen zweiten Calcinatorabschnitt der Winkel a zu berücksichtigen. Die Geschwindigkeitskomponente des Gasstroms in vertikaler Richtung vz ist hier die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes v multipliziert mit dem Sinus des Winkels a.P The hydraulic diameter is four times the quotient of the area A through which flow occurs transverse to the direction of flow divided by the perimeter P through which flow occurs. While the velocity component of the gas stream in the vertical direction vz is equal to the flow velocity of the gas stream v in the vertical first calciner section, the angle a must be taken into account in the inclined second calciner section. The velocity component of the gas flow in the vertical direction vz is the flow velocity of the gas flow v multiplied by the sine of the angle a.
v, = v sin(a) Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Strömungsgeschwindigkeit keine Konstante ist. Die Strömungsgeschwindigkeit wird innerhalb des Calcinators durch verschiedene Prozesse- verändert. Zum einen führen Temperaturunterschiede zu Unterschieden. In Bereichen mit höherer Temperatur möchte das Gas einen größeren Raum einnehmen, was zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit v führt. Ebenso führt die Entsäuerung des Edukts zu einer Abgabe von CO», was die Stoffmenge erhöht und somit auch zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit führt. Weiter kann auch aus dem Brennstoff eine Erhöhung der Stoffmenge resultieren, beispielsweise auf freigesetztemv, = v sin(a) However, it should be noted that the flow velocity is not a constant. The flow rate is changed within the calciner by various processes. For one thing, temperature differences lead to differences. In areas with higher temperature, the gas wants to take up more space, which leads to an increase in velocity v. Likewise, the deacidification of the educt leads to the release of CO », which increases the amount of substance and thus also leads to an increase in the flow rate. Furthermore, an increase in the amount of substance can also result from the fuel, for example on released
) BE2021/5236 oder bei der Verbrennung entstehendem Wasser. Diese Effekte führen dazu, dass die Froude-Zahl bei einer konstanten Geometrie innerhalb eines Calcinatorabschnitts nicht konstant ist, sondern ortsabhängig verschieden ist.) BE2021/5236 or water resulting from combustion. These effects mean that the Froude number is not constant with a constant geometry within a calciner section, but varies depending on the location.
Da die Froude-Zahl als Maß für die Tragfähigkeit des Gasstromes für das als Feststoff vorliegende Edukt zu betrachten ist, und die Tragfähigkeit im zweiten Calcinatorabschnitt wenigstens so hoch sein muss wie im ersten Calcinatorabschnitt, muss die Froude-Zahl im zweiten Calcinatorabschnitt überall größer sein als das Minimum der Froude-Zahl im ersten Calcinatorabschnitt. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass durch den Neigungswinkel a nicht die ganze Strömungsgeschwindigkeit v, sondern nur deren z- Komponente vz, in die Berechnung eingeht und auch nur zur Tragfähigkeit beiträgt. Hierbei wird nur auf das Minimum im ersten Calcinatorabschnitt abgezielt, da auch an diesem Punkt die Tragfähigkeit ausreichend sein muss. Eine Erhöhung der Froude-Zahl, beispielsweise durch Freisetzung von CO: bei der Entsäuerung wird lokal zu höheren Werten führen, wenn man von einer konstanten Geometrie innerhalb des ersten Calcinatorabschnitts ausgeht.Since the Froude number is to be regarded as a measure of the carrying capacity of the gas stream for the educt present as a solid, and the carrying capacity in the second calciner section must be at least as high as in the first calciner section, the Froude number in the second calciner section must be greater than everywhere the minimum of the Froude number in the first calciner section. However, it must be taken into account here that due to the angle of inclination a, not the entire flow velocity v, but only its z component vz, is included in the calculation and only contributes to the load-bearing capacity. Here, only the minimum in the first calciner section is aimed at, since the load-bearing capacity must also be sufficient at this point. An increase in the Froude number, for example through the release of CO: during deacidification, will locally lead to higher values, assuming a constant geometry within the first calciner section.
Besonders bevorzugt wird der Calcinator mit einer turbulenten Strömung betrieben. Hierdurch weist das Geschwindigkeitsprofil der Strömung nur geringe Schwankungen über die Breite der Strömung auf. Bei einer laminaren Durchströmung weist die Geschwindigkeit des Gasstromes eine Verteilung über die Breite auf, die am Rand null und in der Mitte ein Maximum aufweist. Hierdurch wäre die Tragfähigkeit ortsabhängig, was die Prozessführung kompliziert.The calciner is particularly preferably operated with a turbulent flow. As a result, the velocity profile of the flow shows only small fluctuations across the width of the flow. In the case of a laminar flow, the velocity of the gas flow shows a distribution over the width, which shows zero at the edge and a maximum in the middle. As a result, the load-bearing capacity would be location-dependent, which complicates the process control.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Calcinator mit einer Atmosphäre mit weniger als 25 % Stickstoff, bevorzugt mit weniger als 15 % Stickstoff, weiter bevorzugt mit weniger als 10 % Stickstoff, besonders bevorzugt mit weniger als 5 % Stickstoff betrieben.In a further embodiment of the invention, the calciner is operated with an atmosphere containing less than 25% nitrogen, preferably less than 15% nitrogen, more preferably less than 10% nitrogen, particularly preferably less than 5% nitrogen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Froude-Zahl im zweiten Calcinatorabschnitt größer als 0,7, bevorzugt größer als 2, gewählt. Weiter wird die Froude-Zahl im zweiten Calcinatorabschnitt kleiner als 9, bevorzugt kleiner als 4, gewählt.In a further embodiment of the invention, the Froude number in the second calciner section is selected to be greater than 0.7, preferably greater than 2. Furthermore, the Froude number in the second calciner section is chosen to be less than 9, preferably less than 4.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird im zweiten Calcinatorabschnitt Edukt an wenigstens zwei Positionen über eine erste zweite Eduktzuführung und eine zweite zweite Eduktzuführung zugeführt. Dieses erfolgt entlang der Strömungsrichtung zueinander beabstandet. Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung der Reaktion und damit des Energieverbrauchs und damit der Temperatur erreicht. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird im zweiten Calcinatorabschnitt ein fester Brennstoff zugeführt und verbrannt. Beispielsweise und bevorzugt kann ein Ersatzbrennstoff über die zweite Brennstoffzufuhr zugeführt werden. Beispiele für Ersatzbrennstoffe sind Abfälle aus Haushalten, Industrie oder Gewerbe, Altreifen, Klärschlamm und Biomasse. Der Heizwert von Ersatzbrennstoffen kann sehr unterschiedlich sein. Ersatzbrennstoffe können daher auch als Mischung unterschiedlicher Fraktionen eingebracht werden, um einen gewissen Brennwert zu erreichen. Da die Fraktionen mit einem geringeren Brennwert meist günstiger sind, wird hierdurch auch eine Kostenoptimierung erreicht. Durch die Schrägung des zweiten Calcinatorabschnittes ist es möglich, somit auch nicht flugfähige Ersatzbrennstoff direkt in einem Calcinator in unmittelbarer Nähe zur chemischen Reaktion des Edukts zum Produkt zu verbrennen und die Energie damit ortsnah zu deren Umsetzung bereit zu stellen. Um bestimmte Ersatzbrennstoffe besser verbrennen zu können, kann die untere Seite des zweiten Calcinatorabschnitts stufenförmig ausgebildet sein oder die untere Seite des zweiten Calcinatorabschnitts kann mittels eines Vor- oder Rückschubrost gefördert werden, wobei auch ein Vor- oder Rückschubrost stufenförmig ausgebildet sein kann.In a further embodiment of the invention, in the second calciner section, educt is supplied at at least two positions via a first, second educt feed and a second, second educt feed. This takes place at a distance from one another along the direction of flow. This achieves an equalization of the reaction and thus of the energy consumption and thus of the temperature. In a further embodiment of the invention, a solid fuel is supplied and burned in the second calciner section. For example and preferably, a substitute fuel can be supplied via the second fuel supply. Examples of alternative fuels are household, industrial or commercial waste, used tires, sewage sludge and biomass. The calorific value of alternative fuels can vary greatly. Substitute fuels can therefore also be introduced as a mixture of different fractions in order to achieve a certain calorific value. Since the fractions with a lower calorific value are usually cheaper, this also results in cost optimization. Due to the slanting of the second calciner section, it is also possible to burn refuse-derived fuel that is not airworthy directly in a calciner in the immediate vicinity of the chemical reaction of the educt to the product and thus to provide the energy locally for its conversion. In order to be able to burn certain refuse-derived fuels better, the lower side of the second calciner section can be stepped or the lower side of the second calciner section can be conveyed by means of a forward or reverse grate, with a forward or reverse grate also being able to be stepped.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird im zweiten Calcinatorabschnitt ein fester Brennstoff mit einer Stückgröße von wenigstens 90 % der Masse des Brennstoffes von mehr als 50 mm, bevorzugt mehr als 70 mm, besonders bevorzugt von 100 mm, zugeführt.In a further embodiment of the invention, a solid fuel with a piece size of at least 90% of the mass of the fuel of more than 50 mm, preferably more than 70 mm, particularly preferably 100 mm, is fed into the second calciner section.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird im ersten Calcinatorabschnitt ein flugfähiger Brennstoff zugeführt. Außerdem wird im ersten Calcinatorabschnitt über eine erste Eduktzuführung Edukt zugeführt. Bevorzugt werden Brennstoff und Edukt räumlich zueinander benachbart zugeführt, um Energieerzeugung und Energieverbrauch räumlich miteinander zu verbinden.In a further embodiment of the invention, an airworthy fuel is supplied in the first calciner section. In addition, educt is supplied in the first calciner section via a first educt feed. Fuel and starting material are preferably fed in spatially adjacent to one another in order to spatially combine energy production and energy consumption with one another.
Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines mineralischen Edukts Fig. 2 erster beispielhafter Calcinator Fig. 3 zweiter beispielhafter Calcinator Fig. 4 dritter beispielhafter Calcinator Fig. 5 vierter beispielhafter Calcinator Alle Darstellungen sind rein schematisch, nicht maßstabsgerecht und dienen nur zur Verdeutlichung der Erfindungsmerkmale.The device according to the invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawings. 1 device for the thermal treatment of a mineral starting material FIG. 2 first example calciner FIG. 3 second example calciner FIG. 4 third example calciner FIG.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines mineralischen Edukts, beispielsweise einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker. Die Anlage weist einen Vorwärmer 100, einen Calcinator 110, einen Drehrohrofen 120 und einen Kühler 130 auf. Das Material, beispielsweise Rohmehl aus Kalkstein, wird oben aufgegeben, durchläuft die Anlage in der genannten Reihenfolge und kann dem Kühler 130 als Klinker entnommen werden. Der Gasstrom wird entgegen dem Materialstrom vom Drehrohrofen 120 in den Calcinator 110 geleitet und von dort in den Vorwärmer 100.In Fig. 1 is a device for the thermal treatment of a mineral starting material, for example a plant for the production of cement clinker. The plant has a preheater 100, a calciner 110, a rotary kiln 120 and a cooler 130. The material, for example raw meal from limestone, is fed in at the top, runs through the plant in the order mentioned and can be removed from the cooler 130 as clinker. The gas flow is directed counter to the material flow from the rotary kiln 120 into the calciner 110 and from there into the preheater 100.
Daher tritt in den im Folgenden gezeigten vier beispielhaften Calcinatorausführungsformen der Gasstrom von unten aus dem Drehrohrofen 120 kommend ein und strömt nach oben. Der Calcinator 110 weist jeweils am oberen Ende wenigstens einen in den Ausführungsbeispielen nicht gezeigten Zyklonabscheider auf. Die Bezugszeichen werden für gleiche Elemente im Folgenden gleich verwendet und in der Beschreibung auf die Unterschiede der Ausführungsformen eingegangen.Therefore, in the four exemplary calciner embodiments shown below, the gas stream enters the rotary kiln 120 from below and flows upwards. The calciner 110 has at least one cyclone separator (not shown in the exemplary embodiments) at the upper end. The reference symbols are used in the following for the same elements and the differences between the embodiments are discussed in the description.
Fig. 2 zeigt einen ersten Calcinatorabschnitt 10, welcher senkrecht angeordnet ist, darüber einen zweiten Calcinatorabschnitt 20, welcher schräg in einem Winkel von 45 ° angeordnet ist und darüber einen dritten Calcinatorabschnitt 30, welcher senkrecht angeordnet ist. Der erste Calcinatorabschnitt 10 weist eine erste Brennstoffzufuhr 12 für einen flugfähigen Brennstoff, beispielsweise Kohlenstaub, sowie eine erste ersteFig. 2 shows a first calciner section 10 which is arranged vertically, above it a second calciner section 20 which is arranged obliquely at an angle of 45° and above it a third calciner section 30 which is arranged vertically. The first calciner section 10 has a first fuel supply 12 for a flyable fuel, such as pulverized coal, and a first first
Eduktzuführung 14 auf, über welche Edukt aus dem Vorwärmer 100 zugeführt wird. Durch die Verbrennung des Brennstoffes im ersten Calcinatorabschnitt 10 entsteht Energie, welche für den Entsäuerungsprozess des Edukts verwendet wird, sodass CO2 erzeugt wird. Im zweiten Calcinatorabschnitt 20 wird von oben über die zweite Brennstoffzufuhr 22 ein fester Brennstoff, beispielsweise über eine Schnecke, zugeführt, der dann auf der schrägen Fläche des zweiten Calcinatorabschnitts 20 verbrennt. Verbrennungsreste, beispielsweise Metallbestandteile des Brennstoffs, fallen durch den ersten Calcinatorabschnitt 10 und können unter diesem dann entnommen werden. Der zweite Calcinatorabschnitt 20 weist weiter eine erste zweite Eduktzuführung 24 auf, über die ebenfalls Edukt aus dem Vorwärmer zugegeben werden kann. Oberhalb des zweiten Calcinatorabschnitts 20 ist ein dritter Calcinatorabschnitt 30 angeordnet, welcher eine dritte Brennstoffzufuhr 32 und eine erste dritte Eduktzuführung 34 aufweist.Educt feed 14, via which educt from the preheater 100 is supplied. Combustion of the fuel in the first calciner section 10 produces energy, which is used for the deacidification process of the educt, so that CO2 is generated. In the second calciner section 20, a solid fuel is fed in from above via the second fuel feed 22, for example via a screw, which then burns on the inclined surface of the second calciner section 20. Combustion residues, for example metal components of the fuel, fall through the first calciner section 10 and can then be removed from under it. The second calciner section 20 also has a first second reactant feed 24, via which reactant from the preheater can also be added. A third calciner section 30 is arranged above the second calciner section 20 and has a third fuel feed 32 and a first third educt feed 34 .
Wie in Fig. 2 angedeutet, ist der Querschnitt des zweiten Calcinatorabschnitts 20 geringer als der Querschnitt des ersten Calcinatorabschnitts 10. Beispielsweise ist der Querschnitt um etwa 30 % kleiner als der Querschnitt des ersten Calcinatorabschnitts 10, was dem Sinus von 45 ° entspricht.As indicated in FIG. 2, the cross section of the second calciner section 20 is smaller than the cross section of the first calciner section 10. For example, the cross section is approximately 30% smaller than the cross section of the first calciner section 10, which corresponds to the sine of 45°.
In der zweiten in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des Calcinators 110 weist der zweite Calcinatorabschnitt 20 zusätzlich zu der ersten in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform eine zweite zweite Eduktzuführung 26 auf, wodurch eine bessere Vergleichmäßigung des Energieverbrauchs und dadurch der Temperatur im zweiten Calcinatorabschnitt 20 erzielt werden kann.In the second embodiment of the calciner 110 shown in FIG. 3, the second calciner section 20 has, in addition to the first embodiment shown in FIG can.
In der dritten in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform des Calcinators 110 weist der zweite Calcinatorabschnitt 20 Stufen 21 für die Verbrennung eines festen Brennstoffes auf. Die Stufen 21 können wie im gezeigten Beispiel eben angeordnet sein, die Stufen 21 können aber auch in Strömungsrichtung oder gegen die Strömungsrichtung geneigt angeordnet sein.In the third embodiment of the calciner 110 shown in FIG. 4, the second calciner section 20 has stages 21 for the combustion of a solid fuel. The steps 21 can be arranged flat as in the example shown, but the steps 21 can also be arranged inclined in the direction of flow or against the direction of flow.
Die vierte in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform des Calcinators 110 ist deutlich anders aufgebaut. Zunächst wird der Gasstrom geteilt und nur ein Teilstrom durch den zweiten Calcinatorabschnitt 20 geführt. Ein weiterer Teilstrom gelangt durch einen Bypass und ein Durchflussregelventil 42 an den zweiten Calcinatorabschnitt vorbei und wird mit dem aus dem zweiten Calcinatorabschnitt 20 austretendem Gasstrom wieder vereint in den ersten Calcinatorabschnitt 10 geführt.The fourth embodiment of the calciner 110 shown in FIG. 5 is constructed significantly differently. First, the gas flow is divided and only a partial flow is passed through the second calciner section 20 . Another partial flow passes through a bypass and a flow control valve 42 past the second calciner section and is reunited with the gas flow exiting from the second calcinator section 20 and conducted into the first calciner section 10 .
Bezugszeichen erster CalcinatorabschnittReference numeral first calciner section
12 erste Brennstoffzufuhr 14 erste erste Eduktzuführung 20 zweiter Calcinatorabschnitt 21 Stufen12 first fuel feed 14 first first educt feed 20 second calciner section 21 stages
10 22 zweite Brennstoffzufuhr 24 erste zweite Eduktzuführung 26 zweite zweite Eduktzuführung 30 dritter Calcinatorabschnitt 32 dritte Brennstoffzufuhr10 22 second fuel feed 24 first second reactant feed 26 second second reactant feed 30 third calciner section 32 third fuel feed
34 erste dritte Eduktzuführung 40 Bypass 42 Durchflussregelventil 100 Vorwärmer 110 Calcinator34 first third educt feed 40 bypass 42 flow control valve 100 preheater 110 calciner
120 Drehrohrofen 130 Kühler120 rotary kiln 130 cooler
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| DE102018206674A1 (en) * | 2018-04-30 | 2019-10-31 | Thyssenkrupp Ag | Oxyfuel clinker production without recirculation of preheater exhaust gases |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE1029244A1 (en) | 2022-10-18 |
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