BE1030236B1 - Device for the thermal treatment of mineral material with a tendency to form dust - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 zur thermischen Behandlung von mineralischem Material, wobei die Vorrichtung 10 einen Hauptvorwärmer 20 und einen Hauptbehandlungsreaktor 30 aufweist, wobei der Hauptvorwärmer 20 und der Hauptbehandlungsreaktor 30 zur Überführung des im Hauptvorwärmers 20 erwärmten mineralischen Materials verbunden sind, wobei die Vorrichtung 10 weiter eine erste Entstaubung 40 aufweist, wobei der Hauptvorwärmer 20 mit der ersten Entstaubung 40 gasführend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung 10 einen Nebenvorwärmer 50 und einen Nebenbehandlungsreaktor 60 aufweist, wobei der Nebenvorwärmer 50 und der Nebenbehandlungsreaktor 60 zur Überführung des im Nebenvorwärmers 50 erwärmten mineralischen Materials verbunden sind, wobei die erste Entstaubung 40 und der Nebenvorwärmer 50 zur Überführung des in der ersten Entstaubung 40 abgetrennten Materials verbunden sind.The present invention relates to a device 10 for the thermal treatment of mineral material, the device 10 having a main preheater 20 and a main treatment reactor 30, the main preheater 20 and the main treatment reactor 30 being connected for transferring the mineral material heated in the main preheater 20, the device 10 further has a first dedusting device 40, with the main preheater 20 being connected to the first dedusting device 40 in a gas-carrying manner, characterized in that the device 10 has a secondary preheater 50 and a secondary treatment reactor 60, with the secondary preheater 50 and the secondary treatment reactor 60 for transferring the in the secondary preheater 50 heated mineral material are connected, wherein the first dedusting 40 and the auxiliary preheater 50 are connected to transfer the separated in the first dedusting 40 material.
Description
' BE2022/5066'BE2022/5066
Vorrichtung zur thermischen Behandlung von mineralischem Material mit derDevice for the thermal treatment of mineral material with the
Neigung zur StaubbildungTendency to form dust
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von mineralischemThe invention relates to a device for the thermal treatment of mineral
Material, insbesondere für Material, welches zur Bildung von Stäuben neigt.Material, especially for material that tends to form dust.
Feines, staubförmiges Material wird insbesondere aus dem Vorwärmer / derFine, dusty material is particularly removed from the preheater
Vorwärmzone ausgetragen. Üblicherweise gibt es dann insbesondere zwei Optionen.Preheating zone discharged. There are usually two options in particular.
Entweder werden die Stäube verworfen, was den Verlust des Materials bedeutet undEither the dusts are discarded, which means the loss of the material and
Entsorgungskosten erzeugt. Oder die Stäube werden dem Prozess wieder zugeführt, was das Risiko mit sich bringt, dass diese Stäube sich anreichern und im Kreis fahren wodurch die Produktionsleistung der Anlage sinkt, der Energieverbrauch steigt und gegebenenfalls die Produktqualität verschlechtert.Disposal costs generated. Or the dusts are fed back into the process, which brings with it the risk that these dusts will accumulate and go around in circles, which reduces the production performance of the system, increases energy consumption and possibly worsens the product quality.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung zur Nutzung der Stäube zu optimieren.The object of the invention is to optimize the device for using the dust.
Gelöst wird diese Aufgabe durch Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenenThis task is solved by the device specified in claim 1
Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.characteristics. Advantageous further developments result from the subclaims, the following description and the drawing.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur thermischen Behandlung von mineralischem Material. Beispielsweise kann die thermische Behandlung eineThe device according to the invention is used for the thermal treatment of mineral material. For example, the thermal treatment can be a
Calcination von Magnesit, Kalk oder Dolomit sein. Diese beispielhaften Materialien neigen bei der Calcination zur Staubbildung. Die Vorrichtung weist eine Hauptofenlinie und eine Nebenofenlinie auf. Die Hauptofenlinie ist beispielweise und bevorzugt einCalcination of magnesite, lime or dolomite. These exemplary materials tend to form dust during calcination. The device has a main furnace line and a secondary furnace line. The main oven line is, for example and preferably, a
Mehretagenofen oder Drehrohrofen oder Schachtofen, denen zudem eine Vorwärmer- oder Trocknungseinheit im Gasverbund vorgeschaltet sein kann. Weiter weist dieMulti-stage furnace or rotary kiln or shaft furnace, which can also be preceded by a preheater or drying unit in the gas network. The further points
Hauptofenlinie eine erste Entstaubung auf. Innerhalb der Hauptofenlinie wird das mineralischen Rohmaterial erwärmten, gegebenenfalls getrocknet sowie calciniert oder geröstet. Dieses entspricht einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik zur thermischen Behandlung von mineralischem Material. Hier kann jede aus dem Stand derThe main furnace line undergoes initial dedusting. Within the main kiln line, the mineral raw material is heated, if necessary dried and calcined or roasted. This corresponds to a device according to the state of the art for the thermal treatment of mineral material. Here everyone can from the state of the
Technik bekannte Konfiguration gewählt werden.Configuration known from technology can be selected.
? BE2022/5066? BE2022/5066
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Nebenofenlinie auf, bestehend aus einemAccording to the invention, the device has a secondary furnace line, consisting of one
Nebenvorwärmer und einen Nebenbehandlungsreaktor. Der Nebenvorwärmer und derSecondary preheater and a secondary treatment reactor. The secondary preheater and the
Nebenbehandlungsreaktor sind in Gas- sowie Materialrichtung miteinander verbunden.Secondary treatment reactors are connected to each other in the gas and material directions.
Weiter sind die erste Entstaubung und der Nebenvorwärmer zur Überführung des in der ersten Entstaubung abgetrennten Materials verbunden. Somit besteht die Vorrichtung aus einer Hauptofenlinie zur Behandlung des mineralischen Rohmaterials und einerFurthermore, the first dedusting and the secondary preheater are connected to transfer the material separated in the first dedusting. Thus, the device consists of a main furnace line for treating the mineral raw material and a
Nebenlinie, in der dann die Stäube thermisch behandelt werden. Während die Hauptlinie auf grobkörniges Rohmaterial ausgelegt ist, wird die Nebenlinie mit den abfallendenSecondary line in which the dust is then thermally treated. While the main line is designed for coarse-grained raw material, the secondary line is designed for the sloping ones
Stäuben beschickt und kann daher optimal auf die Aufbereitung feinkörniger Materialen abgestimmt werden. Durch diese klare Trennung werden zum einen alle Stäube genutzt, ein Verlust an Produkt wird vermieden. Zum anderen werden keine Kreisläufe erzeugt, in denen sich das staubförmige Material mit der Zeit anreichert.Dust is charged and can therefore be optimally tailored to the processing of fine-grained materials. Thanks to this clear separation, all dust is used and loss of product is avoided. On the other hand, no cycles are created in which the dusty material accumulates over time.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der ersten Entstaubung und dem Nebenvorwärmer eine Speichervorrichtung, beispielsweise ein Silo, angeordnet. Hierdurch kann eine VergleichmäfBigung des Materialstroms erreicht werden. Insbesondere ist die Speichervorrichtung thermisch isoliert wodurch die thermische potenzielle Energie weitgehend genutzt werden kann. Besonders bevorzugt ist eine Speichervorrichtung, wenn, wie im Folgenden beschrieben, weitere Staubquellen vorhanden sind. In diesem Fall werden die Staubströme bevorzugt in derIn a further embodiment of the invention, a storage device, for example a silo, is arranged between the first dust removal and the secondary preheater. This allows the material flow to be evened out. In particular, the storage device is thermally insulated, which means that the thermal potential energy can be largely used. A storage device is particularly preferred if, as described below, other sources of dust are present. In this case, the dust flows are preferred in the
Speichervorrichtung zusammengeführt. In einer Weiterbildung kann in diesem Falle dieStorage device merged. In this case, further training can:
Speichervorrichtung eine Klassier- und oder Mischvorrichtung aufweisen. Weiter kann zwischen der Speichervorrichtung und dem Nebenvorwärmer ein Dosiersystem zur gezielten Materialaufgabe auf den Nebenvorwärmer vorhanden sein.Storage device have a classifying and/or mixing device. Furthermore, a metering system for targeted material feeding to the secondary preheater can be present between the storage device and the secondary preheater.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eineIn a further embodiment of the invention, the device has a
Zerkleinerungsvorrichtung auf. Eine Zerkleinerungsvorrichtung kann beispielsweise einshredding device. A shredding device can be, for example
Brecher oder eine Mühle sein. Besonders bevorzugt ist die Zerkleinerungsvorrichtung eine Mühle oder eine Gruppe von gleichen und/oder verschiedenen Mühlen. DieBe a crusher or a mill. The comminution device is particularly preferably a mill or a group of identical and/or different mills. The
Zerkleinerungsvorrichtung ist mit dem Hauptvorwärmer zur Überführung von zerkleinertem mineralischem Material verbunden. Das in der Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinerte mineralische Material wird somit der Hauptlinie zur thermischen Behandlung zugeführt. Hierbei kann beispielsweise zwischen der Zerkleinerungsvorrichtung und demCrushing device is connected to the main preheater for transferring crushed mineral material. The mineral material shredded in the shredding device is thus fed to the main line for thermal treatment. Here, for example, between the shredding device and the
Hauptvorwärmer eine Speichervorrichtung, beispielsweise ein Silo, angeordnet sein. DieMain preheater a storage device, for example a silo, may be arranged. The
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Zerkleinerungsvorrichtung ist mit einer zweiten Entstaubung verbunden. DerartigeThe shredding device is connected to a second dedusting device. Such
Zerkleinerungsvorrichtungen sind für Vorrichtungen zur thermischen Behandlung von mineralischem Material üblich. Die zweite Entstaubung und die Nebenofenlinie sind ebenfalls zur Überführung des abgetrennten Staubes verbunden. Besonders bevorzugt wird, dass der aus der zweiten Entstaubung kommende Staub sowie die Feinfraktion aus der Klassiereinrichtung mit dem aus der ersten Entstaubung kommenden Material in einer Speichervorrichtung vereint und von dort dem Nebenvorwärmer zugeführt wird.Crushing devices are common for devices for the thermal treatment of mineral material. The second dedusting and the secondary furnace line are also connected to transfer the separated dust. It is particularly preferred that the dust coming from the second dedusting and the fine fraction from the classifying device are combined with the material coming from the first dedusting in a storage device and from there fed to the secondary preheater.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Nebenbehandlungsreaktor einIn a further embodiment of the invention, the secondary treatment reactor is a
Flugstromcalcinator. Dieser ist besonders geeignet für feinkôrniges Material.Entrained flow calciner. This is particularly suitable for fine-grained material.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Nebenvorwärmer wenigstens einen Zyklonwärmetauscher auf, wobei der Abscheidezyklon des Zyklonwärmetauschers zur Abtrennung von Stäuben ausgebildet ist. Da in der Nebenlinie praktisch nur sehr feinkörniges Material vorhanden ist, können die Zyklone entsprechend auf sehr kleineIn a further embodiment of the invention, the secondary preheater has at least one cyclone heat exchanger, the separation cyclone of the cyclone heat exchanger being designed to separate dust. Since there is practically only very fine-grained material in the secondary line, the cyclones can be very small
Partikelgrößen optimiert werden. Dieses gilt ganz besonders für den Abscheidezyklon, welcher unmittelbar am Gasauslass des Nebenvorwärmers angeordnet ist.Particle sizes can be optimized. This particularly applies to the separation cyclone, which is arranged directly at the gas outlet of the secondary preheater.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Nebenvorwärmer mit einer dritten — Entstaubung verbunden.In a further embodiment of the invention, the secondary preheater is connected to a third dedusting system.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden der Staub der drittenIn a further embodiment of the invention, the dust is the third
Entstaubung direkt in den Nebenbehandlungsreaktor zurückgeführt.Dedusting is returned directly to the secondary treatment reactor.
Alternativ kann der Staub der dritten Entstaubung direkt in den Nebenvorwärmer zurückgeführt werden.Alternatively, the dust from the third dedusting process can be returned directly to the secondary preheater.
Alternativ kann der Staub der dritten Entstaubung mit den weiteren Aufgabematerial derAlternatively, the dust from the third dedusting can be mixed with the other feed material
Nebenofenlinie in der Speichervorrichtung zusammengeführt werden.Sub-furnace line can be merged into the storage device.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Nebenvorwärmer wenigstens eine Kaltluftzufuhr auf. Dieses kann vorteilhaft sein, da das mineralische Material bereits vorgewärmt in den Vorwärmer gelangt. Dadurch kann die aus der thermischenIn a further embodiment of the invention, the secondary preheater has at least one cold air supply. This can be advantageous because the mineral material enters the preheater already preheated. This can cause the thermal damage
Behandlung stammende Wärme größer als benötigt sein. Daher kann es vorteilhaft sein, im Vorwärmer eine Abkühlung durch die Zuführung von Kaltluft vorzunehmen.Heat from treatment may be greater than required. It can therefore be advantageous to cool the preheater by supplying cold air.
Alternativ kann eine Kühlung des Aufgabematerials der Nebenofenlinie durch die Zufuhr von Kaltluft in die Speichervorrichtung erfolgen.Alternatively, the feed material of the secondary furnace line can be cooled by supplying cold air into the storage device.
Alternativ kann zwischen dem Nebenvorwärmer und der dritten Entstaubung einAlternatively, between the secondary preheater and the third dust removal
Wärmetauscher angeordnet sein.Heat exchanger can be arranged.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Entstaubung zweistufig ausgebildet. Da hier die Staubfracht vergleichsweise hoch ist, kann es zielführend sein, zunächst eine Vorentstaubung und dann eine Hauptentstaubung durchzuführen.In a further embodiment of the invention, the first dedusting is designed in two stages. Since the dust load here is comparatively high, it can be helpful to first carry out a preliminary dust removal and then a main dust removal.
Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The device according to the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing.
Fig. 1 Beispielhafte AusführungsformFig. 1 exemplary embodiment
In Fig. 1 ist eine beispielhafte Vorrichtung 10 gezeigt. Das mineralische Rohmaterial wird zunächst einer Mühle 90 zugeführt und dort gemahlen. Das gemahlene mineralischeAn exemplary device 10 is shown in FIG. The mineral raw material is first fed to a mill 90 and ground there. The ground mineral
Material gelangt von der Mühle 90 in eine Mühlenspeichervorrichtung 100 und wird von dort in den Hauptvorwärmer 20 transportiert. Das vorgewärmte mineralische Material gelangt von dem Hauptvorwärmer 20 in den Hauptbehandlungsreaktor 30,. Von dort gelangt das behandelte Material in den Hauptmaterialkühler 130 und kann dort ausgegeben werden. Diese drei Prozessschritte, Vorwärmung, Reaktion und Kühlung, können auch in einem Ofen wie beispielsweise einem Mehretagenofen zusammengefasst werden.Material passes from the mill 90 into a mill storage device 100 and is transported from there into the main preheater 20. The preheated mineral material passes from the main preheater 20 into the main treatment reactor 30. From there, the treated material enters the main material cooler 130 and can be dispensed there. These three process steps, preheating, reaction and cooling, can also be combined in an oven such as a multi-day oven.
Die Kühlluft des Hauptkühlers nimmt die thermische Energie des Hauptproduktes auf und wird in den Hauptbehandlungsreaktor 30 eingebracht, indem weitere Energie hinzugeführt werden kann. Am gasseitigen Austritt des Hauptbehandlungsreaktor 30 gelangt das austretende heiße Gas in den Hauptvorwärmer 20 und gibt dort den Großteil der thermischen Energie an das mineralische Material ab. Vom Hauptvorwärmer 20 wird das Gas in die erste Entstaubung 40 geführt. Dort wird in einem ein- oder zweistufigenThe cooling air from the main cooler absorbs the thermal energy of the main product and is introduced into the main treatment reactor 30 in which further energy can be added. At the gas-side outlet of the main treatment reactor 30, the emerging hot gas enters the main preheater 20, where it releases the majority of the thermal energy to the mineral material. The gas is led from the main preheater 20 into the first dust removal 40. There it is done in a one or two stage
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Verfahren der ersten Entstaubung 40 der Staub abgeschieden und der thermisch isolierten Speichervorrichtung 70 zugeführt. Ebenso ist die Mühle 80 mit einer zweitenMethod of the first dedusting 40 the dust is separated and fed to the thermally insulated storage device 70. Likewise, the mill 80 has a second one
Entstaubung 110 verbunden. Auch der in der zweiten Entstaubung 100 anfallende Staub wird der Speichervorrichtung 70 zugeführt.Dust removal 110 connected. The dust generated in the second dedusting 100 is also fed to the storage device 70.
Das staubförmige mineralische Material wird aus der Speichervorrichtung 70 mittels einerThe dusty mineral material is removed from the storage device 70 by means of a
Dosiervorrichtung 80 in den Nebenvorwärmer 50 gefördert. Der Nebenvorwärmer 50 ist bevorzugt als eine Kaskade von 2 bis 6 Zyklonwärmetauschern ausgeführt. Das imDosing device 80 is conveyed into the secondary preheater 50. The secondary preheater 50 is preferably designed as a cascade of 2 to 6 cyclone heat exchangers. That in
Nebenvorwärmer 50 vorgewärmte Material wird dem Nebenbehandlungsreaktor 60 zugeführt, welcher bevorzugt als Flugstromcalcinator ausgebildet ist. Das behandelteSecondary preheater 50 preheated material is fed to the secondary treatment reactor 60, which is preferably designed as an entrained flow calciner. That treated
Material wird vom Nebenbehandlungsreaktor 60 in den Nebenmaterialkühler 150 überführt, dort abgekühlt und verlässt diesen als fertiges Produkt.Material is transferred from the secondary treatment reactor 60 to the secondary material cooler 150, cooled there and leaves it as a finished product.
Die im Nebenkühler 150 aufgewärmte Kühlluft wird in dem Nebenbehandlungsreaktor 60 eingebracht, wobei weitere thermischen Energie zugeführt wird, um die Umsetzungen des Materials auszulösen. Das aus dem Nebenbehandlungsreaktor 60 austretende heißeThe cooling air heated in the secondary cooler 150 is introduced into the secondary treatment reactor 60, with further thermal energy being supplied to trigger the conversion of the material. The hot emerging from the secondary treatment reactor 60
Gas wird in den Nebenvorwärmer 50 geführt und gibt dort den Großteil der thermischenGas is fed into the secondary preheater 50 and provides the majority of the thermal energy there
Energie an das mineralische Material ab. Vom Nebenvorwärmer 50 wird das Gas in die dritte Entstaubung 120 geführt. Dort wird in einem ein- oder zweistufigen Verfahren Staub abgeschieden und dieser Staub wird der thermisch isolierten Speichervorrichtung 70 zugeführt.Energy is transferred to the mineral material. The gas is led from the secondary preheater 50 into the third dedusting unit 120. Dust is separated there in a one- or two-stage process and this dust is fed to the thermally insulated storage device 70.
Bezugszeichen 10 Vorrichtung 20 HauptvorwärmerReference number 10 device 20 main preheater
Hauptbehandlungsreaktor erste EntstaubungMain treatment reactor first dedusting
Nebenvorwärmer 60 Nebenbehandlungsreaktor 30 70 Speichervorrichtung 80 Dosiervorrichtung 90 Mühle 100 Mühlenspeichervorrichtung 110 zweite EntstaubungSecondary preheater 60 secondary treatment reactor 30 70 storage device 80 metering device 90 mill 100 mill storage device 110 second dedusting
° BE2022/5066 120 dritte Entstaubung 130 Hauptmaterialkühler 150 Nebenmaterialkühler° BE2022/5066 120 third dust collector 130 main material cooler 150 secondary material cooler
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