CH615655A5

CH615655A5 - Device for burning cement raw material

Info

Publication number: CH615655A5
Application number: CH281075A
Authority: CH
Inventors: Jiri Filous; Josef Plsek; Petr Nemecek
Original assignee: Prerovske Strojirny Np
Priority date: 1974-03-08
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1980-02-15
Also published as: BR7501364A; DE2509127B2; JPS50126022A; GB1454877A; DK142066C; SU655882A1; DE2509127A1; AT346751B; DD119084A1; DK142066B; FR2263204B1; IT1034125B; DK94275A; CS210252B1; JPS5547309B2; ATA137975A; FR2263204A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brennen von Zementrohmaterial im Trockenverfahren bei der Erzeugung von Klinker, wo die Rohstoffkalzinierung überwiegend ausserhalb des Drehofens stattfindet.

Das Brennen von Zementklinker im Trockenverfahren geht meistens in Drehöfen mit vorgereihten Dispersevorwär-mern vor. Aus Gründen der Kostensenkung, besserer Regelung des Betriebes, Automatisierung und Herabsetzung der Arbeitskräfte werden Zementlinien von immer höherer Leistung gebaut. Die Dimensionen des Drehofens sind dann schon genug gross, besonders im Durchmesser, was beträchtliche Schwierigkeiten bei der Erzeugung, beim Transport auf den Bauplatz und bei der eigentlichen Montage bereitet.

Um diesen Schwierigkeiten vorzubeugen, hat man neue Methoden beim Brennen von Zementklinker eingeführt, bei denen zwischen Drehofen und Dispersevorwärmer das Kalziniersystem mit eigener Zuführung des Brennstoffes eingereiht wird. In diesem Kalziniersystem kommt der überwiegende Teil der Kalzinierung zustande, so dass in dem Drehofen nur der Klinkerprozess oder die Endphase des Kalzinierungspro-zesses abläuft. Es wird angeführt, dass bei diesen neuen Methoden des Klinkerbrennprozesses mit abgetrennter Kalzinierung der Drehofen gleiche Dimensionen wie die der Ofenlinie von 50%iger Leistung ohne das Kalzinierungssystem aufweist.

Bei dem Kalzinierungssystem gibt es verschiedene Anordnungen. Im Prinzip bestehen jedoch die meisten Anordnungen aus der eigentlichen Kalzinierkammer, in der das Verbrennen von Brennstoff und der Kalzinierungsprozess erfolgen, und aus dem Abscheidezyklon, wo der kalzinierte Rohstoff von Abfallgasen abgeschieden wird. In die Kalzinierkammer werden Brennstoff, die vorgewärmte Verbrennungs-luft aus dem Kühler, Abfallgase aus dem Sinterofen und das Material aus dem Vorwärmer zugeführt, die mittels der eintretenden Gase im Dispersezustand erhalten werden. Der Wärmeaustausch zwischen Material und den durchgehenden heis-sen Gasen ist unter diesen Bedingungen sehr intensiv, und das Kalziniersystem weist daher im Vergleich mit dem Drehofen verhältnismässig kleine Dimensionen auf. Die Einreihung des Kalziniersystems bedeutet jedoch Erhöhung der Einrichtungsgliederung, es entsteht die Gefahr einer Verklebung, die Bauhöhe wird erhöht, und es entsteht ein höherer Gesamtverlust, was zu einem beträchtlichen Gesamtdruckverlust führt, der die durch die Verkürzung des Drehofens entstandenen Investitionsersparnisse eliminiert.

Beträchtliche Schwierigkeiten stellen bei diesen neuen Methoden Betätigung und Regelung des Ofenlinienbetriebes dar. In der Ofenlinie gibt es zwei Verbrennungsstellen mit einer selbständigen Zuführung von Brennstoff und Luft. Die vorgewärmte Luft aus dem Kühler muss daher einerseits in den Drehofen, andererseits in den Kalzinierofen eingeführt werden.

Es entstehen somit zwei Abzweigungen zur Luftführung, die nicht dieselben Druckverluste aufweisen. Wenn die Gasdurchziehung durch die Ofenlinie mittels eines Ofenlüfters vorgenommen wird, ist es nötig, die Druckverluste beider Abzweigungen der Gasführung mit der nötigen Menge des abgesaugten Gases zu koordinieren. Wenn der Unterschied der Druckverluste beider Abzweigungen beträchtlich gross ist, ist es nötig, in die Abzweigung mit dem höheren Druckverlust ein Gebläse einzureihen. Bei Einreihung des Gebläses ist aus betrieblichen Gründen die Temperatur der der Kalzinierkammer zugeführten Luft herabzusetzen, was eine Erhöhung des Wärmeverbrauches für die Ofenlinie zur Folge hat.

Wenn der Druckverlust beider Abzweigungen nur wenig unterschiedlich ist, muss ein nachträglicher Widerstand eingereiht werden, z.B. eine verjüngte Stelle in dem in die Abzweigung mit niedrigerem Druckverlust führenden Rohr. Dies setzt jedoch die Betriebsverlässlichkeit der Ofenlinie herab, da

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die verjüngte Stelle in dem Rohr für die Abfallgase aus dem Sinterofen installiert wird, wo diese leicht mit dem von den aus dem Ofen kommenden Gasen mitgerissenen Staub verklebt und verstopft werden kann. In all diesen Fällen sind jedoch beide Verbrennungsstellen in Hintereinanderschaltung angeordnet, und ein Eingriff in den Verbrennungsprozess an einer Stelle wird auch die Verbrennung an anderer Stelle beeinflussen.

Als vorteilhafter wird deshalb eine solche Lösung angesehen, bei der jede der Verbrennungsstellen ihren eigenen Gasführungskreis mit eigenem Lüfter hat. Dies erfordert einen Vorwärmer mit zwei Parallel-Abzweigungen, wobei durch die eine Vorwärmabzweigung bloss die Verbrennungserzeugnisse aus dem Sinterofen, durch die andere Verbrennungserzeugnisse aus dem Kalziniersystem geführt werden.

Diese Anordnung ermöglicht eine separate Betätigung beider Verbrennungsstellen. Ein Eingriff in die eine Verbrennungsstelle wird sich nicht auch in der anderen Verbrennungsstelle offenbaren. Bei diesen Anordnungen tritt in die Kalzinierkammer bloss die vorerwärmte Luft ein, und die Abfallgase aus dem Sinterofen werden ausserhalb des Kalziniersystems geführt. Der vorerwärmte Rohstoff aus beiden Vorwärmerabzweigungen wird der Kalzinierkammer entweder direkt durch separate Rohrleitungen oder mittels vorerwärmter Luft zugeführt. Da der Rohstoff in beiden Vorwärmerabzweigungen eine verschiedene Wärmebehandlung erfahren kann, wird eine gründliche Durchmischung und Dispergierung des Rohstoffes erfordert, was jedoch bei den bestehenden Anordnungen nicht hundertprozentig gesichert ist.

Gemäss der in den Ansprüchen definierten Erfindung wird die Gesamtanordnung der Ofenlinie vereinfacht, die Gliederung der Vorrichtung wird herabgesetzt, die Betätigungsmöglichkeit des Wärmeprozesses verbessert und die Gesamtdruckverluste werden herabgesetzt. In der eigentlichen Kalzinierkammer wird eine vollkommene Dispergierung und Vermischung des Rohstoffes in dem ganzen Durchmesser der Kammer sichergestellt. Dies wird dadurch erzielt, dass die Kalzinierkammer koaxial direkt an den Schacht der Vorwärmerabzweigung der Kalzinierkammer und das Rohr zur Abführung des vorgewärmten Rohstoffes aus dem Schacht der Vorwärmerabzweigung des Drehofens an die Rohrleitung der vorgewärmten Luft angeschlossen sind, die in die Kalzinierkammer einmündet. Ein Beispiel für die Ausführung der Erfindung wird in den Zeichnungen 1-4 veranschaulicht. Fig. 1 zeigt die erfindungsgemässe Anordnung der ganzen Verbrennungslinie, Fig. 2-4 geben eine alternative Anordnung der Kalzinierkammer und deren Verbindung mit dem respektiven Vorwärmerschacht wieder.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist durch einen Drehofen 1, mit Klinkerkühler 4, Kalzinierkammer 5 und einem schachtförmigen Dispersevorwärmer in der Ausführung mit zwei Abzweigungen ausgebildet. Das Material wird den kleinen Schächten 10 und 12 beider Parallelvorwärmerabzweigungen 29 und 30 in der Menge gemäss der Wärmekapazität der durchgehenden Gase zugeführt. Es wandert weiter durch die Zyklonsysteme 11 und 13 und durch die Gegenstrom-schächte 2 und 3 des Vorwärmers. Das vorgewärmte Material aus dem Schacht 2 des Vorwärmers wandert über den in dessen unterem Teil angeordneten kegelförmigen Übergang 28 direkt in die Kalzinierkammer 5. Das vorgewärmte Material aus dem Schacht 3 des Vorwärmers sammelt sich in dem kegelförmigen Schütttrichter 24 an, aus der durch das Rohr 9 mit Verschluss 21 in die Rohrleitung 7 der vorgewärmten Verbrennungsluft geführt und mit diesem zusammen der Kalzinierkammer 5 zugeführt wird. Das von den Gasen nicht mitgenommene Material, evtl. Splitter aus der Ausmauerung des Vorwärmerschachtes 3, fallen durch den vertikalen Teil des Rohres 7 nach unten und werden durch das Rohr 23 mit Verschluss 22 in den Kopf 25 des Drehofens 1 eingeführt. In der Kalzinierkammer 5 kommt der überwiegende Teil des Kalzinierprozesses mit Ausnützung der Wärme, die durch die Verbrennung des mittels Brenner 18 aufgegebenen Brennstoffes .entstanden ist, zustande und das kalzinierte Material wird durch das Rohr 8 mit Verschluss 20 in den Kopf 25 des Drehofens 1 eingeführt. In dem Drehofen 1 wird der Kalzinierpro-zess beendigt und der Sinterprozess kommt zustande, wobei die Wärme, die durch die Verbrennung des mittels Brenner 19 aufgegebenen Rohstoffes entstanden ist, ausgenutzt wird. Der gebrannte Klinker wird von der Luft in dem Klinkerkühler 4 gekühlt.

Die vorerwärmte Luft aus dem Klinkerkühler 4 wandert einerseits direkt in den Drehofen 1, andererseits wird sie direkt durch die Rohrleitung 7 in die Kalzinierkammer 5 geführt. Die Abfallgase aus dem Drehofen 1 werden durch die Rohrleitung 6 tangential dem Vorwärmschacht 3 zugeführt, wo sie unter gleichzeitiger Vorwärmung durch den Gegen-stromschacht 3 den kleinen Schacht 12, das Zyklonsystem 13 strömen und durch das Rohr 16 mittels Lüfter 17 abgeführt werden. Die Abfallgase aus der Kalzinierkammer 5, d.h. die bei der Verbrennung des Brennstoffes entstandenen Verbrennungserzeugnisse und C02, das bei der Kalzinierung des Rohstoffes gelöst worden ist, werden über den kegelförmigen Übergang 28 in den Vorwärmer eingeführt, wo sie durch den Gegenstromschacht 2, den kleinen Schacht 10 und das Zyklonsystem 11 ziehen, wobei sie einen Teil ihrer Wärme dem Rohstoff übergeben und weiter durch das Rohr 14 mittels Lüfter 15 abgeführt werden.

Die Form und Anordnung der Kalzinierkammer 5 ist in den Fig. 2, 3 und 4 veranschaulicht. Die Kalzinierkammer 5 ist durch den zylindrischen Teil 26, der in einen kegelförmigen Schütttrichter 27 übergeht, ausgebildet. Der Durchmesser des zylinderförmigen Teiles 26 ist mindestens so gross wie der Durchmesser des anschliessenden Vorwärmschachtes 2. Das Rohr 7 für die Zuführung der vorgewärmten Luft mündet tangential in der Stelle des zylindrischen Teiles 26 (s. Fig. 4) ein.

Die entstandenen Rauchgase treten axial aus der Kalzinierkammer 5 in dem oberen Teil aus und werden über den kegelförmigen Übergang 28 in den Vorwärmschacht 2 geführt. Der kegelförmige Übergang 28 des Schachtes 2 hat die Form eines sich nach unten verjüngenden Kegels mit grösstem Durchmesser, der gleich dem Durchmesser des Vorwärmschachtes 2 (s. Fig. 2) ist, oder die Form eines sich nach unten verbreiternden Kegels mit grösstem Durchmesser, der dem Durchmesser des zylindrischen Teiles 26 der Kalzinierkammer 5 (s. Fig. 3) entspricht. Evtl. kann die Verbindung des Vorwärmerschachtes 2 mit dem zylindrischen Teil 26 der Kalzinierkammer 5 ohne den kegelförmigen Übergang 28 vorgenommen werden. Das vorgewärmte Material aus dem Schacht 2 des Vorwärmers tritt in die Kalzinierkammer 5 axial über den kegelförmigen Übergang 28 gegen den Strom heisser Gase ein. Das Material aus dem Schacht 3 des Vorwärmers tritt in die Kalzinierkammer 5 tangential zusammen mit dem vorgewärmten Luftstrom ein. Die Brenner 18 für die Zuführung von Brennstoff können entweder auf der oberen Fläche des zylindrischen Teiles 26 (s. Fig. 2) oder an dem Umfang des kegelförmigen Übergangs 28 (s. Fig. 3) angeordnet werden. Die Brenner 18 für die Zuführung von Brennstoff sind immer in Richtung des mittleren Raumes der Kalzinierkammer 5 geneigt.

Das Material tritt also in die Kalzinierkammer 5 in zwei Strömen ein. Einer der Ströme tritt tangential, der andere axial ein. Der tangentiale Rohstoffstrom bewegt sich in der Nähe der Ausmauerung und schützt sie derart gegen den direkten Einfluss der Flamme.

Die Materialmenge in den einzelnen Strömen ist durch die Wärmekapazität der in die diesbezüglichen Vorwärmerabzweigungen eintretenden Abfallgase gegeben. Da der Kalzi-

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nierkammer 5 mehr Brennstoff zugeführt wird, wird die Abgasmenge aus der Kalzinierkammer 5 grösser sein als die Gasmenge aus dem Drehofen 1. Demgegenüber ist die übliche Temperatur der Abgase aus dem Drehofen 1 höher als die der aus der Kalzinierkammer 5 kommenden Gase. Trotzdem wird jedoch die Wärmekapazität der Abfallgase aus der Kalzinierkammer 5 höher sein als die der Abfallgase aus dem Drehofen 1. Deswegen wird auch die in den Schacht 3 des Vorwärmers aufgegebene Materialmenge niedriger sein. In die Rohrleitung 7 der vorerwärmten Luft wird dann weniger als eine Hälfte der gesamten Materialmenge aufgegeben und jedwede Schwierigkeiten mit dem mitgenommenen Rohstoff in die Kalzinierkammer 5 entfallen somit. Aus den obigen Ausführungen geht auch hervor, dass der Materialhauptanteil in die Mitte der Kalzinierkammer, wo man den Brennstoff einspritzt, eingeführt wird.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung kommt es in der Kalzinierkammer zu einer vollkommenen Zerstreuung und Durchmischung des Rohstoffes, und der ganze Durchschnitt der Kalzinierkammer wird derart ausgenutzt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt darin, dass die Anordnung der Ofenlinie wesentlich vereinfacht ist, was bei Ofenlinien von hohen Leistungen, wo der Rohstoffvorwärmer in der Ausführung mit zwei Abzweigungen gebraucht wird, besonders vorteilhaft ist. Die Kalzinierkammer ist in der Verlängerung des Schachtes der einen Vorwärmerabzweigung angeordnet, mit welcher sie ein Ganzes bildet. Ein Verbin-5 dungsrohr für Material und Gas entfällt somit. Die Gliederung der Einrichtung ist kleiner, was den Wärmeverlust vermindert und Herabsetzung des gesamten Widerstandes der Ofenlinie zur Folge hat. Die erfindungsgemässe Anordnung ermöglicht nötigenfalls auch einen Betrieb mit 50%iger Leistung mit ein-10 gereihter entsprechender Vorwärmerabzweigung.

In diesem Fall ist die Vorwärmerabzweigung zusammen mit der Kalzinierkammer aus dem Betrieb ausgeschlossen, und aus dieser Abzweigung werden keine Gase mehr mittels Lüfter abgezogen. Das vorgewärmte Material aus dem Schacht 15 des Vorwärmers, das in die Rohrleitung eingeführt wird, die in diesem Fall keine Luft durchströmt, fällt in ein Rohr, durch das dieses Material zur weiteren Behandlung in den Drehofen eingeführt wird. Diese Betriebsweise ist vorzugsweise in denjenigen Fällen, wo es zur Störung in der Kalzinierkammer 20 kommt (Verklebung, Ausfall der Ausmauerung usw.), anzuwenden und kann auch während einer Reparatur angewendet werden.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zum Brennen von Zementrohmaterial, ausgebildet aus einem Schachtvorwärmer in der Ausführung mit zwei parallelen Abzweigungen, Kalzinierkammer, Sinterofen und Klinkerkühler, wobei die Abgase aus dem Sinterofen der einen Vorwärmerabzweigung und die Abgase aus der Kalzinierkammer der anderen Vorwärmerabzweigung mittels separater Lüfter zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierkammer (5) koaxial direkt an den Schacht (2) der Vorwärmerabzweigung der Kalzinierkammer (5) und das Rohr (9) zur Abführung des vorgewärmten Rohstoffes aus dem Schacht (3) der Vorwärmerabzweigung des Drehofens (1) an die Rohrleitung (7) der vorgewärmten Luft angeschlossen sind, die in die Kalzinierkammer (5) einmündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schacht (2) der Vorwärmerabzweigung der Kalzinierkammer (5) in seinem unteren Teil mit einem kegelförmigen Übergang (28) versehen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierkammer (5) durch einen zylinderförmigen Teil (26) von einem Mindestdurchmesser wie der Schacht (2) der Vorwärmerabzweigung der Kalzinierkammer (5) ausgebildet ist, an den ein kegelförmiger Schütttrichter (27) angeschlossen ist, wobei die Zuführungsleitung (7) der vorgewärmten Luft tangential in den zylinderförmigen Teil (26) einmündet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelförmige Übergang (28) des Schachtes (2) der Vorwärmerabzweigung der Kalzinierkammer (5) nach unten verjüngt ist, wobei sein grösster Durchmesser dem Durchmesser dieses Schachtes (2) gleichkommt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelförmige Übergang (28) des Schachtes (2) der Vorwärmerabzweigung der Kalzinierkammer (5) nach unten verbreitet ist, wobei sein grösster Durchmesser dem Durchmesser des zylinderförmigen Teiles (26) der Kalzinierkammer (5) gleichkommt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (18) zur Zuführung des Brennstoffes in der Richtung nach unten zum Mittelraum der Kalzinierkammer (5) geneigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (18) zur Zuführung von Brennstoff in die Kalzinierkammer (5) auf der oberen Fläche des zylinderförmigen Teiles (26) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (18) zur Zuführung von Brennstoff in die Kalzinierkammer (5) an dem Umfang des zylinderförmigen Teiles (26) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2,3 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (18) zur Zuführung von Brennstoff in die Kalzinierkammer (5) an dem Umfang des kegelförmigen Übergangs (28) des Schachtes (2) der Vorwärmerabzweigung der Kalzinierkammer (5) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (7) zur Zuführung der vorgewärmten Luft in die Kalzinierkammer (5) über ein mit einem Verschluss (22) versehenes Rohr (23) zur Zuführung des vorgewärmten Rohstoffes mit dem Ofenkopf (25) des Drehofens (1) verbunden ist, wobei sich die Verbindungsstelle der Rohrleitung (7) und des Rohres (23) zur Zuführung des vorgewärmten Rohstoffes in den Ofenkopf (25) unter der Einmündung des Rohres (9) zur Abführung des vorgewärmten Rohstoffes aus dem Schacht (3) der Vorwärmerabzweigung des Drehofens (1) befindet.