CH618004A5

CH618004A5 -

Info

Publication number: CH618004A5
Application number: CH25077A
Authority: CH
Inventors: Jorn Dipl Ing Touborg
Original assignee: Smidth & Co As F L
Priority date: 1976-01-12
Filing date: 1977-01-10
Publication date: 1980-06-30
Also published as: ES454943A1; DK9077A; AU2114277A; DE2700710C2; GB1508721A; US4101336A; NO144381B; ES460831A1; SE417817B; BR7700180A; JPS5287726A; SU847910A3; ZA7725B; MX144715A; CA1071863A; AU500405B2; NL7700068A; PT66057A; SE7700217L; DE2700710A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Brennen pulverförmiger Rohmaterialien gemäss den Ansprüchen 1 bzw. 9.

Unter dem im folgenden verwendeten Ausdruck «Verunreinigungen» sind nicht nur Alkaliverbindungen, sondern auch Chlor und Schwefel zu verstehen.

Wenn ein Vorwärmer aus einem Strang, der Vorwärmluft in der Form von Abgas des Ofens aufnimmt, und einem zweiten Strang, der Vorwärmgase durch den Kalzinator hindurch aufnimmt, besteht, sammeln sich Verunreinigungen in der Form von Staub oder Ablagerungen an dem zu behandelnden Material in den Vorwärmerstufen, und sind die Verunreinigungen verantwortlich für die Bildung von Verstopfungen in den Zyklonen und in Steigleitungen in einem kritischen Temperaturbereich, insbesondere in dem Ofenstrang, in dem die Verunreinigungskonzentrationen viel kritischer sind als in dem Kalzinatorstrang, und zwar wegen der in dem Ofen freigesetzten flüchtigen Verunreinigungen.

Es wurde festgestellt, dass der Grund für die Bildung von Verstopfungen in der Tatsache besteht, dass dann, wenn die Temperatur der Rohmaterialien unterhalb der Zyklone und im Ofen ansteigt, die Alkali-, Schwefel- und Chlorverbindungen verdampfen und mit den Ofengasen in die Zyklone hinein im Gegenstrom zu den Rohmaterialien eingezogen werden, und dass bei Erreichung niedrigerer Temperaturen die flüchtigen Verunreinigungen einer Kondensierung und Verfestigung an kalten Oberflächen in dem Vorwärmer oder an Rohmaterialpartikeln beim Vorbeiströmen ausgesetzt sind.

In der Kondensierungsphase bewirken die Verunreinigungen, dass ein Teil der Rohmaterialien aneinanderklebt und dass sehr schnell eine vollständige Verstopfung entsteht.

Es ist bekannt, einen Teil der Ofenabgase dem Staubabscheider im Bypass zum Vorwärmer zuzuführen, um den Verunreinigungsgehalt zu reduzieren, der sich ansonsten ansammeln würde. Jedoch besteht immer noch eine grosse Gefahr der Verstopfung des Vorwärmers, da die Anlage in bevorzugter Weise mit einem minimalen Bypass betrieben werden sollte, um die Erfordernisse einer wirtschaftlichen Betriebsweise zu erfüllen.

Der einfachste, jedoch kostspieligste Weg zur Überwindung der Schwierigkeiten mit den Verunreinigungen in den Zyklonen besteht in der Abführung der gesamten Ofengase und in der ausschliesslichen Verwendung von Kühlabluft zum Vorwärmen des Rohmaterials, das durch den Zyklonvorwärmer nach unten strömt.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Reduzierung der Verunreinigungskonzentrationen in den Zyldonen und Steigleitungen und folglich in einer Reduzierung der Gefahr von Verstopfungen.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung die in den Ansprüchen 1 und 9 genannten Merkmale vor.

In äusserst einfacher Weise kann der von dem Kalzinatorstrang stammende Materialstrom, der dem untersten Zyklon des Ofenstrangs zugeführt wird, von dem vorletzten Zyklon des Kalzinatorstrangs aus in eine Steigleitung eingeführt werden, die von dem Ofen zum untersten Zyklon des Ofenstranges führt.

Wenn die Anlage gemäss diesem neuen erfindungsge-mässen Verfahren betrieben wird, wird geringe Verunreini5

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gungen enthaltendes Material fortlaufend von dem Kalzinatorstrang dem untersten Zyklon des Ofenstrangs zugeführt, wo, da dieser Strang mit Verunreinigungen verhältnismässig ungesättigt ist, eine besonders wirkungsvolle Aufnahme von Verunreinigungen aus den Ofenabgasen stattfindet. Hierdurch wird die Ablagerung von Verunreinigungen weiter oben in dem Ofenstrang, die ansonsten stattfinden würde, in beträchtlicher Weise reduziert.

Vorzugsweise wird das gesamte vorgewärmte Material sowohl des Kalzinatorstranges als auch des Ofenstranges in den untersten Zyklon des Ofenstranges eingeführt, d. h. in der Praxis in die Steigleitung zwischen dem Ofen und dem untersten Zyklon, da dies hinsichtlich der Wirksamkeit zu einem maximalen Ausmass bei der Reduzierung der Ofenabgastemperatur bei Berührung mit dem Material mit einer sich hieraus ergebenden Abscheidung von Alkalidämpfen auf den Materialpartikeln führt. Wenn jedoch der Strom der Ofenabgase oben in der Steigleitung nicht ausreicht, die gesamte Menge des Rohmaterials mitzunehmen, kann es notwendig sein, einen Teil des Rohmaterials dem Kalzinator zuzuführen, ohne durch den untersten Zyklon des Ofenstranges geführt zu werden. In diesem Fall handelt es sich in bevorzugter Weise bei demjenigen Material, das teilweise oder gänzlich direkt dem Kalzinator unter Umgehung des untersten Zyklons des Ofenstranges zugeführt wird, um das von dem vorletzten Zyklon des Ofenstranges stammende Material. Dies ist vorteilhaft, da je grösser die Menge des wenig Verunreinigungen enthaltenden Materials des Kalzinatorstranges, das dem untersten Zyklon des Ofenstrangs zugeführt werden kann, anstelle einer äquivalenten Menge des Materials des Ofenstranges ist, um so grösser die aus den Ofenabgasen mittels des Materials an dieser Stelle entnommene Menge an Verunreinigungen ist. Diese Überlcreuz-Ver-bindung zwischen den beiden Vorwärmersträngen führt offensichtlich zu einer Zunahme des Verunreinigungsgehalts in dem Kalzinatorstrang, jedoch überschreitet die Konzentration keinesfalls diejenige des Ofenstrangs, und wird ein grösserer Gesamtverunreinigungsausgleich zwischen den Strängen erreicht.

Ein weiterer durch die Überkreuz-Verbindung der Materialströme erreichter Vorteil besteht darin, dass ein weniger reines Rohmaterial und ein billigeres Brennstofföl mit einem höheren Schwefelgehalt als bisher verwendet werden können.

In bevorzugter Weise sollten die Materialströme in den Vorwärmersträngen ein gegenseitiges Massenverhältnis besitzen, das demjenigen der durch die Stränge hindurchgeführten Luftströme entspricht, was in vorteilhafter Weise bei einer Hindurchführung von im wesentlichen zwei Drittel der Kühlerabluft durch den Kalzinatorstrang und im wesentlichen ein Drittel durch den Ofenstrang erreicht werden kann. Ein Teil des durch den Ofen hindurchtretenden Luftstroms kann direkt dem Ofenstrang zugeführt werden, während ein zweiter Teil von etwa 15 % der Kühlerabluft im Bypass zum Vorwärmer geführt und der Atmosphäre oder einem Staubabscheider zur Abscheidung von Verunreinigungen enthaltendem Staub aus dem Luftstrom oder einer Mühle zugeführt wird.

Die Erfindung umfasst aber auch eine Anlage zur Durchführung des neuen Verfahrens mit einem Mehrstrang-Zyklonvorwärmer mit einem an einem Ofen angeschlossenen Ofenstrang und einem Kalzinatorstrang, mit einem in einer zum untersten Zyklon des Kalzinatorstranges geführten Steigleitung angeordneten Kalzinator und mit einem Kühler mit einer Leitung zur Unterteilung der Kühlerabluft des Kühlers und zur Weiterführung zum Teil zum Ofen und zum anderen Teil zum Kalzinatorstrang, gekennzeichnet durch Mittel zur Weiterführung von Material aus dem in Materialstromrichtung vorletzten Zyklon des Kalzinatorstrangs zu einer Steigleitung zwischen dem Ofen und dem untersten Zyklon des Ofenstranges, durch Mittel zur Weiterführung von Material aus dem untersten Zyklon des Ofenstranges zu dem Kalzinator und durch Mittel zur Weiterführung von Material von dem untersten Zyklon des Kalzinatorstrangs zu dem Ofen.

In den schematischen Zeichnungen sind zwei Beispiele einer erfindungsgemäss gestalteten und arbeitenden Anlage und eine herkömmliche Anlage zu Vergleichszwecken dargestellt, im einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer bekannten Doppelstrang-, vierstufigen Vorkalzinieranlage und

Fig. 2 und 3 entsprechende Ansichten einer Ausführungsform einer Anlage zum Durchführen des erfindungsgemäs-sen V vrfahrens.

Fig. 1 zeigt eine übliche Doppelstrang-Vorkalzinieranlage mit vier Stufen lk bis 4k eines Ofenstranges und lc bis 4c eines Kalzinatorstranges, bei der das zu behandelnde Rohmaterial bei 51c und 5c den Steigleitungen 6k bzw. 6c aufgegeben und anschliessend in der Vorerwärmungsluft suspendiert wird, die von den zweiten Zyklonen 2k und 2c zu den ersten oder obersten Zyklonen lk bzw. lc strömt. In dem ersten Zyklon wird das Material aus dem Gas separiert und in die Steigleitung eingeführt, die den dritten und zweiten Zyklon verbindet, und die Verfahrensschritte der Separierung und Suspendierung werden anschliessend wiederholt.

Aus den Zyklonen 3c und 4k wird das vorerwärmte Material in einen Kalzinator 7 in der Steigleitung zu dem Zyklon 4c eingeführt, in welchem Kalzinator die Kalzina-tion stattfindet.

Anschliessend wird das kalzinierte Material in den Zyklonenseparator 4c eingebracht, getragen von der Vorerwärmungsluft des Kühlers 8, und aus der Luft vor der Einbringung in den Ofen 9 separiert.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage wird das Rohmaterial vorerwärmt und vorkalziniert im wesentlichen in der gleichen Weise, wie dies für die Anlage der Fig. 1 dargestellt ist, jedoch wird das gesamte in dem Zyklon 3k vorerwärmte Material in den Kalzinator 7 eingeführt, und wird eine entsprechende Menge des in dem Zyklon 3c vorerwärmten Materials in die Steigleitung eingeführt, die den Ofen 9 mit dem Zyklon 4k verbindet.

Bei einem Beispiel werden 70 % der Kühlluft durch den Kalzinatorstrang geführt und werden die verbleibenden 30 % in dem Ofen als sekundäre Verbrennungsluft verwendet. Die Hälfte der Ofenabgase wird bei 10 im Bypass zum Vorwärmer geführt und strömt durch einen Abscheider^ einen Skrubber, eine Mühle oder dergleichen, und die andere Hälfte wird direkt in den Ofenstrang eingeführt und durch diesen hindurchgeführt.

Das Massenverhältnis zwischen dem dem Ofenstrang zugeführten Rohmaterial und dem dem Kalzinatorstrang zugeführten Rohmaterial liegt bei 15:70, und die Reduzierung der Chloridansammlung im Ofenstrang liegt bei etwa 25 % bei Vergleich der Anlage der Fig. 2 mit derjenigen der Fig. 1 bei im übrigen gleichen Verhältnissen.

Die entsprechende unvermeidbare Zunahme der Chloridansammlung im Kalzinatorstrang ist fast vernachlässigbar. Bei dem vorstehenden Beispiel beträgt sie 1 bis 2 %.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausbildung der Anlage, bei der die Ofenabgase, die in eine Steigleitung 131c und anschliessend in den unteren Zyklon 4k des Ofenstranges eintreten, ausreichen, das gesamte Rohmaterial der beiden Vorwärmerstränge mitzunehmen. Folglich strömt das Material in dem Kalzinatorstrang aus dem vorletzten Zyklon 3c durch eine Leitung 11c hindurch und vereinigt sich dann mit dem Material des Ofenstrangs, das aus dem vorletzten Zyklon 3k über eine Leitung 12k austritt, und zwar bevor die-

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ses Material in die Steigleitung 13k abgegeben wird. Das Material wird mitgenommen und in den Separator eingeführt, der von dem unteren Zyklon 4k des Ofenstrangs gebildet ist, von wo das Material zu dem Kalzinator 7 gelangt. Danach findet eine Separierung statt, nachdem mindestens eine Teilkalzinierung ausgeführt worden ist, und zwar in dem von dem unteren Zyklon 4c des Kalzinatorstrangs gebildeten Separator für die Einführung in den Ofen 9 wie zuvor.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Brennen pulverförmiger Rohmaterialien in einer Anlage mit einem Mehrstrang-Zyklonvorwärmer, mit einem Ofen und einer Kühlereinheit zum Kühlen des gebrannten Materials mit Hilfe von Luft, die anschliessend in zwei Ströme unterteilt wird, deren einer als Verbrennungsluft zum Ofen und deren anderer als Verbrennungsluft zu einem Kalzinator eingespeist wird, wonach mindestens ein Teil der Abgase des Ofens als Heizgas in einem Ofenstrang und die Abgase des Kalzinators als Heizgas in einem Kalzinatorstrang des Vorwärmers verwendet werden, wobei das zu behandelnde Rohmaterial jeweils am oberen Ende der Vorwärmerstränge eingeführt wird, anschliessend in dem Kalzinator kalziniert wird, danach in den Ofen zur Sinterung eingeführt wird und schliesslich in der Kühlereinheit abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Tnindp.stp.ns ein Teil des aus dem Kalzinatorstrang stammenden Materialstroms dem untersten Zyklon des Ofenstrangs zugeführt wird, und zwar vor der Einführung in den Kalzinator,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Kalzinatorstrang stammende Materialstrom, der dem untersten Zyklon des Ofenstrangs zugeführt wird, von dem in Materialstromrichtung vorletzten Zyklon des Kalzinatorstrangs aus in eine Steigleitung eingeführt wird, die von dem Ofen zu dem untersten Zyklon des Ofenstrangs führt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Materialstroms des in Materialstromrichtung vorletzten Zyklons des Ofenstrangs dem Kalzinator zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Materialstrom des in Materialstromrichtung vorletzten Zyklons des Ofenstrangs dem Kalzinator zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialströme in den Vorerwärmersträngen ein gegenseitiges Massenverhältnis im wesentlichen entsprechend demjenigen der durch die Stränge hindurchgeführten Gasströme besitzen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen ein Drittel der Kühlerabluft zum Ofen geführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Ofenabgasstroms dem Ofenstrang zugeführt wird, während ein zweiter Teil ohne den Ofenstrang zu durchsetzen abgeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil des Ofenabgasstroms durch eine Mühle hindurchgeführt wird.

9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, mit einem Mehrstrang-Zyklonvorwärmer mit einem an einem Ofen (9) angeschlossenen Ofenstrang (lk bis 4k) und einem Kalzinatorstrang (lc bis 4c), mit einem in einer zum untersten Zyklon (4c) des Kalzinatorstrangs (lc bis 4c) geführten Steigleitung angeordneten Kalzinator (7) und mit einem Kühler (8) mit einer Leitung zur Unterteilung der Kühlerabluft zur Weiterführung zum Teil zum Ofen (9) und zum anderen Teil zum Kalzinatorstrang (lc bis 4c), gekennzeichnet durch Mittel (11c) zur Weiterführung von Material aus dem in Materialstromrichtung vorletzten Zyklon (3c) des Kalzinatorstrangs (lc bis 4c) zu einer Steigleitung zwischen dem Ofen (9) und dem untersten Zyklon (4k) des Ofenstrangs (lk bis 4k), durch Mittel zur Weiterführung von Material aus dem untersten Zyklon (4k) des Ofenstrangs (lk bis 4k) zu dem Kalzinator (7) und durch Mittel zur Weiterführung von Material von dem untersten Zyklon (4c) des Kalzinatorstrangs (lc bis 4c) zu dem Ofen (9).

10. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel (11k) zur Weiterführung von Material von dem in Materialstromrichtung vorletzten Zyklon (3k) des Ofenstrangs (lk bis 4k) zu dem Kalzinator (7).