CH621755A5

CH621755A5 - Process for burning cement clinker and equipment for carrying out this process

Info

Publication number: CH621755A5
Application number: CH542176A
Authority: CH
Inventors: Jiri Filous; Petr Nemecek; Josef Plsek; Cestmir Wykrent
Original assignee: Prerovske Strojirny Np
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1981-02-27
Also published as: HU176302B; CS179624B1; GB1490966A; FR2309486A1; FR2309486B1; ATA286076A; DK180776A; DD123943A1; BR7602654A; RO72152A; JPS51149316A; YU104676A; SU737381A1; AT363841B; DE2618489B2; DE2618489A1

Description

Die Erfindung betrifft das Verfahren zum Brennen von Zementklinker in trockenem Verfahren mit Vorkalzinierung des Rohstoffes und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. The invention relates to the method for firing cement clinker in a dry method with precalcination of the raw material and a device for performing this method.

Die bisher bekannten Anordnungen der Ofenlinien mit Vorkalzinierung können prinzipiell in zwei Gruppen unterteilt werden. In die erste Gruppe gehören Ofenlinien der sogenannten Einstromanordnung, wo sich die Abfallgase aus beiden Feuerungen vor dem Eintritt in den Vorwärmer vermischen. The previously known arrangements of the furnace lines with precalcination can in principle be divided into two groups. The first group includes furnace lines of the so-called single-flow arrangement, where the waste gases from both furnaces mix before entering the preheater.

Beide Feuerungen sowohl in dem Drehrohrofen als auch in dem Kalzinierungssystem sind in diesem Falle gegeneinander serienweise gereiht, jeder Eingriff in der einen Feuerung offenbart sich auch in der anderen Feuerung. Die Regulierung beider Verbrennungsstellen ist in diesem Falle ziemlich anspruchsvoll. In this case, both furnaces, both in the rotary kiln and in the calcining system, are arranged in series against each other; each intervention in one furnace is also revealed in the other furnace. The regulation of both combustion points is quite demanding in this case.

Die zweite Gruppe bilden die Ofenlinien der sogenannten Zweistromanordnung, wo sich die Abfallgase aus beiden Feuerungen vor dem Eintritt in den Vorwärmer nicht vermischen. Es entstehen hier zwei Abzweigungen der Gasführung: die eine ist durch den Drehrohrofen und durch eine Abzweigung des Vorwärmers ausgebildet, die zweite besteht aus der Rohrleitung der Sekundärluft, dem Kalziniersystem und der zweiten Abzweigung des Vorwärmers. Die Gase werden durch jede Abzweigung durch einen separaten Lüfter durchgezogen, was eine verhältnismässig einfache und unabhängige Regulierung beider Verbrennungsstellen ermöglicht. The second group consists of the furnace lines of the so-called two-stream arrangement, where the waste gases from both furnaces do not mix before entering the preheater. There are two branches of the gas duct here: one is formed by the rotary kiln and by a branch of the preheater, the second consists of the pipeline of the secondary air, the calcination system and the second branch of the preheater. The gases are drawn through each branch by a separate fan, which enables relatively simple and independent regulation of both combustion points.

Diese Anordnung der Ofenlinie erfordert eine Installierung des Vorwärmers in einer Ausführung mit zwei Abzweigungen. Durch die eine Abzweigung des Vorwärmers werden Abfallgase aus dem Kalziniersystem geführt. Vom Standpunkte der Konstruktion, Projektierung und der Erzeugung ist es vom Vorteil, wenn beide Vorwärmerabzweigungen vom gleichen Ausmasse sind. In diesem Falle ist es jedoch schwierig deren annähernd gleiche Wärme- und lufttechnische Belastung zu sichern. Die Menge der Abfallgase aus dem Drehrohrofen ist bei einem vorausgesetzten Kalzinierungsgrad 80-90% im Kalzinierungssystem beträchtlich niedriger, als die Gasmenge aus dem Kalziniersystem. Die Temperatur der Abfallgase aus dem Drehrohrofen ist zwar höher als die Gastemperatur aus dem Kalziniersystem, trotzdem jedoch ist der Wärmegehalt der Gase am Austritt aus dem Drehrohrofen kleiner. Um ökonomisch die Wärme der Abfallgase aus beiden Abzweigungen des Vorwärmers auszunützen, wird die in die einzelnen Abzweigungen des Vorwärmers aufgegebene Materialmenge im Verhältnis der Wärmegehalte der eintretenden Gase gewählt. In einem hinter dem Drehrohrofen eingeschalteten Vorwärmer haben die Gase einen niedrigeren Wärmegehalt und es besteht hier eine niedrigere Materialmenge. Dies hat jedoch ein unterschiedliches Verhalten beider Abzweigungen des Vorwärmers zur Folge, die Abzweigung des Vorwärmers hinter dem Kalziniersystem ist überlastet, während die Vorwärmerabzweigung hinter dem Drehrohrofen nicht genügend belastet ist. This arrangement of the furnace line requires the preheater to be installed in a two branch design. One branch of the preheater leads waste gases from the calcining system. From the standpoint of design, project planning and production, it is advantageous if both preheater branches are of the same size. In this case, however, it is difficult to secure their approximately equal thermal and ventilation loads. The amount of waste gases from the rotary kiln is considerably lower than the amount of gas from the calcining system with a presumed degree of calcination 80-90% in the calcining system. Although the temperature of the waste gases from the rotary kiln is higher than the gas temperature from the calcining system, the heat content of the gases at the outlet from the rotary kiln is lower. In order to economically utilize the heat of the waste gases from both branches of the preheater, the amount of material fed into the individual branches of the preheater is selected in relation to the heat content of the incoming gases. In a preheater switched on behind the rotary kiln, the gases have a lower heat content and there is a lower amount of material here. However, this results in a different behavior of both branches of the preheater, the branch of the preheater behind the calcining system is overloaded, while the preheater branch behind the rotary kiln is not sufficiently loaded.

Um beide Vorwärmerabzweigungen gleichmässig zu belasten, ist es nötig, mit einem höheren Anteil von Brennstoff und einem höheren Kalzinierungsgrad im Drehofen zu arbeiten, was eine Einschränkung der spezifischen Leistung des Drehrohrofens zur Folge hat. Der Drehrohrofen muss grösser entworfen werden, und die Möglichkeiten einer Kalzinierung des Rohstoffes im Kalziniersystem sind dann nicht genügend ausgenützt. In order to load both preheater branches equally, it is necessary to work with a higher proportion of fuel and a higher degree of calcination in the rotary kiln, which results in a restriction of the specific performance of the rotary kiln. The rotary kiln has to be designed larger, and the possibilities of calcining the raw material in the calcining system are then not sufficiently exploited.

Die angeführten Nachteile werden durch die erfindungsge-mässe Lösimg im wesentlichen beseitigt. Das erfindungsge-mässe Verfahren zum Brennen von Zementklinker, bei welchem das Material zuerst in einem Vorwärmungssystem vorgewärmt, danach in einem Kalziniersystem mit separater Zuführung von Brennstoff und Luft kalziniert und dann gebrannt und gekühlt wird, ist im Patentanspruch 1, die Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens im Patentanspruch 2 definiert. The disadvantages mentioned are essentially eliminated by the solution according to the invention. The method according to the invention for firing cement clinker, in which the material is first preheated in a preheating system, then calcined in a calcining system with a separate supply of fuel and air and then fired and cooled, is the device for carrying out the inventive method Process defined in claim 2.

Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung wird also eine gleichmässige Belastung beider Vorwärmerabzweigungen und eine volle Ausnützungsmöglichkeit einer Kalzinierung des Rohstoffes in dem Kalzinierungssystem erreicht. Durch Variierung der den beiden Abzweigungen des Kalzinierungssystems und dem Drehrohrofen zugeführten Brennstoffmenge kann das Betriebsregim derart eingestellt werden, dass beide Abzweigungen des Kalzinierungssystems und des Vorwärmers mit voller Belastung arbeiten, was wieder ermöglicht die The device according to the invention thus achieves a uniform load on both preheater branches and a full possibility of utilizing a calcination of the raw material in the calcination system. By varying the amount of fuel supplied to the two branches of the calcining system and the rotary kiln, the operating regime can be set in such a way that both branches of the calcining system and the preheater operate at full load, which in turn enables the

2 2nd

5 5

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

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3 3rd

Dimensionen des Drehrohrofens auf das Minimum herabzusetzen. Reduce the dimensions of the rotary kiln to the minimum.

Es gibt hier zwei separate Abzweigungen der Gasführung. In der einen Abzweigung der Gasführung gibt es nur eine Brennstelle und zwar in der einen Kalzinierkammer, in der s zweiten Abzweigung gibt es zwei Brennstellen und zwar im Drehrohrofen und in der zweiten Kalzinierungskammer. Dieser Kalzinierungskammer wird die nötige Brennluft durch den Drehrohrofen zugeführt, deshalb ist es nicht nötig die vom Kühler abgenommene Luft zu teilen eventuell eine weitere 10 Luftführung aus dem Kühler zu installieren. Ein Regulieren beider Verbrennungsstellen in dieser Abzweigung wird keine Betriebsschwierigkeiten verursachen, weil es sich nicht um zwei Abzweigungen mit unterschiedlichen Druckverlusten handelt. is There are two separate branches of the gas duct here. In one branch of the gas duct there is only one burning point, namely in one calcining chamber, in the second branch there are two burning points, namely in the rotary kiln and in the second calcining chamber. This calcination chamber is supplied with the necessary combustion air through the rotary kiln, so it is not necessary to divide the air removed from the cooler and possibly to install a further 10 air duct from the cooler. Regulating both combustion points in this branch will not cause operational difficulties because there are not two branches with different pressure drops. is

Die Erfindung wird anhand der beispielsweisen Ausführungen, die schematisch in den Abbildungen 1-4 veranschaulicht sind, erläutert. The invention is explained on the basis of the exemplary embodiments which are illustrated schematically in FIGS. 1-4.

Die Vorrichtung (Fig. 1) ist durch den Drehrohrofen 1, The device (Fig. 1) is through the rotary kiln 1,

Kühler 2, zwei Abzweigungen 3, 4 des Kalzinierungssystems 20 und zwei Abzweigungen 5, 6 des Vorwärmers ausgebildet. Cooler 2, two branches 3, 4 of the calcination system 20 and two branches 5, 6 of the preheater are formed.

Das Material wird in beide Abzweigungen 5, 6 des Vorwärmers mittels Aufgeber 9,10 aufgegeben, strömt nach unten, The material is fed into both branches 5, 6 of the preheater by means of feeder 9, 10, flows downwards,

wobei es die Wärme von den Abfallgasen abnimmt und vorerwärmt wird. Von den Vorwärmerabzweigungen 5, 6 wird es 25 durch Rohre 16,18 den Abzweigungen 3, 4 des Kalzinierungssystems zugeführt. taking the heat from the waste gases and preheating it. From the preheater branches 5, 6, it is fed to the branches 3, 4 of the calcination system through pipes 16, 18.

Darin wird ein überwiegender Teil davon durch die Wärme des durch Kalzinierbrenner 25, 26 gelieferten Brennstoffes kalzinieren. Das bereits kalzinierte Material wird mittels 30 A major part of it will be calcined by the heat of the fuel supplied by calcining burners 25, 26. The already calcined material is 30

Rohre 13,14 dem Drehrohrofen 1 zur Beendigung des Kalzi-nierungsprozesses und zu dem eigentlichen Brennprozess dem Drehrohrofen 1 zugeführt, bei dem die Wärme ausgenutzt wird, die durch Verbrennung des mittels Brenner 24 zugeführten Brennstoffes entstanden ist. 35 Tubes 13, 14 are fed to the rotary kiln 1 to end the calcining process and to the actual burning process to the rotary kiln 1, in which the heat that is generated by combustion of the fuel supplied by the burner 24 is used. 35

Das gebrannte Material wird durch den Kopf 11 des Drehrohrofens dem Kühler 2 zugeführt, wo es im Luftstrom gekühlt The fired material is fed through the head 11 of the rotary kiln to the cooler 2, where it is cooled in the air flow

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wird. Das gekühlte Material fällt aus dem Kühler 2 durch Ausfall 28 heraus. becomes. The cooled material falls out of the cooler 2 due to failure 28.

Die zur Materialkühlung benötigte Luft betritt den Kühler 2 durch Eintritt 27. Die erwärmte Luft wird in zwei Ströme verteilt, der eine wird durch die Rohrleitung 15 zur Führung der Verbrennungsluft direkt der Abzweigung 4 des Kalziniersystems, der zweite durch den Kopf 11 dem Drehrohrofen 1 zugeführt. Dieser Luftstrom dient zur Brennstoffverbrennung sowohl im Drehofen 1, als auch in der Abzweigung 3 des Kalziniersystems. Die Verbrennung des durch den Ofenbrenner 24 dem Drehrohrofen 1 zugeführten Brennstoffes verläuft daher unter einem höheren Luftüberfluss. Die entstandenen Verbrennungsprodukte zusammen mit der überflüssigen Luft werden durch das Rohr 12 für die Zuführung von Abfallgasen und Verbrennungsluft in die Abzweigung 3 des Kalzinierungssystems geführt. Die Abfallgase von beiden Abzweigungen 3, 4 des Kalzinierungssystems werden durch Rohre 17,19 zur Gasabführung und die zuständigen Abzweigungen 5, 6 des Vorwärmers und weitere durch Abzugsrohre 20, 21 mittels separater Lüfter 7, 8 geführt und ziehen durch Rohre 22,23 aus der Vorrichtung ab. The air required for material cooling enters the cooler 2 through inlet 27. The heated air is distributed in two streams, one is fed through the pipeline 15 for guiding the combustion air directly to the branch 4 of the calcining system, the second through the head 11 to the rotary kiln 1 . This air flow is used for fuel combustion both in the rotary kiln 1 and in the branch 3 of the calcining system. The combustion of the fuel supplied to the rotary kiln 1 by the furnace burner 24 therefore takes place under a higher excess of air. The resulting combustion products together with the excess air are passed through the pipe 12 for the supply of waste gases and combustion air into the branch 3 of the calcination system. The waste gases from both branches 3, 4 of the calcination system are passed through pipes 17, 19 for gas discharge and the responsible branches 5, 6 of the preheater and further through discharge pipes 20, 21 by means of separate fans 7, 8 and are drawn out of the pipes 22, 23 Device.

In der Abzweigung 4 des Kalzinierungssystems werden dann beide Materialströme homogenisiert, so dass dem Drehrohrofen 1 durch die Rohrleitung 14 ein homogenes Gemisch des kalzinierten Materials abgeführt wird. In the branch 4 of the calcination system, both material flows are then homogenized, so that a homogeneous mixture of the calcined material is removed from the rotary kiln 1 through the pipeline 14.

In einer weiteren alternativen Ausführung (Fig. 4) ist die Kalzinierungskammer einer jeden Abzweigung 3, 4 des Kalzinierungssystems direkt und koaxial an den Schacht der zuständigen Abzweigung 5, 6 des Vorwärmers angeschlossen. Der Durchgang des Materials und der Gase ist analog wie bei der Vorrichtung gemäss Fig. 1-3. In a further alternative embodiment (FIG. 4), the calcining chamber of each branch 3, 4 of the calcining system is connected directly and coaxially to the shaft of the responsible branch 5, 6 of the preheater. The passage of the material and the gases is analogous to that of the device according to FIGS. 1-3.

Durch die an die Vorwärmerschächte angeschlossenen Kalzinierungskammern wird die ganze Vorrichtung wesentlich vereinfacht, deren Anordnung wird verbessert, was wieder die Wärme- und Druckverluste bei maximaler Betriebsverlässlich-keit beträchtlich herabsetzt. The entire device is considerably simplified by the calcination chambers connected to the preheater shafts, the arrangement of which is improved, which in turn considerably reduces the heat and pressure losses with maximum operational reliability.

B B

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

621755 PATENT CLAIMS

1. A method for burning cement clinker, in which the material is first preheated in a preheating system, then calcined in a calcining system with separate supply of fuel and air, then burned in a rotary kiln and finally cooled in a cooler, characterized in that the material is divided into two streams, each separated by a first or second preheating and calcining system and then again together through a rotary kiln and cooler, the air preheated in the cooler being introduced for combustion directly into one branch of the calcining system during the another branch of the calcining system, the preheated combustion air in the rotary kiln is fed together with waste gases from the furnace, after which the combustion gases formed are removed from the individual branches of the calcining system through the corresponding branches of the preheating system.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, formed from a rotary kiln, cooler, calcining system with supply of fuel and air and by a raw material preheater with 2 branches, characterized by a calcining system with a first branch (3) and a second branch (4) , The fuel supply is carried out in both branches (3, 4) of the calcining system, only the second branch (4) of the calcining system, however, directly with the clinker cooler (2) through the pipeline (15) for the supply of combustion air is connected while the first branch (3) of the calcining system is connected to the rotary kiln (1) through the pipeline (12) for the supply of waste gases and combustion air, and either both branches (3, 4) of the calcining system are connected to the rotary kiln ( 1) are connected by pipes (13, 14) for material removal or the pipe (13) for material removal from the first branch (3) of the calcination system opens into the second branch (4) of the calcination system.

3. Device according to claim 2, characterized in that the gas exhaust pipes (20, 21) of both preheater branches (5, 6) are each connected to a separate fan (7, 8).

4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that both branches (3, 4) of the calcination system through pipes (17 and 19) for gas discharge and through pipeline (16, 18) for material supply with the responsible branch (5, 6 ) of the preheater is connected.

5. The device according to claim 2, characterized in that it has a shaft preheater, the calcining chamber of each branch (3, 4) of the calcination system being connected directly and coaxially to the shaft of the relevant branch (5, 6) of the preheater.