DD152122A1

DD152122A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF CEMENT LINKERS AND SULFUR DIOXIDE

Info

Publication number: DD152122A1
Application number: DD22276280A
Authority: DD
Inventors: Waldemar Danowski; Bernd Gerstner
Original assignee: Waldemar Danowski; Bernd Gerstner
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1980-07-21
Publication date: 1981-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker und schwefeldioxidhaltigem Abgas bei separater Vorwaermung der Rohmehlkomponenten in der Schwebe mit nachfolgender Kalzinierung, Sinterung sowie Gewinnung von Schwefelsaeure. Ziel der Erfindung ist es, Rentabilitaet des Gips-Schwefelsaeureprozesses zu erhoehen und eine Verbesserung der Brennprozessfuehrung bei der Sinterung zu erreichen. Es ist Aufgabe der Erfindung, die SO&ind2!-Konzentration im Abgas, das als Synthesegas fuer die Schwefelsaeureproduktion dient, wesentlich zu erhoehen. Gemaess der Erfindung wird eine Komponente, Sulfatrohmehl mit Reduktionskohlenstoff, mit den Abgasen der Kalzinierung vorgewaermt. Eine zweite Komponente, Sulfatrohmehl ohne Reduktionskohlenstoff, wird mit den Abgasen der Sinterung vorgewaermt. Beide Komponenten werden unter Zufuhr von Kuehlerabluft kalziniert. Das SO&ind2!-haltige Abgas wird nach Vorwaermung der ersten Komponente zur Gewinnung von Schwefelsaeure benutzt. Das kalzinierte Material wird einer Sinterung zugefuehrt. Weitere Merkmale sind der Einsatz von Kalziumkarbonat-Rohmehl sowie schwefelreiche organische Materialien als Brennstoff.The invention relates to a method for producing cement clinker and exhaust gas containing sulfur dioxide with separate preheating of the raw meal components in suspension with subsequent calcination, sintering and extraction of sulfuric acid. The aim of the invention is to increase profitability of the gypsum-sulfuric acid process and to achieve an improvement of Brennprozessfuehrung in the sintering. It is an object of the invention, the SO & ind2! Concentration in the exhaust gas, which serves as synthesis gas for sulfuric acid production, increase substantially. According to the invention, a component, sulfate raw meal with reducing carbon, is prewarmed with the calcination offgases. A second component, sulfate raw meal without reducing carbon, is preheated with the exhaust gases from the sintering. Both components are calcined with the supply of cooling exhaust air. The SO & ind2! -Containing exhaust gas is used after preheating the first component for the production of sulfuric acid. The calcined material is sent to sintering. Other features include the use of calcium carbonate raw meal and sulfur-rich organic materials as fuel.

Description

222762222762

Verfahren zur Herstellung von Zementklinker und SchwefeldioxidProcess for the production of cement clinker and sulfur dioxide

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Zementklinker und schwefeldioxidhaltigem Abgas bei separater Vorwärmung der Rohmehlkomponenten in der Schwebe mit nachfolgender Kalzinierung und Sinterung sowie Gewinnung von Schwefelsäure.The invention relates to a method for producing cement clinker and exhaust gas containing sulfur dioxide with separate preheating of the raw meal components in suspension with subsequent calcination and sintering and recovery of sulfuric acid.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Das Brennen von CaSO.-haltigen Portlandzement-Rohmehlen erfolgt in Drehrohrofen, wobei der Einsatz vorgeschalteter Rohmehlvorwärmer bekannt ist. Nachteil dieser Verfahren ist ein gegenüber Schwefelverbrennungsanlagen geringerer SO^-Gehalt in dem für die Schwefelsaurererstellung verwendeten Abgas. Andererseits sind von der Zementbrenntechnik Verfahren zum Brennen von Portland?;einentklinker au3 Kalziumkarbonat-Rohmeblen bekannt, bei denen zwischen dem zur Sinterung vorgesehenen Drehrohrofen und dem Rohmehlvorwärmer in ein- oder zweiflutiger Ausführung Kalzinierreaktoren geschaltet sind. In zweiflutigen Ausführungen sind weiterhin getrennte Gasführung der Drehofenabgase und der KR-Abgase über jeweils eine Vorwärmerflut bekannt.The burning of CaSO.-containing Portland cement raw meal is carried out in a rotary kiln, the use of upstream raw meal preheater is known. Disadvantage of this method is compared with sulfur combustion plants lower SO ^ content in the exhaust gas used for the sulfuric acid production. On the other hand, cement kiln firing techniques are known for firing portland clinker briquettes of calcium carbonate, in which calcination reactors are connected between the rotary kiln to be sintered and the raw meal preheater in single or double flow design. In two-flow versions, separate gas routing of the rotary kiln exhaust gases and the KR exhaust gases via one preheater flood are also known.

-2- 2227Θ2-2- 2227Θ2

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Rentabilität des Gips-Schwefelsäure-Prozesses zu steigern und eine Verbesserung der Brennpro ze ßf uhr ung bei der Sinterung zu erreichen.The aim of the invention is to increase the profitability of the gypsum-sulfuric acid process and to achieve an improvement of the Brennpro ze ßf uhr ung during sintering.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, die SOp-Konzentration im Abgas, das als Synthesegas für die Schwefelsäureproduktion dient, wesentlich zu erhöhen.The object of the invention is to substantially increase the SOp concentration in the exhaust gas, which serves as synthesis gas for the sulfuric acid production.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei einer vorzugsweise zweiflutigen Rohmehlvorwärmung mit Kalzinierung in einer Flut kalziumsulfathaltiges Rohmehl aufgegeben, das- bei*, der Kalzinierung mit Hilfe eines Reduktionsmittels zersetzt wird. In die zweite Flut werden die Verbrennungsgase der Sinterung zur Vorwärmung eines Teils des Brennguts geleitet. Diese Verbrennungsgase gelangen nach Entstaubung in die Atmosphäre. Die schwefeldioxidreichen Abgase der Kalzinier ung werden nach der Entstaubung in separater V/eise der Schwefelsäureherstellung zugeführt.According to the inventive method is given in a preferably double-flow raw meal preheating with calcination in a tide calcium sulfate-containing raw meal, which is decomposed at *, the calcination with the aid of a reducing agent. In the second flood, the combustion gases of the sintering for preheating a part of the combustible material are passed. These combustion gases reach the atmosphere after dedusting. The sulfur dioxide-rich exhaust gases of the calcination are fed to the dedusting in separate V / iron sulfuric acid production.

Der für die Reduktion des gesamten Kalziumsulfats notwendige Kohlenstoff wird zur Kalzinierung in Form von Schwarzmehl oder als Zusatz zum Kalzinierbrennstoff aufgegeben, während in der Sinter-l?lut das Rohmehl ohne Reduktionsmittel von den Abgasen aus der Sinterzone vorgewärmt wird. Mit diesem Verfahren wird ein vorzeitiger Kohlenstoffausbrand und eine vorzeitige CaSO,-EntSäuerung in der Sinter-Abgasflut verhindert. Als Brennstoff in der Kalzinierzone sind im besonderen Maße schwefelreiche organische Materialien geeignet, wie beispielsweise heizwertgeminderte Industrieabfallstoffe. Diese werden damit einer wirtschaftlichen Nutzung zugeführt und steigern darüber hinaus die SCu-Ausbeute.The carbon necessary for the reduction of the total calcium sulphate is charged for calcination in the form of black flour or as an additive to the calcining fuel, while in the sintering oil the raw meal without reducing agent is preheated by the exhaust gases from the sintering zone. This process prevents premature carbon burnout and premature CaSO 4 acidification in the sinter exhaust flue. As a fuel in the calcination zone sulfur-rich organic materials are particularly suitable, such as heat-reduced industrial waste materials. These are thus used for economic use and also increase the SCu yield.

Nach einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Sinter-Abgasflut, mit Kalziuinkarbonat-RohEehl beaufschlagt, das anschließend in die Sinter ζ one .geleitet wird« In der Kalzinier-Plut wird Kalziuiflsulfat-Rohmehl aufgegeben,According to another variant of the method according to the invention, the sinter exhaust flue, is acted upon with raw calcite carbonate, which is then. In the sinter ζ one. 'In the calcining Plut Kalziuiflsulfat raw meal is abandoned,

das in der Kalzinierzone kalziniert und zur Sinterung mit dem Brenngut der Sinter-Flut gemischt wird.calcined in the calcination zone and mixed for sintering with the stock of the sintering tide.

Eine weitere Variante der Erfindung besteht darin, daß das kai zi ums ulf a thai ti ge ,Roihmehl in der Schwebe vorgewärmt wird. Die anschließende thermische Weiterbehandlung erfolgt vorzugsweise in zwei Stufen, thermische Zersetzung und Sinterung, wobei das Material in einer Materialschicht mit ständiger Umwälzung bewegt wird. Die Gasführung erfolgt dabei 'in den einzelnen Stufen im Gegenstrom und/oder im Gleichstrom.Another variant of the invention is that the kai zi to ulf a thai ti ge, raw flour is preheated in the balance. The subsequent thermal treatment is preferably carried out in two stages, thermal decomposition and sintering, wherein the material is moved in a layer of material with continuous circulation. The gas flow takes place 'in the individual stages in countercurrent and / or in direct current.

flach einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kalzinier-Flut mit Phosphorsäureabfallgips und die Sinter-Flut mit Karbonatrohmehl,beschickt. Dabei wird der Phosphorgehalt im Klinker durch das Vermischen des phosphorhaltigen Sulfatrohmehles mit phosphorfreiem Karbonatrohmehl bei der Sinterung in zulässigen Grenzen gehalten.flat of another embodiment of the method according to the invention, the calcination flood with phosphoric acid gypsum and the sintering flood with raw carbonate raw material, fed. The phosphorus content in the clinker is kept within admissible limits by mixing the phosphorus-containing sulfate crude with phosphorus-free carbonate raw meal during sintering.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung ist nachstehend an einer 'schematischen Darstellung der Verfahrensschritte näher erläutert. Hierbei zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to a schematic representation of the method steps. Show here

Pig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren bei Sulfatroh- -mehlaufgabe und SO_?-angereichertem Abgas in der Kalzinier-FlutPig. 1 the process according to the invention in the case of sulfate raw meal and SO _? Enriched exhaust gas in the calcination flood

Fig. 2 das erfindungsgemäße Verfahren bei Einsatz von Karbonat- und Sulfatrohmehl.2 shows the method according to the invention when using carbonate and sulfate raw meal.

Entsprechend Figur 1 wird der Kalzinier-Flut 1 Sulfatrohmehl mit Reduktionskohlenstoff 9 für das gesamte Brenngut und der Sinterabgas-Flut 2 kohlenstofffreies Sulfatrohmehl 10 aufgegebe.n. Das Sulfatrohmehl 9 wird durch" das SO_?~haltige Abgas 11 der Kalzinierung 4 und. das Sulfatrohmehl 10 durch das hinterabgas 12 erwärmt. Während das Abgas 11 weiter zu einer Schwefelsäureanlage geführt wird, gelangt das Abgas 12 nach einer Entstaubung ins FreieAccording to Figure 1, the calcination flood 1 sulfate raw meal with reduction carbon 9 aufgebe.n for the entire kiln and the sintered exhaust tide 2 carbon-free sulfate raw meal 10. The Sulfatrohmehl 9 is heated by "the _SO? ~ 11 containing exhaust gas of the calcination 4 and. The Sulfatrohmehl 10 through the rear exhaust 12. While the exhaust gas 11 is led further to a sulfuric acid plant, enters the exhaust gas 12 after dust removal to the outside

Die vorgewärmten Mehl« werden der Kalzinierung 4 zugeleitet und The preheated flour «is fed to calcination 4 and

2276222762

entsäuerte Die Reduktionsbedingungen während der Kalzinierung sind prinzipiell durch, den in dem Rohmehl der Kalzinier-Flut enthaltenen Kohlenstoff gegeben, können aber auch durch den Brennstoffeintrag 5 und die Ausbrandbedingungen in der Reaktions» zone geregelt werden. Das weitestgehend sulfatfreie Mehl 3 wird nach der Kalzinierung der Sinterung 8 zugeführt und bei Sinterternperaturen zu Zementklinker gebrannt. Dieser wird anschließend einer Kühlung 6 unterzogen. Die erwärmte Kühlluft ?;ird dabei in bekannter Yv'eise für die Befeuerung 7 der Sinterzone und der Kalzinierung genutzt.Deacidified The reduction conditions during the calcination are in principle given by the carbon contained in the raw flour of the calcining tide, but can also be regulated by the fuel input 5 and the combustion conditions in the reaction zone. The largely sulphate-free flour 3 is fed after calcining the sintering 8 and fired at sintering temperatures to cement clinker. This is then subjected to a cooling 6. The heated cooling air is used in a known way for the firing of the sintering zone and the calcination.

In Figur 2 ist die gemeinsame Verklinkerung von Kalziumkarbonat- und Kalziumsulfatrohmehl.dargestellt. Dabei wird das Karbonatrohmehl 13 durch das Abgas 12 vorgewärmt und danach unmittelbar der Sinterung zugeführt. Das Sulfatrohmehl wird erst während der Kalzinierung 4 entsäuert, bevor es zur Sinterung 8 gelangt. Beide thermisch behandelten I.Iehle werden vermischt und sintern zu Zementklinker. Auch bei dieser erfindungsgemäßen Variante ist Schwefeloxid in nur einer Abgas-Flut vorhanden und damit in hoher Konzentration für die Schwefelsäureproduktion nutzbar.FIG. 2 shows the joint linking of calcium carbonate and calcium sulfate raw meal. In this case, the raw carbonate carbonate 13 is preheated by the exhaust gas 12 and then fed directly to the sintering. The sulfate raw meal is first deacidified during calcination 4, before it reaches the sintering 8. Both thermally treated I.Iehle be mixed and sintered into cement clinker. Also in this variant according to the invention, sulfur oxide is present in only one exhaust gas flue and can therefore be used in high concentration for the production of sulfuric acid.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß der Schwefelsäureanlage ein SOp-haltiges Abgas zugeleitet wird, dessen SOp-Konzentration wesentlich über dem bisher Üblichen liegt. Die vollständige Entsäuerung in einem Kalzinierreaktor reduziert weiterhin brenntechnische Betriebsschwierigkeiten, wie sie durch Eutektika-Schmelzbildungen in normalen Gips-Schwefelsäure-Drehöfen bekannt sind. Die Kombination des Zementklinkerbrandes aus Karbonat- und Sulfatrohmehl ermöglicht vorteilhaft einen Zementklinkerbrand, unabhängig von der Schwefelsäureanlage. Aus dem Sinterabgas stammende SOp-G-ehalte bei Einsatz schwefelreicher Brennstoffe werden überdies umweltfreundlich durch teilentsäuertes Karbonatrohmehl in der Sintergas-Flut an Kalziumoxid gebunden und mit dem Klinker ausgetragen. Ferner ermöglicht der kombinierte Brand von Karbonatrohnehl mit phosphorhaltigera Sulfatrohmehl aus der Phosphorsäure-Gewinnung eine Verwertung dieses Indu.stx'ieabfallstoffes unter Einhaltung der PpO^-Grenzwerte im Portland™ zementklinker. In vorteilhafter Weise lassen sich auchThe advantages of the method according to the invention are that the sulfuric acid plant a SOp-containing exhaust gas is fed, the SOp concentration is significantly above the usual. Complete deacidification in a calcination reactor further reduces combustor operational difficulties, such as are known by eutectic smelting in normal gypsum-sulfuric acid rotary kilns. The combination of cement clinker firing of carbonate and sulphate raw meal advantageously allows cement clinker firing, independent of the sulfuric acid plant. Moreover, SOp-G contents derived from sintered exhaust gas when using fuels rich in sulfur are bound to calcium oxide in an environmentally friendly manner by partially deacidified carbonate raw meal in the sinter gas flow and discharged with the clinker. Further, the combined firing of carbonatrous meal with phosphorus-containing sulfate raw meal from the phosphoric acid recovery enables recovery of this industrial waste waste while adhering to the PpO 2 limit values in Portland ™ cement clinker. Advantageously, can also be

' - 5 - 2 22 762'- 5 - 2 22 762

schwefelhaltige organische Materialien in der Kalzinier-Plat umweltfreandlich verwerten, wobei dieser SOp-Anteil gleichfalls zu Schwefelsäure verarbeitet wird. Mit dem Einsatz eines'Kalzinierdr^hrohres anstatt eines⁴ stationären Kalzinierreaktors ergibt sich insbesondere bei sehr großen Anlagen der Vorzug, die Bauhöhe des Vorwärmers niedrig zu halten und günstige Raumkonzeptionen in der Anlagengestaltung zu haben.Sulfur-containing organic materials in the calciner Plat environmentally reutilize, this SOp portion is also processed into sulfuric acid. With the use eines'Kalzinierdr ^ hrohres instead of a ^four stationary Kalzinierreaktors is apparent in particular with very large plants preferred to keep the height of the preheater low and have low spatial concepts in the plant design.

Claims

222,762

invention claim

Process for the production of cement clinker and sulfur dioxide yes it separate preheating of the raw meal components in suspension with subsequent calcination and sintering and recovery of sulfuric acid, characterized in that a component of the sulfate raw meal, with reducing carbon preferably for the entire kiln, with the exhaust gases of the calcination in the Suspended preheated, at the same time a second component, preferably a Suif atrohinehl without reducing carbon, preheated with the exhaust gases of the sintering in suspension and both components are calcined together with supply of cooler exhaust air, while the thermal decomposition of the sulfate raw meal takes place and the SO-containing exhaust gas after preheating the first component for the production of sulfuric acid and the calcined material are sent for sintering »

2. The method according to item 1, characterized in that the carbon necessary for CaSO.-reduction is supplied wholly or partly during the calcination.

5. The method according to item 1 and 2, characterized in that a component consisting of Kalziurasulfat RohiBOhl preheated with the exhaust gases of the calcination in the air and then calcined and sintered,

^ <"% f \ P * " J ί »O

- ft '- £ d, Δ ι d.

while a second component of calcium carbonate raw meal is preheated with the sintering flue gases and immediately thereafter mixed with the first calcined component and sintered,

4 "process according to point 1 to 3> characterized by the fact that for combustion and CaSO.-reduction in the calcination sulfur-rich organic materials, in particular heat-reduced industrial waste products are used.

5. The method according to item 1 to 4, characterized in that is used as a component with preheating by exhaust gases from the calcination Phosphorsäureabfallgips raw meal.

6. The method according to item 1} 2 and 4, characterized in that the calcium sulphate-containing raw meal preheated in suspension and then the thermal decomposition and sintering in a Katerialschicht with constant circulation and gas flow takes place in countercurrent.

7 »Method according to item 6, characterized in that the gas flow takes place in direct current.

For this iL pages drawings