DD158767A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von feinkoernigem material - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von feinkoernigem Material, beispielsweise Zementrohmehl, durch Kalzinieren. Ziel der Erfindung ist es, den Kalzinierungsgrad des Materials weiter zu erhoehen. Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine intensivere Waermebehandlung durch Erhoehung der Verweilzeiten in der Kalzinierzone zu erreichen. Erfindungsgemaess wird dieses dadurch erreicht, dass bei einem zweiflutigen Betrieb, vorzugsweise mit Vorwaermung in Zyklonstufen, die Kalzinierung in zwei hintereinander angeordneten Stufen erfolgt. Die Ofenabgase und die Teilsekundaerluft wird auf die Kalzinierstufen aufgeteilt. Aus beiden in Richtung des Materialflusses vorletzten Vorwaermstufen wird das Material einer Kalzinierstufe aufgegeben. Ein Teil des Materials wird aus dieser Stufe ausgetragen und ueber Abscheider und Rohrleitungen der zweiten Kalzinierstufe aufgegeben und gelangt aus dieser in die Sinterzone.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Material

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Material, vorzugsweise Zementrohmehl, insbesondere zum Kalzinieren mit direkter Zuführung einer aus der Kühlzone abgezogenen Teilsekundärluftmenge in die Kalzinierzone und Vermischung mit den Abgasen aus dem Hochtemperaturbereich.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß zur besseren Vorbereitung des Rohstoffes auf den Klinkerbrennprozeß in einem Drehrohrofen mit vorgeschaltetem Wärmetauscher die Kalzinierung des Rohstoffes in einem separaten Kalzinierreaktor durchgeführt wird· Die Kalzinierreaktoren sind mit einer oder mehreren Brennstoffeintragsvorrichtungen ausgerüstet· Durch Zufuhr von Brennstoff bzw. Wärmeenergie in den Kalzinierreaktor ist es möglich, eine Dekarbonisation des aufgegebenen Rohstoff fes bis zu 90 % zu erreichen· Danach erfolgt die weitere Wärmebehandlung des vorkalzinierten Materials in einem Sinterreaktor, beispielsweise einem Drehrohrofen, während die Abgase des Drehrohrofens und des Kalzinierreaktors zur

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Vorwärmung des Rohmaterials verwendet werden· Aus der DE-AS 25 10 312 ist bekannt, die Dekarbonation nicht in einem gesonderten Kalzinierreaktor, sondern in dem Gaskanal zwischen dem Drehrohrofen und dem nachgeschalteten lärmetauschersystem durchzuführen. Dabei wird die erforderliche Verbrennungsluft durch den Drehrohrofen und über eine separate Gasleitung aus dem Kühler einer Verbindungsleitung zugeführt und dort gemischt·

Gemäß der DE-OS 24 16 528 erfolgt die Kalzinierung des Materials in einem konisch-zylindrischen Kalzinierreaktor, in dem ebenfalls eine Mischung der Ofenabgase mit der Kühlerabluft erfolgt«.

Nachteilig bei diesen Vorrichtungen ist, daß eine niedrige Sauerstoffkonzentration durch die Vermischung der Ofenabgase mit der Sekundärluftmenge beim Ausbrand des Brennstoffes in dem separaten Kalzinierreaktor vorliegt·

Aus der DE-OS 24 36 079 ist bekannt, bei einem zweiflutigen Vorwärmer eine Plut mit den Abgasen des Drehrohrofens und die andere Plut mit den Abgasen des Kalzinierreaktors zu betreiben· Dabei wird dem Kalzinierreaktor als Verbrennungsluft nur die Teilsekundärluftmenge zugeführt, wodurch das Ausbrandverhalten des Brennstoffes in dieser Zone verbessert wird· Hachteil dieser Vorrichtung ist ein kompliziertes Anfahrverhalten der Kalzinierflut, da mit ungenügend vorgewärmter Teilsekundärluft gearbeitet werden muß·

Um den Kalzinierungsgrad des Materials im Kalzinierreaktor zu erhöhen, ist es gemäß DE-OS 27 24 654 bekannt, den Kalzinierprozeß in zwei Stufen durchzuführen· Dabei ist es vorteilhaft möglich, verschiedenartige Brennstoffe einzusetzen· Nachteilig dabei ist, daß der Ausbrandprozeß bei schwer brennbaren Brennstoffen durch zwischengeschaltete Abscheider getrennt oder unterbrochen wird, was den gesamten Kalzinierprozeß verzögert und eine größere Bauhöhe der Anlage erfordert ·

Weiterhin sind zweiflutige Vorwärmersysteme mit Kalzinier-

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stufe bekannt, bei denen entweder jeder Vorwärmerflut ein Kalzinierreaktor nachgeschaltet, dem nur das Material einer IPlut zugeführt wird, oder das vorgewärmte Material beider Fluten wird einem Reaktor zugeführt·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Kalzinierprozeß weiter zu verbessern, insbesondere den Kalzinierungsgrad des Materials vor dem Eintritt in den Drehrohrofen weiter zu erhöhen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine intensivere Wärmebehandlung durch Erhöhung der Verweilzeiten des Materials in der Kalzinierzone zu erreichen·

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß bei einem zweiflutigen Betrieb, vorzugsweise mit Vorwärmung in Zyklonstufen, die Kalzinierung in zwei Stufen hintereinander erfolgt· Die Gasaufteilung in Teilströme, sowohl das Ofenabgas als auch die Tertiärluft, erfolgt dabei regelbar, parallel und zweiflutig, d· h· nicht hintereinander.

Die aus dem Drehrohrofen austretenden heißen Ofenabgase werden dazu im Bereich des Ofeneinlaufkanals in zwei Teilströme aufgeteilt. Die Teilströme der Ofenabgase werden axial den mit konischen und zylindrischen Querschnittserweiterungen bzw· -Verengungen versehenen schachtförmigen Kalzinierreaktoren von unten zugeführt·

Die Kalzinierreaktoren werden von den Teilgasströmen der Ofenabgase vorzugsweise von unten nach oben und im unteren Bereich von der tangential zugeführten Teiltertiärluft durchströmt, die durch den tangentialen Anschluß der Teiltertiärluftleitung in eine Drallströmung versetzt wird· Dabei besitzt der Teilstrom der Ofenabgase eine größere Vertikalgeschwindigkeit als die dem Kalzinierreaktor züge-

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führte Teiltertiärluftmenge. Das zugeführte Material wird von dieser sauerstoffreicheren Tertiärluft drallförxnig nach oben getragen und bei gleichzeitiger Brennstoffzufuhr kalziniert. Dabei wird ein Teil des kalzinierten Materials aus dem Gasstrom abgeschieden und über die Sperre des Kalzinierreaktors sowie den Ofeneinlaufkanal der Sinterung zugeführt· Die beschriebenen Reaktionen verlaufen in den beiden Kalzinierreaktoren gleich ab, jedoch bei unterschiedlichem Grad des erreichten Kalziniereffektes·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert·

In der dazugehörigen Zeichnung ist ein zweiflutiger Vorwärmer mit zwei Kalzinierstufen schematisch dargestellt·

Die vorzugsweise aus einem Drehrohrofen austretenden Heißgase werden in zwei Teilströme aufgeteilt· Die Teilströme werden jeweils einer Kalzinierstufe zugeführt· Die Aufgabe des gesamten Materialstromes aus zwei Yorwärmerfluten erfolgt nacheinander in die beiden Kalzinierstufen· Das Material wird aus den in Materialflußrichtung vorletzten Vorwärmerstufen beider Vorwärmfluten einer Kalzinierstufe aufgegeben· Ein Teil des kalzinierten Materials tritt nach unten unmittelbar in den Sinterbereich ein· Ein Teil des kalzinierten Materials wird mit den Abgasen aus der Kalzinierzone einer Abscheiderstufe zugeführt, aus der das Material der zweiten Kalzinierstufe aufgegeben wird· Aus der zweiten Kalzinierstufe gelangt ebenfalls ein Teil des Materials direkt, und ein Teil des Materials über eine Abscheiderstufe, in die Sinterzone·

Die Teilsekundärluftmenge aus dem Kühler wird den einzelnen Kalzinierstufen als Tertiärluft in einer Drallströmung zugeführt·

Die erfindungsgeraäße Vorrichtung besteht aus einem zweiflutigen Vorwärmer mit den Zyklonvorwärmfluten 11· Von den

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Zyklonstufen 4 und 5 führen Materialleitungen 3 in den Kalzinierreaktor 1· Sie münden vorzugsweise im Bereich der tangentialen Zuführung der Teilsekundärluftleitungen 8 sowie des Brennstoffeintrages 12· Der Kalzinierreaktor 1 ist über eine Leitung mit dem Ofeneinlaufkanal 9 verbunden· In Richtung des Gasstromes ist dem Kalzinierreaktor 1 ein Abscheider 7 nachgeschaltet· Der Austrag des Abscheiders ist über eine Materialleitung β mit dem Kalzinierreaktor 2 verbunden· Die Materialleitung mündet in den Kalzinierreaktor 2 analog der Materialleitung zum Kalzinierreaktor 1· Der Kalzinierreaktor 2 ist ebenfalls über eine Leitung mit dem Ofeneinlaufkanal 9 verbunden· In Richtung des Gasstromes ist dem Kalzinierreaktor 2 ein Abscheider 13 nachgeschaltet· Die Materialleitung 14 vom Abscheider 13 mündet im Einlaufbereich zum Drehrohrofen 10·

Das aufgegebene Rohmaterial wird nach der Vorwärmung in den Zyklonvorwärmern 11 zunächst gemeinsam dem Kalzinierreaktor 1 aufgegeben· Dem Kalzinierreaktor 1 wird ein Teilstrom der Ofenabgase axial von unten zugeführt· Eine Teilsekundär luftmenge aus dem Kühler wird als Tertiärluft dem Kalzinierreaktor tangential zugeführt· In diesem Bereich erfolgt auch die Zuführung des ; erforderlichen Brennstoffes· Aus dem Kalzinierreaktor 1 gelangt ein Teil des kalzinierten Materials nach unten über den Ofeneinlaufkanal direkt in den Drehrohrofen· Das übrige Material gelangt in den nachgeschalteten Abscheider 7 und wird von dort über die Materialleitung β dem Kalzinierreaktor 2 aufgegeben· Der Kalzinierreaktor 2 ist analog dem Kalzinierreaktor 1 angeordnet. Das über den Abscheider 13 abgeschiedene Material wird fern Drehrohrofen 10 aufgegeben.

Durch den zweistufigen Kalzinierbereich sowie die entsprechende Gas- und Materialführung wird eine intensive Vermischung von Material und Brennstoff mit sauerstoffreicher Luft erreicht· In Verbindung mit den erzielten Verweilzeiten des Materials im Kalzinierbereich ist ein höherer Kalzinierungsgrad ( 90 %) erreichbar·

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Der Gesamtaufwand des Vorwärmers, im Bezug auf vorrichtungsund apparatetechnischen Einsatz im Verhältnis zu dem erzielten verfahrenstechnischen Effekt erhöht sich dabei nur unwesentlich·

Claims (2)

228021 7 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Material, vorzugsweise Zementrohmehl, insbesondere zum Kalzinieren mit direkter Zuführung von Teilsekundärluft und Vermischung mit den Abgasen aus der Sinterzone, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer zweiflutigen Fährweise die Ofenabgase und die Teilsekundärluft auf die jeweiligen Kalzinierreaktor-Stufen aufgeteilt werden, das aus beiden, in Richtung des Materialflusses vorletzten Vorwärmstufen abgeschiedene Material gemeinsam einer Kalzinierstufe aufgegeben und das aus dieser abgeschiedene Material einer zweiten Kalzinieretufe mit vorzugsweise höherem Kalzinierungsgrad zugeführt wird und das kalzinierte Material der zweiten Stufe direkt bzw· über eine Abscheiderstufe in die Sinterzone gelangt, wobei die Materialzuführung in beiden Kalzinierstufen vorzugsweise im Bereich der Teilsekundärluftzuführung liegt.

2· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, mit zweiflutigem Vorwärmer und Kalzinierreaktor, gekennzeichnet dadurch, daß die Kalzinierstufe aus zwei Kalzinierreaktoren (1 und 2) besteht, die bei separater Ofenabgas- und Tertiärluft- sowie Brennstoffzuführung in Richtung des Materialflusses derart in Reihe

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geschaltet sind, daß die Materialleitungen (3) von den Zyklonstufen (4 und 5) in der Kalzinierstufe (1) münden und die Materialleitung (6) vom Abscheider (7) im Kalzinierreaktor (2) mündet.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -