DD158767B1

DD158767B1 - METHOD AND DEVICE FOR CALCINATING CEMENT GROOVE

Info

Publication number: DD158767B1
Application number: DD22802181A
Authority: DD
Inventors: Hans Zabel; Armin Hammermann; Karl-Ernst Eberius; Peter Roessner; Fritz Feige; Ingo Schwerdtfeger; Joachim Brandt; Peter Buerger
Original assignee: Hans Zabel; Armin Hammermann; Eberius Karl Ernst; Peter Roessner; Fritz Feige; Ingo Schwerdtfeger; Joachim Brandt; Peter Buerger
Priority date: 1981-02-26
Filing date: 1981-02-26
Publication date: 1986-07-09
Also published as: DD158767A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zum Kalzinieren von Zementrohmehl in zweiflutiger Fahrweise mit direkter Zuführung von Teilsekundärluft und Vermischung mit den Abgasen aus der Sinterzone.The invention relates to a method and the associated apparatus for calcining cement raw meal in two-flow operation with direct supply of partial secondary air and mixing with the exhaust gases from the sintering zone.

Characteristic of the known technical solutions

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 Rohstoffes 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 Vorwärmung des Rohmaterials verwendet werden.It is known that for better preparation of the raw material on the clinker burning process in a rotary kiln with upstream heat exchanger, the calcination of the raw material is carried out in a separate calcination reactor. The calcination reactors are equipped with one or more fuel introduction devices. By supplying fuel or thermal energy into the calcination reactor, it is possible to achieve a decarbonization of the abandoned raw material up to 90%. Thereafter, the further heat treatment of the precalcined material is carried out in a sintering reactor, for example, a rotary kiln, while the exhaust gases of the rotary kiln and the calcining reactor are used for preheating the raw material.

Aus der DE-AS 2510312 ist bekannt, die Dekarbonation nicht in einem gesonderten Kalzinierreaktor, sondern in dem Gaskanal zwischen dem Drehrohrofen und dem nachgeschalteten Wirmetauschersystern durchzuführen. Dabei wird die erforderliche Verbrennungstuft durch den Drehrohrofen und über eine separate Gasleitung aus dem Kühler einer Verbindungsleitung zugeführt und dort gemischt.From DE-AS 2510312 it is known to carry out the decarbonation not in a separate calcination reactor, but in the gas channel between the rotary kiln and the downstream Wirmetauschersystern. The required combustion stage is fed through the rotary kiln and via a separate gas line from the radiator to a connecting line and mixed there.

Gemäß der DE-OS 2416528 erfolgt die Kalzinierung des Materials in einem konisch-zylindrischen Kalzinierreaktor, in dem ebenfalls eine Mischung der Ofenabgase mit der Kühlerabluft erfolgt.According to DE-OS 2416528, the calcination of the material is carried out in a conical-cylindrical calcining reactor, in which there is also a mixture of the kiln exhaust gases with the cooler exhaust air.

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.A disadvantage of these devices is that a low oxygen concentration is present through the mixing of the kiln exhaust gases with the secondary air quantity during the combustion of the fuel in the separate calcination reactor.

Aus der DE-OS 2436079 ist bekannt, bei einem zweiflutigen Vorwärmer eine Flut mit den Abgasen des Drehrohrofens und die andere Flut 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.From DE-OS 2436079 it is known to operate a flood with the exhaust gases of the rotary kiln and the other flood with the exhaust gases of the calcination reactor in a twin-flow preheater. In this case, only the partial secondary air quantity is supplied to the calcining reactor as combustion air, whereby the burn-out behavior of the fuel in this zone is improved.

Nachteil dieser Vorrichtung ist ein kompliziertes Anfahrverhalten des Kalzinierflut, da mit ungenügend vorgewärmter Teiisekundärluft gearbeitet werden muß.Disadvantage of this device is a complicated Anfahrverhalten the calcination, as must be done with insufficiently preheated Teiisekundärluft.

Um den Kaizinierungsgrad des Materials im Kalzinierreaktor zu erhöhen, ist es gemäß DE-OS 2724654 bekannt, den Kalzinierprozeß in zwei Stufen durchzuführen. Dabei ist es vorteilhaft möglich, verschiedenartige Brennstoffe einzusetzen.In order to increase the degree of kaizination of the material in the calcination reactor, it is known from DE-OS 2724654 to carry out the calcining process in two stages. It is advantageously possible to use different types of fuels.

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..The disadvantage here is that the burn-up process is separated or interrupted by poorly combustible fuels by intermediate separator, which delays the entire calcination and requires a greater overall height of the system ..

Weiterhin sind zweiflutige Vorwärmersysteme mit Kalzinierstufe bekannt, bei denen die Kalzinierstufe mit einem Gemiscn aus Ofenabgas und Kühierabluft betrieben wird. Dabei ist jeder Vorwärmerflut ein Kalzinierreaktor nachgeschaitet, dem nur das Material der jeweiligen Flut zugeführt wird. Es ist auch bekannt, das vorgewärmte Material beider Fluten einem gemeinsamen Kalzinierreaktor zuzuführen.Furthermore, double-flow preheater systems with a calcination stage are known in which the calcining stage is operated with a mixture of kiln exhaust gas and exhaust air from the kiln. Each Vorwärmerflut nachgeschaitet a calcining reactor, which only the material of the respective flood is supplied. It is also known to supply the preheated material of both floods to a common calcination reactor.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Kalzinierprozeß weiter zu verbessern, insbesondere den Kaizinierungsgrad des Materials vor dem Eintritt in den Drehrohrofen weiter zu erhöhen.The aim of the invention is to further improve the calcination process, in particular to further increase the degree of cationization of the material prior to entering the rotary kiln.

-2- 158 767 Darlegung des Wesens der Erfindung-2- 158 767 Presentation of the Essence of the Invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine intensivere Wärmebehandlung durch Erhöhung der Verweilzeiten des Materials in der Kalzinierzone zu erreichen.The invention has for its object to achieve a more intense heat treatment by increasing the residence time of the material in the calcining zone.

Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß bei einem zweiflutigen Betrieb mit direkter Zuführung von Teilsekundärluft und Vermischung mit den Abgasen aus der Sinterzone, wobei die Ofenabgase und die Teilsekundärluft auf die Kalzinierstufen aufgeteilt werden, das aus beiden, in Richtung des Materialflusses vorletzten Vorwärmerstufen abgeschiedene Material gemeinsam einer Kalzinierstufe aufgegeben wird und das aus dieser abgeschiedene Material einer zweiten Kalzinierstufe mit höherem Kalzinierungsgrad zugeführt wird, wobei die Materialzuführung in beiden Kalzinierstufen im Bereich der Teilsekundärluftzuführung liegt.According to the invention this is achieved in that in a two-flow operation with direct supply of partial secondary air and mixing with the exhaust gases from the sintering zone, the kiln exhaust gases and the Teilsekundärluft are divided into calcining, the material separated from both, in the direction of material flow pre-heater stages together material is fed to a calcining and is fed from this deposited material of a second calcination stage with a higher degree of calcination, wherein the material supply in both calcining stages is in the range of the sub-secondary air supply.

Die aus dem Drehrohrofen austretenden heißen Ofenabgase werden dazu im Bereich des Ofeneinlauf kanals in zwei Teilströme aufgeteilt. Die Teilströme der Ofenabgase werden axial den mit konischen und zylindrischen Querschnittserweiterungen bzw. -Verengungen versehenen schachtförmigen Kalzinierreaktoren von unten zugeführt.The hot kiln exhaust gases emerging from the rotary kiln are divided into two partial streams in the region of the kiln inlet channel. The partial streams of the kiln exhaust gases are fed axially from below to the shaft-shaped calcining reactors provided with conical and cylindrical cross-sectional extensions or bottlenecks.

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 zugeführte Teiltertiärluftmenge. Das zugeführte Material wird von dieser sauerstoff reicheren Tertiärluft drallförmig 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 dorr beiden Kalzinierreaktoren gleich ab, jedoch bei unterschiedlichem Grad des erreichten Kalziniereffektes.The calcination reactors are preferably flowed through by the partial gas flows of the kiln exhaust gases from bottom to top and at the bottom of the tangentially supplied Teilertertiärluft, which is offset by the tangential port of the Teilertertiärluftleitung in a swirling flow. In this case, the partial flow of the kiln exhaust gases has a greater vertical velocity than the Teiltertiärluftmenge supplied to the calcining reactor. The supplied material is carried by this oxygen-rich tertiary air swirling upward and calcined with simultaneous fuel supply. In this case, a portion of the calcined material is separated from the gas stream and fed through the barrier of the calcining reactor and the kiln inlet channel of the sintering. The reactions described proceed in the same way in both calcination reactors, but at different degrees of calcination effect achieved.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment.

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 Vorwärmerfluten erfolgt nacheinander in die beiden Kaizinierstufen. Das Material wird aus den irr 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.In the accompanying drawing a double-flow preheater with two calcining stages is shown schematically. The preferably emerging from a rotary kiln hot gases are divided into two streams. The partial streams are each fed to a calcination stage. The task of the entire material flow from two Vorwärmerfluten is carried out successively in the two Kaizinierstufen. The material is fed from the irr material flow direction penultimate preheater stages of both preheating floods a calcining stage. Part of the calcined material enters the sintering area directly downwards. A portion of the calcined material is fed with the exhaust gases from the calcination zone of a separator stage, from which the material of the second calcining stage is abandoned. From the second calcining stage, part of the material also passes directly and part of the material passes through a separator stage into the sintering zone.

Die Teilsekundärluftmenge aus dem Kühler wird den einzelnen Kalzinierstufen als Tertiärluft in einer Drallströmung zugeführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem zweiflutigen Vorwärmer mit den Zyklonvorwärmerfluten 11. Von den 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 nachgeschaJtet. Der Austrag des Abscheiders ist über eine Materialleitung 6 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 Materiatleitung 14 vom Abscheider 13 mündet im Einlaufbereich zum Drehrohrofen 10.The partial secondary air quantity from the cooler is fed to the individual calcining stages as tertiary air in a swirling flow. From the cyclone stages 4 and 5 lead material lines 3 in the calcination reactor 1. They preferably open in the region of the tangential supply of the sub-secondary air lines 8 and the fuel inlet 12. The calcination reactor 1 is via a line connected to the kiln inlet channel 9. In the direction of the gas flow to the calcination reactor 1 a separator 7 nachgeschaJtet. The discharge of the separator is connected via a material line 6 with the calcination reactor 2. The material line opens into the calcining reactor 2 analogously to the material line to the calcination reactor 1. The calcination reactor 2 is also connected via a line to the kiln inlet channel 9. In the direction of the gas flow to the calcination reactor 2, a separator 13 is connected downstream. The material line 14 from the separator 13 opens in the inlet region to the rotary kiln 10th

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 Teilsekundärluftmenge 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 6 dem Kalzinierreaktor 2 aufgegeben. Der Kalzinierreaktor 2 ist analog dem Kalzinierreaktor 1 angeordnet. Das über den Abscheider 13 abgeschiedene Material wird dem 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.After the preheating in the cyclone preheaters 11, the abandoned raw material is first charged together to the calcination reactor 1. The calcining reactor 1, a partial flow of the kiln exhaust gases is fed axially from below. A partial secondary air quantity from the cooler is fed tangentially as tertiary air to the calcination reactor. In this area, the supply of the required fuel takes place. From the calcination reactor 1, a portion of the calcined material passes down over the kiln inlet channel directly into the rotary kiln. The remaining material passes into the downstream separator 7 and is fed from there via the material line 6 to the calcination reactor 2. The calcination reactor 2 is arranged analogously to the calcination reactor 1. The deposited via the separator 13 material is the rotary kiln 10 abandoned. Due to the two-stage calcining zone as well as the corresponding gas and material guide, intensive mixing of material and fuel with oxygen-rich air is achieved. In conjunction with the achieved residence times of the material in the calcining a higher degree of calcination (90%) can be achieved.

Der Gesamtaufwand des Vorwärmers, im bezug auf vorrichtungs- und apparatetechnischen Einsatz im Verhältnis zu dem erzielten verfahrenstechnischen Effekt erhöht sich dabei nur unwesentlich.The total cost of the preheater, with respect to device and apparatus technology use in relation to the achieved procedural effect increases only slightly.

Claims

Invention claim:

A method of calcining cement slurry in a two-flow mode with direct supply of sub-second air and mixing with the exhaust gases from the sintering zone, wherein the kiln exhaust gases and the partial secondary air are distributed to the calcining reactor stages and the calcined material from the second stage directly to a separator stage the sintering zone passes, characterized in that the material separated from both in the direction of material flow preheater stages together is given a calcination and fed from this deposited material of a second calcination with a higher degree of Kaizinierungsgrad, wherein the material supply is in both Kalzinierstufen in the sub-secondary air supply ,

2. Apparatus for carrying out the method according to item 1 with two-stage preheater and calcination, characterized in that the material line (3) of the cyclone stages (4 and 5) in the calcination (1) open and the material line (6) from the separator (7 ) flows into the calcination reactor (2).