DD204469A1

DD204469A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE HEAT TREATMENT OF FINE-COATED MATERIAL

Info

Publication number: DD204469A1
Application number: DD23756882A
Authority: DD
Inventors: Fritz Feige
Original assignee: Dessau Zementanlagenbau Veb
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1983-11-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehoerige Vorrichtung zur Waermebehandlung von feinkoernigem Material, insbesondere zum Kalzinieren von Zementrohmehl. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, die Effektivitaet der Kalzinierung durch Gewaehrleistung eines vollstaendigen Ausbrands des Brennstoffes im Kalzinierreaktor weiter zu erhoehen. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass bei tangentialer Zufuehrung einer vom Kuehler abgezogenen Teilsekundaerluftmenge im unteren Bereich der Kalzinierzone der Ofenabgasstrom nach der Abscheidung des im Steigrohr aufgegebenen Materials axial von oben in den Kalzinierreaktor gelangt und ueber vorzugsweise zwei tangential oder radial angeschlossene Zyklonabscheider mit dem Materialabgasstrom des Kalzinierreaktors aus dem Reaktor austritt, wobei das aus dem Ofenabgasstrom abgeschiedene Material dem Kalzinierprozess oder direkt dem Sinterprozess zugefuehrt wird.The invention relates to a method and the associated device for heat treatment of feinkoernigem material, in particular for calcining cement raw meal. The aim and object of the invention is to further increase the effectiveness of the calcination by ensuring a complete burnout of the fuel in the calcination reactor. According to the invention, this is achieved by tangential delivery of a quantity of secondary air withdrawn from the cooler in the lower region of the calcination zone, from which the kiln exhaust gas passes axially from above into the calcination reactor after separation of the material fed in the riser and preferably via two tangentially or radially connected cyclone separators with the material exhaust gas stream Calcining reactor exits the reactor, wherein the separated material from the furnace exhaust gas material is fed to the calcining process or directly to the sintering process.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Wärme behandlung von feinkörnigem MaterialMethod and device for the heat treatment of fine-grained material

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Material, insbesondere zum Kalzinieren von Zementrohmehl·The invention relates to a method and the associated apparatus for the heat treatment of fine-grained material, in particular for calcining cement raw meal.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Beim Einsatz von Kalzinierreaktoren zum Kalzinieren des bereits vorgewärmten Zementrohmehls ist es bekannt, den Kalzinierreaktor mit einem Gasgemisch, bestehend aus Kühlersekundärluft und Ofenabgas, zu beaufschlagen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß eine niedrige Sauerstoffkonzentration durch die Vermischung der Ofenab·*·-. gase mit der Sekundärluftmenge beim Ausbrand des Brennstoffes in dem Kalzinierreaktor vorliegt und somit die Wär memenge des zugeführten Brennstoffes unter Umständen nicht vollständig ausgenutzt werden kann. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, den Kalzinierreaktor nur mit Kühlersekundärluft zu betreiben. Die Vorwärmung des Materials erfolgt in einem zweiflutigen Vorwärmer, w'öbei eine J¹IUt mit den Abgasen des Drehröhrofens und die andere Flut mit den Abgasen des Kalzinier-When using calcining reactors for calcining the already preheated cement raw meal, it is known to pressurize the calcining reactor with a gas mixture consisting of secondary secondary air cooler and furnace exhaust gas. A disadvantage of this method is that a low oxygen concentration by mixing the Ofenab · * - -. Gas is present with the secondary air quantity during combustion of the fuel in the calcination and thus the heat flow of the fuel supplied may not be fully utilized under certain circumstances. To avoid this disadvantage, it is known to operate the calcining reactor only with secondary secondary cooler air. The preheating of the material is carried out in a double-flow heater, a w'öbei J ¹ IUT with the exhaust gases of the Drehröhrofens and the other flood with the exhaust gases of calcination

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reaktors betrieben wird·reactor is operated ·

Nachteil dieser Vorrichtung ist ein kompliziertes Anfahrverhalten der Kalzinierflut, da mit ungenügend vorgewärmter Tei!sekundärluft gearbeitet und der Materialfluß bis zur Zuschaltung der Kalzinierflut auf die Gfenflut umgeschaltet werden muß* Es ist weiterhin bekannt, die unterste Kammer eines aus mehreren Kammern bestehenden Kalzinierreaktors mit Kühlersekundärluft zu beaufschlagen« In der Nähe des oberen Endes der obersten Kammer mündet tangential die Ofenabgasleitung in den Kalzinierreaktor ein«, Diese tangentiale Gaszuführung hat die Aufgabe, das vorkalzinierte Ma- .· terial aus dem Kalzinierreaktor auszutragen und dem Vorwärmer mit dem Gasgemisch aus Kühlersekundärluft und Ofenabgas zu betreiben·Disadvantage of this device is a complicated Anfahrverhalten the calcination, since with insufficiently preheated Tei! Secondary worked and the material flow must be switched to the connection of Kalzinierflut on the Gfenflut * It is also known, the lowest chamber of a multi-chamber calcination with Kühlersekundairluft pressurize «Near the top of the topmost chamber, the kiln exhaust gas line flows into the calcining reactor tangentially.« The purpose of this tangential gas supply is to discharge the precalcined material from the calcining reactor and to the preheater with the gas mixture of secondary secondary air and kiln exhaust gas operate·

Bei Verwendung von minderwertigen Brennstoffen in dem Kalzinierreaktor wird die Bauhöhe des Reaktors verhältnismäßig groß, da der Brennstoff eine lange Ausbrandstrecke benötigt·When using low-grade fuels in the calcining reactor, the overall height of the reactor becomes relatively large, since the fuel requires a long burn-out distance.

Es wurde bereits vorgeschlagen, dem Kalzinierreaktor im unteren Bereich axial einen Teil der Ofenabgase und tangential die Kühlersekundärluft und im oberen Bereich den anderen Teil der Ofenabgase tangential zuzuführen· Zur.Ausnutzung der Wärme der Ofenabgase wurde dem Abgasstrom Material zugeführt, welches vor Eintritt des Ofenabgasstromes in den oberen Bereich des Kalzinierreaktors vom Gasstrom getrennt wurde und dem unteren Bereich des Kalzinierreaktors zugeführt wird·It has already been proposed to supply the calcination reactor in the lower region axially part of the kiln exhaust gases and tangentially the secondary cooler air and tangentially in the upper part of the other part of the kiln exhaust gas · Zur.Ausnutzung the heat of the kiln exhaust gas material was fed to the exhaust stream, which before entering the kiln exhaust gas stream in the upper region of the calcination reactor was separated from the gas stream and fed to the lower region of the calcination reactor.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Effektivität der Kalzinierung des Materials im Kalzinierreaktor weiter zu erhöhen, die Wärmeenergie, die mit dem Brennstoff zugeführt wird, bei der Kalzination vollständig freizusetzen und auszunutzen und ein unkompliziertes Anfahren der Anlage zu gewährleisten.The aim of the invention is to further increase the efficiency of the calcination of the material in the calcining reactor, to fully release and utilize the heat energy that is supplied with the fuel during the calcination and to ensure an uncomplicated start-up of the plant.

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Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sauerstoffmenge im Kalzinierreaktor so einzustellen, daß ein vollständiger Ausbrand des Brennstoffes erfolgt und daß während des Anfahrens der Anlage der Kalzinierreaktor mit der untersten Zyklonstufe ohne zusätzliche Beheizung durch die besondere Führung des Ofenabgases im ausreichenden Maße vorgewärmt wird«The invention has for its object to set the amount of oxygen in the calcining reactor so that a complete burnout of the fuel takes place and that is preheated during startup of the plant, the calcination reactor with the lowest cyclone stage without additional heating by the special leadership of the kiln exhaust gas to a sufficient extent

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß bei einem mit Kühlersekundärluft betriebenen Kalzinierreaktor der Ofenabgasstrom nach der Abscheidung des im Steigrohr zu einem Zyklonabscheider aufgegebenen Materials axial von oben in den Kalzinierreaktor zugeführt wirdo Dort erfolgt eine Vermischung mit dem Kalzinatorgas, wobei eine weitere Entsäuerung des Materials erfolgt« Das teil- bzw₀ vollständig kalzinierte Material wird über vorzugsweise zwei Zyklonabscheider tangential oder radial mit dem Gasgemisch, bestehend aus Ofenabgas und Kalzinatorabgas, aus dem Kalzinator ausgetragen und vom Gasstrom getrennt* Der Gasstrom wird vorzugsweise in-_ zwei gleichmäßig beaufschlagte Vorwärmerfluten weitergeführt, während das abgeschiedene Material je nach Schaltung dem Sinterprozeß oder dem Ofenabgasstrom zugeführt wird·According to the invention, this is achieved by feeding the kiln exhaust gas stream axially from above into the calcination reactor after separation of the material fed into the riser pipe to a cyclone separator in a calcination reactor operated with secondary cooler air. There, it is mixed with the calciner gas, with further deacidification of the material. the partially or ₀ fully calcined material is in-_ continued tangentially or radially with the gas mixture consisting of kiln exhaust gas and Kalzinatorabgas discharged from the calciner and separated from the gas stream * the gas stream is preferably above preferably two cyclone separators two equally acted upon Vorwärmerfluten while the Deposited material is supplied to the sintering process or the furnace exhaust gas depending on the circuit.

Entsprechend des gewünschten Kalzinationsgrades und in Abhängigkeit von der Rohmehlzüsammensetzung. wird erfindungs«· gemäß das Material aus der Ie t'z ten Vorwärmer stufe dem Ofenabgasstrom zugeführt, wobei ein intensiver Wärmeaustausch zwischen dem Gas und dem Material erfolgt,. Danach erfolgt eine Trennung vom Gasstrom und das teilkalzinierte Material wird zur vollständigen Kalzination dem Kalzinierreaktor aufgegeben, von wo es über Zyklonabscheider dem Sinterprozeß zugeführt wird·According to the desired degree of calcination and depending on the raw meal composition. According to the invention, the material from the preheater stage is supplied to the kiln exhaust gas stream, whereby an intensive heat exchange takes place between the gas and the material. Thereafter, a separation from the gas stream and the teilkalzinierte material is fed to complete calcination the calcining reactor, from where it is fed via cyclone separator to the sintering process ·

Entsprechend der zweiten erfindungsgemäßen Variante wird das _;J|a|eri,al der , vorletzteri Vorwärmerstufig, dem. Kalzinierreaktor, zugeführt*. ITach Trennung vom Gasstrom wird dasAccording to the second variant of the invention is the _; J | a | eri, al the, last but not least preheater, the. Calcination reactor fed *. ITach separation from the gas stream is the

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fast vollständig kalzinierte Material dem heißen Ofenabgasstrom aufgegeben und nach Abscheidung aus diesem dem Sinterprozeß zugeführt*Almost completely calcined material fed to the hot furnace exhaust stream and fed to the deposition process after this from the sintering process *

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden« In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment «In the accompanying drawings show:

1 die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung1 shows the schematic representation of the device according to the invention

ig« 2 eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung2 shows a variant of the device according to the invention

Dem Kalzinierreaktor 4, der mit Kühlersekundärluft betrieben wird, die über die Kühlersekundärluftleitung 6 tangential zugeführt wird, werden axial von oben über den Gaskanal 5 die vom Material getrennten Ofenabgase zugeführt· Im oberen Teil des Kalzinierreäktors4 erfolgt eine Mischung der Ofenabgase mit dem Kalzinatorgas, wobei dabei eine weitere Entsäuerung des Materials erfolgt. Das Gasge«* misch mit dem teil- bzw« vollständig kalzinierten Material wird tangential oder radial vorzugsweise zwei Zyklonabscheidern 11 zugeführt und nach Trennung vom Material den darüber angeordneten Vorwärmerstufen aufgegeben· Durch die Zuführung von Kühlersekundärluft im unteren Bereich des Kalzinierreaktors 4 wird eine hohe Sauerstoffkonzentration im Kalzinierreaktor erreicht· Das hat zur PoIge, daß der aufgegebene Brennstoff vollständig ausbrennen und die dadurch freigesetzte Färmeenergie zur Kalzination des Materials sehr gut genutzt werden kann· Entsprechend der Erfindung ist es möglich, die Ausbrandverhältnisse in Abhängigkeit von der Rohmehlzusammensetzung zu beeinflussen·The calcining reactor 4, which is operated with secondary coolant air, which is supplied tangentially via the cooler secondary air line 6, are fed axially from above via the gas channel 5 separated from the material kiln exhaust · In the upper part of the calcination 4 rechamber 4 takes place a mixture of kiln exhaust gases with the Kalzinatorgas, thereby a further deacidification of the material takes place. The gas mixture with the partially or completely calcined material is fed tangentially or radially, preferably to two cyclone separators 11 and, after separation from the material, is given over the preheater stages arranged above. The supply of secondary cooler air in the lower region of the calcining reactor 4 results in a high oxygen concentration in the Calcining reactor achieved · This has the PoIge that the abandoned fuel burn out completely and the thus released thermal energy for calcination of the material can be used very well · According to the invention, it is possible to influence the Ausbrandverhältnisse depending on the raw meal composition ·

Nach Variante gemäß Figur 1 wird das Material aus dem Vorwärmerzyklon 9 über die Materialleitung 8 dem Steigrohr 3 aufgegeben, das den Drehrohrofen 1 mit dem ZyklonabscheiderAccording to the variant according to FIG. 1, the material from the preheater cyclone 9 is fed via the material line 8 to the riser pipe 3, which houses the rotary kiln 1 with the cyclone separator

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2 verbindete In den heißen Ofenabgasen erfolgt eine ausgezeichnete Materialvorbereitung bei dem anschließenden Kalzinationsprozeßo Zur vollständigen Kalzination wird das vom Ofenabgas getrennte Material über die Materialleitung 7 dem Kalzinierreaktor 4 zugeführt, wo die Kalzination erfolgte lach Mischung des Materialgasgemisches mit dem Ofenabgas im oberen Bereich des Kalzinierraaktors 4, wird das Material in den Zyklonabscheidern 11 vom Gasstrom getrennt und dem Drehrohrofen 1 zugeführt_o For complete calcination, the material separated from the kiln exhaust gas is fed via the material line 7 to the calcination reactor 4, where the calcination was carried out after mixing the material gas mixture with the kiln exhaust gas in the upper region of the calcining reactor 4, the material is separated from the gas stream in the cyclone 11 and fed to the rotary kiln 1 _o

Hach der Variante gemäß Figur 2 wird das Material aus dem Vorwärmerzyklon 9 dem Kalzinierreaktor 4'zugeführt, in dem eine nahezu vollständige Kalzination erfolgt«. Das über die Abscheider 11 des Kalzinierreaktors 4 abgeschiedene Material wird dem Steigrohr 3 aufgegeben, in welchem eine, unter dem Einfluß der hohen Ofenabgastemperatür, nahezu vollständige Kalzination erfolgt» In dem Zyklonabscheider wird das Ofenabgas vom Material getrennt und das Material wird dem Drehrohrofen 1 zugeführt₀ According to the variant according to FIG. 2, the material from the preheater cyclone 9 is fed to the calcination reactor 4 'in which an almost complete calcination takes place. The deposited over the separator 11 of the calcining reactor 4 material is the riser 3 abandoned, in which a, under the influence of the high Ofenabgastemperatür, almost complete calcination occurs »In the cyclone separator, the furnace exhaust gas is separated from the material and the material is the rotary kiln 1 is fed ₀

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dazugehörigen Vorrichtung bestehen darin, daß die Effektivität der Kalzinierung des Materials weiter erhöht wird« Durch die Zuführung von Kühlersekundärluft in dem Reaktor wird eine hohe Sauerstoffkonzentration im Reaktor erzielte Dadurch erfolgt ein vollständiger Ausbrand des in den Reaktor zugeführten Brennstoffes· Dieses hat zur Folge, daß die Wärmeenergie des Brennstoffes vollständig freigesetzt wird und zur Kalzination des Materials genutzt werden kann· Gleich.™ ^: zeitig wird damit der Ausbrandweg des Brennstoffes verkürzt, was eine Reduzierung der Bauhöhe zur Folge hat» Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der günstigen Einstellung der luftVerhältnisse im Reaktor und der Mischung der Gasströme im oberen Bereich des Kalzinierreaktors« Durch die axiale Zuführung der heißen Ofenabgase in den oberen'Bereich des Reaktors wird dieser beim Anfahren im erforderlichen Maße vorgewärmt, 30 daß eine zusätzliche Beheizung sowie umschaltbare Materialwege im Vorwärmersystem entfallen·The advantages of the method and the associated device according to the invention are that the efficiency of the calcination of the material is further increased. By supplying second secondary cooler air in the reactor, a high oxygen concentration is achieved in the reactor. This results in complete burnout of the fuel fed into the reactor. This has the consequence that the heat energy of the fuel is completely released and can be used for calcination of the material · Equal. ™ ^: At the same time, the burning path of the fuel is shortened, resulting in a reduction in the height result »Another advantage of the invention in the favorable adjustment of the air conditions in the reactor and the mixture of the gas streams in the upper region of the calcination reactor "By the axial supply of hot furnace exhaust gases in the upper 'region of the reactor is preheated to the required extent during start-up, 30 that a additional heating and switchable material paths in the preheater system are eliminated ·

Claims

237568 2 Invention claim

1 · Method for heat treatment of fine-grained material, in particular for calcining cement raw meal with tangential supply of a subtracted from Kühlsr sub-second air volume In the lower part of the calcination, characterized in that the furnace exhaust gas passes after the deposition of the material in the riser axially fed from above into the calcination and exiting the reactor via the preferably two tangentially or radially connected cyclone separators with the material waste gas stream of the calcining reactor, the material separated from the furnace waste gas stream being fed to the calcining process or directly to the sintering process.

2 · Apparatus for carrying out the method according to point with tangentially arranged cooler secondary air line in the lower region of the reactor, characterized in that the gas channel (5) connecting the separator (2) with the calcination reactor (4), axially into the upper region of the calcination (4) and that one or more, preferably two, cyclone separators ($ 1) are connected tangentially or axially in the upper region of the calcination reactor. "

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3 «Device according to item 1 and 2, characterized in that the cyclone separator (2) by a riser pipe (3) with the rotary kiln (1) is connected, wherein the material line (7) of the cyclone separator (2) in the lower region of the calcining reactor (4) or in the rotary kiln (1) opens _o

4 Apparatus according to items 1 to 3, characterized in that the material pipe (8) of the preheater cyclone (9) or the material pipe (10) of the cyclone separator (11) flow into the riser pipe (3) «

- For this 2 sheets drawings -