DD205421A1 - Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von feinkoernigem material - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehoerige Vorrichtung zur thermischen Behandlung von feinkoernigem Material, beispielsweise Zementrohmehl, insbesondere durch Kalzination mit direkter Zufuehrung von Teilsekundarlufft u.Vermischung d.Abgase aus der Kalzinierzone mit den Abgasen aus der Sinterzone. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es,den thermischen Wirkungsgrad und den Kalzinierungsgrad zu verbessern sowie den Einsatz von minderwertigen Brennstoffen zu ermoeglichen. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass die von unten nach oben durch den Kalzinierreaktor gefuehrte Tertiaerluft mit dem zu kalzinierenden Material nach dem Kalzinierreaktor in vertikaler Richtung zweimal um ca. 180 Grad Celsius umgelenkt wird. Dabei ist der Teil nach der ersten Umlenkung als Fallstrecke und der Teil nach der zweiten Umlenkung als Steigrohr ausgebildet. Im oder nach dem Bereich der zweiten Umlenkung erfolgt die Mischung des Gas-Materialstromes des Kalzinierreaktors mit den Abgasen des Drehrohrofens.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung » von feinkörnigem Material

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur thermischen Behandlung von feinkörnigem Material, beispielsweise Zementrohmehl, insbesondere durch Kalzinieren mit direkter Zuführung von Teilsekundärluft und Vermischung der Abgase aue der Kalzinierzone mit den Abgasen aus der Sinterzone bei vorzugsweiser zweiflutiger Vorwärmung*

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 Rohstoffes bis zu 90 % zu erreichen.

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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·

Zur Verbesserung der Ausnutzung der zugeführten Wärmeenergie im Kalzinierreaktor und zur Erhöhung des Kalzinierungsgrades ist bekannt, das im Zyklonvorwärmer vorgewärmte Material unter Zugabe von Brennstoff und Primärluft einen senkrecht stehenden Gaserzeuger aufzugeben. Der Gaserzeuger ist als fallender Reaktor ausgebildet, in dem das Gas und das Material im Gleichstrom transportiert wird· Gleichzeitig wird der Brennstoff durch die Strömung gleichmäßig verteilt und es erfolgt eine Teilverbrennung des Brennstoffes und eine Teilkalzination des Materials·

Das Material und der verdampfte Brennstoff bewegen sich mit der Primärluft durch den Gaserzeuger abwärts, verbinden sich mit den Abgasen vom Drehrohrofen und strömen dann um 180° umgelenkt gemeinsam aufwärts durch den Gaskanal, dem im unteren Bereich Zweitluft zugeführt wirdo Durch die Zuführung der Zweitluft erfolgt ein vollständiger Ausbrand des Brennstoffes in dem sauerstoffreichen Gas und damit die Kalzination des Materials· Nachteilig dabei ist, daß dem heißen Gasstrom des Gaserzeugers und des Drehrohrofens verhältnismäßig kalte Zweitluft zur Verbrennung des zugeführten Brennstoffes zugeführt wird, was sich nachteilig auf die thermische Effektivität des Kalzinierreaktors auswirkt·

Weiterhin ist bekannt, daß zur Intensivierung des Kalziniervorganges und zur Erhöhung der Verweilzeit des Materials in der Kalzinierzone die Gasleitung zwischen Drehrohrofen und untersten Zyklon im Bereich des Materialeintrages mehrere Richtungsänderungen aufweist. Durch die mehrmalige Richtungsänderung des Gasstromes wird erreicht, daß innerhalb des Leitungsquerschnittes unter-

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schiedliche Gasgeschwindigkeiten auftreten. Dadurch wird erreicht, daß bei den hohen Gasgeschwindigkeiten ein Durchschießen des Materials entgegen dem Gasstrom verhindert wird und bei geringen Gasgeschwindigkeiten die Verweilzeit des Materials in der Kalzinierzone erhöht wird·

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß durch die Austbildung des Gaakanals zwischen Drehrohrofen und unterstem Zyklon als Kalzinierzone die Bauhöhe des Kalzinierbereiches vergrößert wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei einem hohen thermischen Wirkungsgrad den Kalzinierungsgrad weiter zu verbessern sowie die Bauhöhe des Reaktors und des vorgeschalteten Vorwärmers zu verringern·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zum Kalzinieren von vorzugsweise Zementrohmehl bei Verwendung von minderwertigen Brennstoffen und Erzielung von langen Ausbrandstrecken zu schaffen«

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß bei der Kalzinierung von vorzugsweise Zementrohmehi dem Kalzinierreaktor tangential im unteren Bereich mit Brennstoff vermischte Tei!sekundärluft aufgegeben wird, die den Kalzinierreaktor von unten nach oben durchströmt. Das Material-Gasgemisch des Kalzinierreaktors wird nach Austritt aus dem Kalzinierreaktor in vertikaler Richtung zweimal um ca· 180° umgelenkt. Dabei ist der Teil nach der ersten Umlenkung als Fallstrecke ausgebildet, während nach der zweiten Umlenkung der Teil als Steigrohr ausgebildet ist· Im oder nach dem Bereich der zweiten Um-

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lenkung werden dem Gas-Materialstrom die Abgase des Drehrohrofens zugemischt· Durch die heißen Abgase des Drehrohrofens und durch die zusätzliche Zugabe von festen Brennstoffen im Bereich des Drehofeneinlaufs erfolgt in den Steigrohr die nahezu vollständige Kalzination des Materials·

Um das Ausbrandverhalten der im Bereich des Ofeneinlaufes zugeführten festen Brennstoffe weiter zu verbessern, ist im unteren Bereich des Steigrohres eine Zuführung von Tertiärluft vorgesehen·

In einem Zyklon erfolgt die Trennung des kalzinierten Materials vom Gasstrom. Der Gasstrom wird zur Vorwärmung des Materials einem ein- oder zweiflutigem Vorwärmer zugeführt, während das Material zur weiteren thermischen Behandlung einem Sinteraggregat zugeführt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig· 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ;'. vorgeschalteten zweiflutigen Vorwärmer

; Fig. 2 die Darstellung der erfindungsgemäßen • Vorrichtung

Dem Kalzinierreaktor 9 wird im unteren Bereich tangential über die Tertiärluftleitung 15 die Tertiärluft vom Kühlaggregat .: zugeführt. Vor Eintritt in den Kalzinierreaktor wird der Tertiärluft über die Brennstoffzufuhr 14 Brennstoff zugeführt, der dann im aufsteigendem Gasstrom im Kalzinierreaktor 9 verbrennt«

Aus dem Zyklon 8, der letzten Stufe eines mehrstufigen Zyklonvorwärmers, gelangt das vorgewärmte Material über eine Materialleitung in den Kalzinierreaktor 9· Dort er-

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folgt im aufsteigenden Gasstrom ein Warmetausch zwischen Gas und Material, wobei das Material einer Kalzination unterzogen wird.

Im unteren Teil des Kalzinierreaktors 9 ist axial eine Leitung 17 angeordnet, die in den Drehofeneinlauf 20 mündet ο Diese Leitung 17 ist mit einem Absperrorgan versehen, wodurch regelbar eine Zuführung von Abgasen aus dem Drehrohrofen 18 in den Kalzinierreaktor 9 erfolgt. Außerdem werden durch die Leitung 17 Materialteilchen aus dem Kalzinierreaktor 9 direkt dem Drehrohrofen 18 zugeführt, die in Folge ihrer Größe nicht mit dem Gasstrom mitgerissen wurden·

Nach Austritt des Material-Gasgemisches aus dem Kalzinierreaktor 9 erfolgt in vertikaler Richtung eine Umlenkung des Material-Gasgemisches um ca« 180°, In dem nach unten gerichteten Fallrohr 10 erfolgt ein weiterer Wärmeübergang zwischen Gas und Material durch den vollständigen Ausbrand des zugeführten Brennstoffes· Dabei sind die durch die Kalzinierung im Kalzinierreaktor 9 und die im Fallrohr 10 gebildeten Behandlungszonen annähernd gleich lang·

Nach erneuter Umlenkung des Material-Gasgemisches um ca. 180° wird das Material-Gasgemisch des Kalzinierreaktors 9 mit den Abgasen des Drehrohrofens 18 vermischt· Durch Zuführung von festen Brennstoffen, wie Altreifen, Stückkohle oder dergleichen, mittels einer Aufgabevorrichtung 21 im Bereich des Drehofeneinlaufs 20 und dessen Verbrennung wird die Temperatur der Ofenabgase weiter erhöht. In dem mit erweiterten Querschnitt ausgebildeten Steigrohr 11, das mit dem Drehofeneinlauf 20 des Drehrohrofens 18 verbunden ist und in dem das Fallrohr 10 mündet, erfolgt die Restkalzination des bereits kalzinierten Materials,

Zum besseren Ausbrand der im Drehofeneinlauf 20 zugeführten festen Brennstoffe mündet im unteren Teil des Steigrohres 11 eine Teilleitung 16 der Tertiärluftleitung 15 ein, die sauerstoffreiche Kühlerabluft zuführt. Durch ein

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nicht dargestelltes Absperrorgan in der Teilleitung 16 lassen sich die Ausbrandverhältnisse der festen Brennstoffe in dem Steigrohr 11 beeinflussen und entsprechend den gewünschten Bedingungen einstellen.

In einem Zyklon 12 erfolgt die Trennung des Materials vom Gasstrom. Das kalzinierte Material wird über die Materialleitung 19 dem Drehofeneinlauf 20 und somit dem Drehrohrofen 18 zur weiteren thermischen Behandlung aufgegeben. Die Abgase verlassen über ein Steigrohr 13 den Zyklon und werden einem mehrstufigen Vorwärmer zur Vorwärmung des Zementrohmehls zugeführt·

In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Kalziniervorrichtung mit einem zweiflutigem Vorwärmer dargestellt, wobei an dem Steigrohr 11 tangential zwei Zyklone 12 angeordnet sind, von denen die Gasleitungen bei gleicher Verteilung der Gasmenge jeweils in eine Vorwärmerflut münden. In der einen Flut wird das Abgas nacheinander durch die Zyklone 7, 5, 3 und dem Doppelzyklon 1 geleitet, während in der anderen Flut das Abgas nacheinander die Zyklone 8, 6, 4 und den Doppelzyklon 2 durchströmen. Materialseitig sind die Zyklone des Vorwärmers so geschaltet, daß das Material nacheinander die Zyklone 1 bis 8 durchläuft bevor es dem Kalzinierreaktor 9 aufgegeben wird.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch die langen Ausbrandwege eine sehr gute Ausnutzung der dem Kalzinierreaktor zugeführten Brennstoffwärme sowie der Drehrohrofenabgaswärme und der dem Ofeneinlauf zugeführten festen Brennstoffwärme erreicht wird. Das hat zur Folge, daß durch die langen Ausbrandwege die Verweilzeit des Materials im Kalzinationsbereich verlängert wird und somit eine nahezu vollständige Kalzination des Materials erfolgte Durch die langen Ausbrandwege ist es möglich, minderwertige Brennstoffe einzusetzen und den thermischen Wirkungsgrad der Gesamtanlage zu verbessern ο Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die zweimalige Umlenkung des Material-Gasstromes in vertikaler Richtung die Bauhöhe der Gesamtanlage auch bei sehr langen Ausbrandstrecken gering gehalten wird.

Claims (8)

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   Erfindungsanspruch.

   ο Verfahren zur thermischen Behandlung von feinkörnigem Material, beispielsweise Zeraentrohraehl, insbesondere durch Kalzinieren mit direkter Zuführung von Teilsekundärluft, Vermischung der Abgase aus der Kalzinierzone mit den Abgasen aus der Sinterzone bei vorzugsweise zweiflutiger Vorwärmung, gekennzeichnet dadurch, daß die von unten nach oben durch die Kalzinierreaktorr· stufe geführte Tertiärluft nach der Kalzinierung in vertikaler Richtung zweimal um ca· 180° umgelenkt und nach oder im Bereich der zweiten Umlenkung mit den Ofenabgasen vermischt als aufsteigender Strom der Vorwärmstufen bei vorzugsweise zweiflutigem Betrieb im gleichen Verhältnis zugeführt wird·
2. 2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen der Kalzinierstufe und der Sinterstufe ein direkter Materialübergang für einen Teil des kalzinierten Materials in die Sinterzone und / oder der Abgase aus der Sinterzone in die Kalzinierzone einstellbar ist.

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3. 3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teilstrom der Tertiärluft, unter Umgehung der Kalzinierzone, den Abgasen aus der Sinterzone im Bereich der Mischung oder unmittelbar vor einer Vermischung mit den Abgasen aus der Kalzinierzone zugemischt wird ο
4. 4« Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die durch die Kalzinierung und die Umlenkung gebildeten.Behandlungszonen annähernd gleich lang sind·
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß am Kalzinierreaktor (9), mit Anschluß der Tertiärluftleitung (15) und Brennstoffzufuhr (14) im unteren Bereich, im oberen Ende eine über einen Krümmer um ca· 180° nach unten gerichtetes Fallrohr (10) angeordnet ist, das in den unteren Teil eines Steigrohres (11) mit erweitertem Querschnitt mündet, an dem im oberen Bereich vorzugsweise zwei Zyklone (12) tangential angeordnet sind, deren Materialleitungen (19) in den Drehofeneinlauf und die Gasleitungen in jeweils eine Vorwärmerflut münden.
6. 6· Vorrichtung nach Punkt 5, gekennzeichnet d a d u r cn , daß eine mit einem Absperrorgan versehene Teilleitung (16) der Tertiärluftleitung (15) im unteren Teil des Steigrohres (11) mündet·
7. 7· Vorrichtung nach Punkt 5 und 6,-gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Kalzinierreaktor (9) und dem Drehofeneinlauf (20) eine Leitung (17) mit einem Absperrorgan, angeordnet ist.
8. 8· Vorrichtung nach Punkt 5 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Drehofeneinlauf (20) mit einer Auf-

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   gabevorrichtung (21), insbesondere für feste Brennstoffe, beispielsweise Altreifen, Stückkohle oder dergleichen, versehen ist·

   - Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -