DD205880A1

DD205880A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung und kalzination von mehlfoermigem material

Info

Publication number: DD205880A1
Application number: DD24230782A
Authority: DD
Inventors: Joachim Bergmann; Ingo Schwerdtfeger; Wolfgang Traut; Joerg Mueller
Original assignee: Dessau Zementanlagenbau Veb
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1984-01-11

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN UND DIE DAZUGEHOERIGE VORRICHTUNG ZUR WAERMEBEHANDLUNG UND KALZINATION VON MEHLFOERMIGEN MATERIAL, INSBESONDERE ZEMENTROHRMEHL. ZIEL UND AUFGABE DER ERFINDUNG IST ES, DEN THERMISCHEN WIRKUNGSGRAD DES KALZINIERREAKTORS,WEITER ZU VERBESSERN UND DIE BAUHOETE DES GESAMTSYSTEMS BEI NIEDRIGEREM DRUCKVERLUST ZU REDUZIEREN ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DAS DADURCH ERRICHT, DASS BEI EINEM MIT KUEHLERSEKUNDAERLUFT BETRIEBENE KALZINIEREAKTOR MIT TANGENTIALEM GAS-,MATERIAL- UND AXIALEM GASAUSTRAG DER OFENABGASSTROM NACH DER ABSCHEIDUNG DES IN DAS STEIGROHR DER UNTERSTEN VORWAEMERSTUFE DER OFENFLUT AUFGEGEBENEN MATERIALS MIT DEMNAHEZU MATERIALFREIEN, AXIEL AUS DER KALZINIERSTUFE AUSTRETENDEN GASSTROM VERMISCHT UND DANACH MIT MATERIAL DER ANDEREN VORWAERMEFLUT BEAUFSCHLAGT WIRD.

Description

242307 2

Verfahren und Vorrichtung zur V/är me behandlung und Kalzination von mehlförmigem Material

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur Wärmebehandlung und Kalzination von mehlförmigera Material, insbesondere Zementrohmehl.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die zum Einsatz gelangenden Kalzinierreaktoren zum Kalzinieren des bereits vorgewärmten Zementrohmehls unterscheiden sich einmal darin, ob die im Reaktor erforderliche, aus dem Kühler stammende und dort erwärmte Verbrennungsluft allein in ihn gelangt, während das im Drehrohrofen entstehende Abgas nur im Vorwärmer genutzt wird, ohne in den Reaktor zu gelangen, oder ob der Reaktor sowohl mit der Kühlerabluft als auch mit dem Ofenabgas beaufschlagt wird. Weiterhin unterscheiden sich die einzelnen Typen darin, auf welche Weise die Gasströme zu- und abgeführt werden, z. B. axial oder tangential. Ebenso kann die Art der Verschaltung des Reaktors mit den Vorwärmerstufen, bezüglich der Gas- und Materialströme, unterschiedlich sein. Zur Erzielung einer hohen Sauerstoffkonzentration im Kalzinierreaktor und dadurch Schaffung von guten Voraussetzungen für den Ausbrand des zugeführten Brenn-

? ο Π

stoffes ist gemäß DD 114 305 bekannt, einer Vorwärmer flut mit den Abgasen des Drehrohrofens und die andere Flut mit den Abgasen des Kalzinierreaktors zu betreiben, wobei dem Kalzinierrealctor Kühlerabluft als Verbrennungsluft zugeführt wird.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist ein kompliziertes Anfahrverhalten der Kalzinierflut, da mit ungenügend vorgewärmter Teilsekundärluft gearbeitet wird und der Materialfluß bis zur Zuschaltung der Kalzinierflut auf die Ofenflut umgeschaltet werden muß.

Günstige thermische Verhältnisse werden erreicht, wenn in ebenfalls bekannter Art und Weise das Abgas aus dem Reaktor durch die Stufen der anderen Vorwärmerflut in Reihe und das Material als ein Strom wechselseitig von einer Stufe der einen Flut zur gleichen Stufe der anderen Flut und so fort geführt wird, wie in DE-OS 2 931 590 beschrieben. Hier ist die Möglichkeit eingeschlossen, in jede Flut einen Kalzinator zwischen Vorwärmer und Sinteraggregat au schalten.

Wach der GB 1 508 721 ist vorgesehen, das im untersten. Zyklon des Kalzinatorstranges abgeschiedene Material zumindest teilweise in die Gasleitung vorn Drehofen zum untersten Abscheider des Ofenabgasstranges aufzugeben.

Beide Lösungen weisen den Nachteil auf, daß die Fluten nicht zu gleichen Teilen mit Abgas beaufschlagt werden können, was besonders bei hohen Kalzinatorbrennstoffanteilen oder bei notwendigem Bypass-Gasäbzug nachteilig ist, oder bei Einsatz je eines Kalzinators pro Flut, der Druckverlust und die Aufwendungen für Investition ansteigeno

Gemäß DD-WP C 04 B / 232 405 wurde bereits vorgeschlagen, dem Kalzinierreaktor im unteren Bereich axial einen Teil der Ofenabgase und tangential die Kühlersekundarlüft. und im oberen Bereich den anderen Teil der Ofenab-

242 3 07 2

gase tangential zuzuführen»

Zur Ausnutzung der Wärme der Ofenabgase wird dem Abgasstrom Material zugeführt, welches vor Eintritt des Ofenabgass.tromes in den oberen Bereich des Kalzinators vom Gasstrom getrennt wird und dem unteren Bereich des Kalzinierreaktors zugeführt wird.

Allen genannten Kalzinierverfahren ist gemeinsam, daß ein Material-Gas-Gemisch den eigentlichen Kalzinator verläßt und die Materialabscheidung aus dem Abgas in einer gesonderten Abscheiderstufe erfolgt. In den Abscheidfirn und ihren Zuführungsleitungen finden keine Reaktionen statt.

Weiterhin wurde gemäß der DD-WP C 04 B / 234 044 vorgeschlagen, die Vorgänge der Kalzination und Abscheidung des Materials im Kalzinierreaktor zumindestens partiell gleichzeitig stattfinden zu lassen, indem das Gasgemisch des Kalzinators, bestehend aus Kühlersekundärluft und Ofenabgas, in zwei Teilströme aufgeteilt wird. Dabei wird ein Teilstrom mit nahezu dem gesamten Material tangential und der andere nahezu staubfreie Teilstrom axial aus der Kalzinierstufe ausgetragen·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei zumindest partiell gleichzeitig stattfindender Kalzination und Abscheidung des Materials im Kalzinierreaktor den thermischen Wirkungsgrad weiter zu verbessern, einem niedrigeren Gesamtdruckverlust und bei stabiler Fahrweise geringe Investitionsaufwendungen des Kalzinier-Vorwärmer-Systems zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anlage so zu gestalten, daß die Druckverluste in den beiden VorwärmerfIuten gleich niedrig liegen und die Stufen der Vorwärmer-

242 3 0

fluten so anzuordnen j daß eine niedrige Bauhöhe des Gesamtsystems erreicht wird«

Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß bei einem zweiflutigen Vorwärmer unter Verwendung eines mit Kühlersekundärluft betriebenen Kalzinierreaktors dem ein Teil der Kalzinierreaktorabgase mit vorzugsweise dem gesamten Material tangential und der nahezu staubfreie andere Teil der Kalzinierreaktorabgase axial abgezogen wird, der Ofenabgass.trom nach der Abscheidung des im Steigrohr aufgegebenen Materials mit dem nahezu materialfreien axial aus der Kalzinierstufe austretenden Gasstrom vermischt und mit Material der anderen Vorwärmerflut beaufschlagt wird» Dabei werden die Gasmengen der beiden Vorwärmerfluten nahezu gleich groß eingestellte

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig:· 1 die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltung der Gas- und Materialströme

Fig. 2 eine weitere AusführungsVariante.

Die gestrichelte Linie zeigt den Weg des Gutes, die durchgezogene den des Gases·

Der Reaktor 1, der aus dem Bereich des Kühlers mit heißer Verbrennungsluft 2 versorgt und mit deren Hilfe der Brennstoff 3 verbrannt wird, kalziniert das aus der letzten Wärmetauscherstufe 4 eintretende Material zu einem großen Teil. Aus dem Reaktor 1 wird ein so großer Teil des Abgases tangential abgezogen und dem Reaktorabscheider 5 zugeführt, daß sein Anteil am Ge-

24 2

samtabgas des Systems ca. 50 % beträgt. In diesem Abgasstrom befindet sich nahezu das gesamte kalzinierte Material, das im Abscheider 5 vom Gas getrennt und dem Drehofen 6 zugeführt wird. Der Abgasstrom wird weiter durch den einen, in Figur 1 und 2 aus den Wärmetauscherstufen 7, 8 und 9 bestehenden Wärmetauscherstrang geleitet. Das aus dem Drehrohrofen 6 kommende Abgas wird zur Wärmetauscherstufe 4 geleitet und nach Trennung dea Materials vom Gasstrom gelangt der Gasstrom über die Abgasleitung 19 in den axial aus dem Reaktor 1 über die Gasleitung 20 austretenden zweiten Abgasanteil und wird mit diesem vermischt. Die Wärmetauscherstufe 4 wird knapp dimensioniert, so daß der Druckverlust der Stufe 4 einschließlich des Ga3kanals 10 geringfügig größer ist als der Druckverlust des Reaktors 1 und der Teilsekundärluftzuführung 2.

Dadurch kann ein aufwendiges Regelorgan in dem Gaskanal 10 oder nach der Wärmetauscherstufe 4 entfallen und nur ein Drosselorgan 11 in der Luftleitung 2 vorgesehen werden.

Die Abgasstrbme nach Stufe 4 und Reaktor 1 sind weitgehend staub- und schadstoffrei. Als Schadstoffe gelten vor allem solche verstopfungsfördernden Bestandteile wie Alkalien, Chloride oder schwefelhaltige Verbindungen. Die Gasleitung 12 nach der Mischung der beiden Gasströrae, die zu dem zweiten, in Figur 1 aus den Stufen 13, 14 und 15 bestehenden Vorwärmerstrang führt, wird bereits zum Wärmetausch genutzt.

Das gesamte thermisch zu behandelnde Rohmehl wird an der Aufgabestelle 16 der Wärmetauscherstufe 9 aufgegeben, von dort zur obersten Wärmetauschstufe 15 der zweiten Flut und weiter abwechselnd von einer Flut zur anderen bis zur Gasleitung 12 geführte Nach der Abscheidung im Abscheider 13 wird es zum Wärmetausch in die Ofenabgasleitung 10 und nach Abscheidung in Stufe 4 zum Reaktor 1 geleitet.

c Λ / O Λ Π *7

6 - /A /ill/

Zum Anfahren .der Anlage ist die vom Drehofen 6 direkt zum Reaktor 1 angeordnete Leitung 17 vorgesehen, die mit einem Absperrorgan 18 verschlossen werden kann. Nach Inbetriebnahme der Drehofenfeuerung können somit alle Apparateteile des Vorwärmers und des Reaktors vorgeheizt werden.

In Figur 2 ist die zweite, aus den Stufen 4» 13, 14 und 15 bestehende Flut um eine weitere Wärmetauscherstufe 21 erweitert. Die Rohmaterialzuführung 16 befindet eich im unmittelbar zur Stufe 21 führenden Steigrohr. Von Stufe 21 aus wird das Material über Stufe 9 wie nach Figur 1 geführt. Der Platz für Stufe 21 wird durch die im Vergleich zur anderen Flut niedrige Bauhöhe der aus den Stufen 4 bis 21 bestehenden Flut gewonnen. Der Druckverlust beider Fluten ist trotz zusätzlicher Stufe 21 etwa gleich, so daß bei Einsatz eines Gebläses keine Drosselung des Gasstromes der zweiten Flut zu erfolgen braucht und der Drucksprung am Gebläse nicht höher ist als bei anderen Ausführungen ohne die zusätzliche Stufe 21. Bei. der Lösung nach Figur 2 tritt zusätzlich zu den anderen auf die Erfindung zurückgehenden Vorteilen eine verbesserte Wärmeausnutzung des Abgasstromes und damit eine Verringerung der für den Prozeß notwendigen Wärmeaufwendungen ein.

Der Vorteil der erfindungsgeraäßen Lösung besteht darin, daß die 1050 ... 1100 ⁰C heißen Ofenabgase vor der Vereinigung mit einem Teil des Reaktorabgases in die unterste Wärmetauscherstufe einer Flut geführt v/erden, so daß da3 Ofenabgas nach Verlassen dieser Stufe bei einer wesentlich niedrigeren Gastemperatur nur geringe Staubmengen und vor allem praktisch keine aus dem Drehofen zurückgetragenen Schadstoffe wie z. B. Alkalien und Chloride mit sich führt sowie auch der Unterdruck des Gases nach der Wärmetauscherstufe durch deren entsprechende Dimensionierung genauso groß ist wie der Unterdruck dea Abgasstromes nach dem Reaktor, so daß zusätzliche Ein-

242 3 07 .2

engungen oder andere Maßnahmen zur Druckverlusterhöhung entfallen können. Weiterhin ergibt sich aus der Schaltung in vorteilhafter Weise, daß nur ein Abscheider für die halbe Gasmenge dem Reaktor nachgeschaltet werden muß, also die Aufwendungen für einen zweiten Reaktorabscheider, der bei anderen bekannten Verfahren ebenfalls seinen Teil des Reaktorabgases aufnehmen muß, entfallen. Außerdem ist durch die Möglichkeit, außer den in jeder Flut letzten Abscheidern auch die vorletzte Stufe der auch mit,Ofenabgas beaufschlagten Flut wegen ihres tiefen Materialaustragsortes zur nächsten Wärmebehandlungseinheit in geringerer Höhe anzuordnen, der Vorteil einer niedrigen Gesamtbauhöhe gegeben.

Claims

24 2 3 07 2 Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur Wärmebehandlung und Kalzination von mehlförcnigem Material, insbesondere Zementrohmehl mit wenigstens zwei von je einem Teilstrom des heißen Gases durchströmten Fluten, mit Zuführung von Kühlersekundärluft und Brennstoff in die Kalzinierstufe und mit tangentialem Gas- Material- und axialem Gasaustrag, gekennzeichnet dadurch , daß der Ofenabgaastrom nach der Abscheidunc des im Steigrohr aufgegebenen Materials mit den nahezu materialfreien axial aus der Kalzinierstufe austretenden Gasstrom vermischt und mit Material der anderen Vorwärmerflut beaufschlagt wird, wobei der Druckverlust der Gasströme der beiden Vorwärraerfluten nach dem Vermischen nahezu gleich ist, so daß die Abgasmengen nach der Mischung mit dem tangential aus der Kalzinierstufe austretenden Abgasstrom nahezu gleich groß ist.

2· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 mit tangential angeordneter Kühlersekundärluftleitung im unteren Bereich des Kalzinierreaktors und Zuführung von vorgewärmten Material in das Steigrohr zwischen Drehrohrofen und Abscheider, gekennzeichnet dadurch, daß die Abgaslei-

^CJ

ί - 242307

tung (19) der über einen Gaskanal (10) mit dem Drehrohrofen (6) verbundenen Wärmetauscherstufe (4) in die axial aus dem Reaktor (1) austretende Gasleitung (20) mündet und in Gasrichtung oberhalb dieser Einmündung eine Materialleitung des Zyklons in die Gasleitung mündet.

Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch , daß in der Vorwärraerflut, die mit dem tangential aus dem Reaktor (1) abgeführten Kalzinierreaktorabgasen betrieben wird, ein oder zwei Wärmetauscherstufen weniger angeordnet sind als in der anderen Vorwärmerflut.

- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -