DD237160A1 - Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung alkalihaltiger staeube - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrichtungen zur thermischen Behandlung, insbesondere die Abtrennung der Alkalien von den karbonatisch-silikatischen Bestandteilen der Staeube, beispielsweise aus Sinterreaktoren der Zementindustrie. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, aus alkalichlorid- und -sulfathaltigen Ofenstaeuben der Sinterreaktoren die fluechtigen Alkaliverbindungen vom restlichen Staub eines Teilgasabzuges, unter gleichzeitiger Nutzung der Prozessabwaerme, zu trennen und verwendbar zu machen. Erfindungsgemaess wird dieses dadurch erreicht, dass der abgezogene Teilgasstrom in einer oder mehreren Stufen auf Temperaturen zwischen 1 100 und 1 400C erhitzt wird, wobei die bereits kondensierten Alkalichloride und -sulfate wieder verdampfen. Der alkaliarme Grobstaub wird abgeschieden und in den Klinkerbrennprozess zurueckgefuehrt. Der Feinstaub wird nach einer Schnellkuehlung einer Verwertung beispielsweise als Kaliduengemittel zugefuehrt. Fig. 1
Description
Hierzu 2 Seiten Zeichnungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur thermischen Behandlung, insbesondere die Abtrennung der Alkalien von den karbonatisch-silikatischen Bestandteilen der Stäube, beispielsweise aus Sinterreaktoren der Zementindustrie.
Alkalihaltige Ofenstäube aus elektrischen oder mechanischen Gasreinigungsanlagen werden häufig in den Brennprozeß zurückgeführt oder in stillgelegten Steinbrüchen und dergleichen verhaldet. Alkalireiche Stäube aus Teilgasabzügen, beispielsweise für die Chloridreduktion in Trockenbrennanlagen (Bypass), werden ebenso verhaldet oder als minderwertiges Kalidüngemittel verwertet.
Allen Verfahren zum Teilgasabzug gemeinsam ist eine schnelle Kühlung der alkalichlorid- und -sulfathaltigen Gase nach dem Abzug mit Luft und/oder Wasser.
Es ist ferner bekannt, das Bypassgas unmittelbar nach dem Abzug in einem Zyklon zu entstauben und anschließend abzukühlen, wobei der abgeschiedene alkalihaltige Grobstaub in den Brennprozeß zurückgeführt wird.
Eine Anhebung der K20-Konzentration im Sinne eines hochwertigen Kalidüngemittels wird erzielt durch Auslaugen der wasserlöslichen Alkalisalze oder durch Brennen in einem separaten Drehrohrofen oder Wirbelschichtreaktor. Nachteile dieser Verfahren sind ein hoher Aufwand für eine Naßaufbereitung mit anschließender Filtration und Trocknung sowie für einen separaten Sinterreaktor.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, um alkalichlorid- und -sulfathaltige Ofenstäube, insbesondere Bypass-Stäube aus Sinterreaktoren der Zementindustrie effektiv zu verwerten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Abtrennung der flüchtigen Alkaliverbindungen vom restlichen Staub eines Teilgasabzuges beim Brennen von Zementklinker zu entwickeln, bei dem gleichzeitig weitgehend Prozeßabwärme genutzt wird.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das abgezogene Bypassgas anstelle der üblicherweise praktizierten Kühlung eine weitere Erwärmung mit Hilfe einer Zusatzheizung erfährt. Dabei werden die mit 900 bis 11000C heißen, an den Oberflächen mit bereits kondensierten Alkaliverbindungen belegten Staubpartikel auf Temperaturen von 1100 bis 1 4000C, vorzugsweise
1 200 bis 1 3000C angehoben. Die teilweise kondensierten Alkaliverbindungen gehen wieder in die Gasphase über und werden in einem Heißzyklon vom restlichen Staub, bestehend aus Aluminaten, Silikaten und Karbonaten, abgetrennt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Zusatzheizung durch Brennstoffaufgabe in das Steigrohr des Heißzyklons im Bypass, wobei heiße Verbrennungsluft aus dem Klinkerkühler einsetzbar ist. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Heißzyklon des Bypasses abgeschiedene entsäuerte, teilverklinkerte und weitgehend alkalifreie Grobstaub wird in den Ofeneinlauf des Sinterreaktors, beispielsweise eines Drehrohrofens, zurückgeführt. Der stark alkaliangereicherte Feinstaub aus dem Heißzyklon wird anschließend einer an sich bekannten Schnellkühlung mit Luft und/oder Wasser zur Kondensation der Alkaliverbindungen unterworfen und der Verwendung als hochwertiges Kalidüngemittel zugeführt.
Dabei zeigt es sich, daß das in den Rohstoffen vorliegende Verhältnis K2OiNa2O von beispielsweise ca. 4 nach Passieren der Ofenkreisläufe ein Verhältnis von 6 bis 7 erreicht. Diese Wirkung ist bedingt durch die höhere Flüchtigkeit der Kaliverbindungen gegenüber den Natriumverbindungen. Der Effekt wirkt sich günstig auf die Qualität des zu erzeugenden Kalidüngers aus. Durch den erneuten Verdampfungsprozeß wird ein Verhältnis von 9 bis 10 erreicht.
In Ausgestaltung der Erfindung kann zum Zwecke einer weiteren Anhebung des K2O-Gehaltes gasseitig nach dem Heißzyklon der Bypassleitung mit Zusatzfeuerung ein weiterer Heißzyklon mit Zusatzheizung im Steigrohr vorgesehen werden, an den sich gasseitig die Schnellkühlung anschließt. Dabei wird ein Verhältnis K20:Na20 > 10 erreicht. Die Staubrückführung aus dem 2. Heißzyklon kann wahlweise in das beheizte Steigrohr des 1. Heißzyklons, in den Rohmehlvorwärmer oder in den Ofeneinlauf des Drehrohrofens erfolgen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es außerdem möglich, in den Zusatzheizungen der Heißzyklone und in allen anderen Feuerungsanlagen minderwertige alkalireiche Brennstoffe, beispielsweise salzhaltige Braunkohle, zu verwerten. Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 Das Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung Fig. 2 Eine Einrichtung nach Fig. 1 mit zusätzlicher Aufheizung.
Von dem aus dem Drehrohrofen 1 strömenden alkali- und staubhaltigen Abgas wird vor Eintritt in den Kalzinierreaktor 2 und Rohmehlvorwärmer 3 ein Teilgasabzug 4 zur Reduktion der inneren Alkaiikreisläufe vorgenommen. Das abgezogene Bypassgas wird auf kurzem Weg in einen Bypass-Heißzyklon 5 geleitet, dessen Steigrohr 6 so beheizt wird, daß die bereits am Ofenstaub kondensierten Alkaliverbindungen wieder gasförmig werden. Die Brenner 7 des Steigrohres werden mit der vor Ort zur Verfügung stehenden heißen Abluft des Kühlers 12 aus der Tertiärluftleitung 8 gespeist, die für den Kalzinierreaktor herangeführt wird. Der weitgehend alkalifreie Grobstaub wird über die Rückführleitung 9 in den Brennprozeß zurückgeführt. Der alkalireiche Feinstaub wird einer Schnellkühlung 10 mit Luft und/oder Wasser unterzogen und in einem geeigneten Filter 11 gesammelt. Dem erfindungsgemäßen Separationsprozeß kann eine Granulation des so erhaltenen Kalidüngers nachgeschaltet werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 befindet sich zusätzlich zu den Ausrüstungen vom Ausführungsbeispiel 1 ein zweiter Bypass-Heißzyklon 13 im Teilgasabzug, der im Steigrohr 14 mit einer weiteren Zusatzfeuerung durch einen Brenner 15 versehen wird. Die Verbrennungsluft 8b wird dabei ebenfalls aus der Tertiärluftleitung 8 entnommen.
Der aus dem Heißzyklon 13 abgeschiedene weitgehend alkalifreie Staub wird über die Rückführleitung 16 und 9 in den Drehrohrofen 1 geführt. Für den Brennprozeß erfolgt die Brennstoffzuführung in den Drehrohrofen 1 durch eine Feuerung 17. Für die zusätzliche Wärmezuführung in den Kalzinierreaktor 2 ist eine Feuerung 18 vorgesehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ist in Abhängigkeit vom angestrebten K2O-Gehalt des Düngemittels auch realisierbar ohne die Einrichtung des Kalzinierreaktors 2.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zeichnet sich insbesondere durch folgende Vorteile aus: Es wird die Herstellung von Kalidüngemittel als hochwertiges Nebenprodukt bei gleichzeitiger Rückgewinnung der Rohmehlbestandteiie für die Klinkerherstellung erreicht. Neben einer Reduzierung der inneren Alkalikreisläufe erfolgt eine Rückgewinnung derfühlbaren Wärme und der Reaktionswärme derteilverklinkerten Rohmehlbestandteile des Bypass-Staubes. Aufwendige technologische Nebenlinien sind nicht erforderlich
Außerdem werden Umweltprobleme durch Haldenwirtschaft vermieden.
Claims (5)
1. Verfahren zurthermischen Behandlung alkalihaltiger Stäube bei der Herstellung von Zementklinker und dgl. mittels bekannter Sinterreaktoren und Rohmehlvorwärmung mit Teilgasabzug, beispielsweise Alkali-Bypass, gekennzeichnet dadurch, daß in dem alkali-und staubhaltigen Gas des Teilgasabzuges durch Erhöhung derTemperaturen von 900 bis 1 000°C, in einer oder mehreren zusätzlichen Heizstufen auf Temperaturen von 1100 bis 14000C, vorzugsweise 1 200 bis 1 3000C, die bereits kondensierten Alkalichloride und-sulfate wieder verkrampfen, das Verhältnis des K2O zum Na2O dabei auf 7 bis 11, vorzugsweise 8 bis 10 angehoben wird, der alkaliarme Grobstaub abgeschieden und in den Klinkerbren η prozeß zurückgeführt und der Feinstaub nach einer Schnellkühlung einer Verwertung, beispielsweise als Kalidüngemittel zugeführt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß für alle Feuerungen beispielsweise in der Kalzinier-Sinterzone sowie für die zusätzlichen Heizstufen alkalihaltige Brennstoffe einsetzbar sind.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß heiße Verbrennungsluft aus dem Kühlprozeß vom Tertiärluftstrom zur Kalzinierung abgezogen und für die Zusatzheizung eingesetzt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß von einem Drehrohrofen (1) ein Teilgasabzug (4) über ein Steigrohr (6) einem Heißzyklon (5) und von diesem eine Rückführleitung (9) für den Grobstaub zum Drehrohrofeneinlauf sowie eine Leitung für den alkalireichen Feinstaub über einen Schnellkühler (10) zu einem Filter (11) führt und in die Steigleitung eine Teiltertiärluftleitung (8a) mündet und ein oder mehrere Brenner (7) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß über Steigleitungen (6) und (14) vorzugsweise zwei Heißzyklone (5) und (13) nacheinander mit separater Teiltertiärluftleitung (8a; 8b) und Brennern (7; 15) in den Steigleitungen, an den Teilgasabzug (4) angeschlossen sind.
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| EP0721797A3 (de) * | 1995-01-13 | 1997-05-07 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Pelletierung von heissen Stäuben |
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1985
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