DD258798A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE THERMAL PROCESSING OF ALKALI-CONTAINING DUST - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehoerige Vorrichtung zur thermischen Behandlung alkalihaltiger Staeube, insbesondere der Bypass-Staeube aus Brennanlagen zur Herstellung von Portlandzementklinker. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass das staubhaltige alkalireiche Bypassgas nach dem Abzug aus dem Einlaufbereich eines Drehofens in einem oder mehreren Zyklonabscheidern des Bypass-Systems in alkalireicheres feinstaubhaltiges Gas und alkaliaermeren Grobstaub zerlegt wird und aus dem alkaliaermeren Grobstaub in einem Bypassreaktor die fluechtigen Alkaliverbindungen ausgetrieben werden, waehrend das feinstaubhaltige Gas nach ueblicher Kuehlung in eine elektrische Gasreinigung gelangt. Das den Reaktor verlassende Brenngut mit alkaliangereichertem Gas wird anschliessend in einem oder mehreren Zyklonen aufgetrennt, wobei der alkaliarme Grobstaub in den Drehrohrofen zurueckgefuehrt und das feinstaub- und alkalihaltige Gas nach Kuehlung ebenfalls der elektrischen Gasreinigung zugefuehrt wird. Fig. 1The invention relates to a method and the associated apparatus for the thermal treatment of alkali-containing dusts, in particular the bypass dusts from firing systems for the production of Portland cement clinker. According to the invention this is achieved in that the dust-containing alkali-rich bypass gas is decomposed after deduction from the inlet region of a rotary kiln in one or more cyclone separators of the bypass system in alkali-rich particulate gas and alkali grit and are expelled from the alkaline grit in a bypass reactor, the volatile alkali compounds , while the fine dust-containing gas passes into an electrical gas purification after conventional cooling. The Brenngut leaving the reactor with alkali-enriched gas is then separated into one or more cyclones, the low-alkali coarse dust in the rotary kiln is returned and the fine dust and alkaline gas after cooling also supplied to the electric gas cleaning. Fig. 1
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur thermischen Aufbereitung alkalihaltiger Stäube, insbesondere der Bypass-Stäube aus Brennanlagen zur Herstellung von PortlandzementkUnker.The invention relates to a method and the associated apparatus for the thermal treatment of alkali-containing dusts, in particular the bypass dusts from firing systems for the production of PortlandzementkUnker.
Brennanlagen zur Herstellung von Portlandzementklinker mit Rohmehlvorwärmem,.mit/ohne Kalzinatoren und mit Drehrohöfen werden am Übergang des Drehofens zum Kalzinator/Vorwärmer häufig mit einem Teilgasabzug (Bypass) versehen, um das Niveau der inneren Alkalikreisläufe zu senken, bzw. den Alkaligehalt des Klinkers zu reduzieren. Dabei treten zwangsläufig Verluste an Brenngut und Wärme auf. Nach DD-WP 237160 wird ein Weg zur Staubreduzierung beschriften, nach dem der abgezogene Staub im Bypass bei einer zusätzlichen Wärmebehandlung seine bereits kondensierten Alkaliverbindungen erneut in die Gasphase abgibt und so in gesäuberter Form wieder in den Brennprozeß zurückgeführt wird. Dabei werden der Anteil fühlbare Wärme und der Anteil Reaktionswärme dem Gesamtprozeß wieder zugeführt. Der reduzierte'Feinstaubanteil ist in der Konzentration der Alkaliverbindungen deutlich erhöht und zeigt somit erhöhte Gebrauchswerteigenschaften für eine Verwertung z. B. als Kalidünger.Burning plants for the production of Portland cement clinker with raw meal preheating, with / without calciners and with rotary furnaces are often provided at the transition of the rotary kiln to calciner / preheater with a partial gas vent (bypass) to lower the level of the internal alkali cycles, or the alkali content of the clinker to reduce. This inevitably leads to losses of fuel and heat. According to DD-WP 237160 a way to reduce dust will label after the deducted dust in the bypass with an additional heat treatment its already condensed alkali compounds again in the gas phase and so is returned in a cleaned form back into the firing process. The proportion of sensible heat and the proportion of heat of reaction are returned to the overall process. The reduced fine dust content is significantly increased in the concentration of the alkali compounds and thus shows increased utility value properties for recovery, for. B. as potash fertilizer.
Ziel der Erfindung .Object of the invention.
Ziel der Erfindung ist es, bei einer Zementbrennanlage mit Bypassbetrieb die Wärme- und Materialverluste bei gleichzeitiger Herstellung eines alkaliarmen Zementklinkers zu reduzieren und die Gesamteffektivität der Anlage zu erhöhen.The aim of the invention is to reduce the heat and material losses in a cement combustion plant with bypass operation while producing a low-alkali cement clinker and to increase the overall efficiency of the system.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zu entwickeln, mit der ein großer Teil der flüchtigen Alkaliverbindungen aus dem System ausgetragen wird und mit derein großer Teil des von Alkalien befreiten Materials bei hoher Wärmerückgewinnung dem Zementherstellungsprozeß wieder zugeführt wird. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß staubhaltiges alkalireiches Bypassgas nach dem Abzug aus dem Einlaufbereich eines Drehofens in einem oder mehreren Zyklonabscheidern des Bypass-Systems in Grobstaub und feinstaubhaltiges Gas getrennt wird, wobei aus dem Grobstaub in einem beheizten Reaktor des Bypass-Systems bei Temperaturen von 1100 bis 1 4000C, vorzugsweise 1 200 bis 1 3000C, die flüchtigen Alkaliverbindungen ausgetrieben werden, während das feinstaubhaltige Gas nach üblicher Kühlung in eine elektrische Gasreinigung (EGR) gelangt. Das den Reaktor verlassende Brenngut mit alkaliangereichertem Gas wird anschließend in einem oder mehreren weiteren Zyklonen aufgetrennt, wobei der alkaliarme Grobstaub in den Drehofen zurückgeführt und das feinstaub- und alkal.ihaltige Gas nach Kühlung auf Temperaturen von 400 bis 5000C ebenfalls der elektrischen Gasreinigung zugeführt wird.The object of the invention is to develop a method and the associated device with which a large part of the volatile alkali compounds is discharged from the system and with which a large part of the alkali-removed material is recycled to the cement production process with high heat recovery. According to the invention this is achieved in that dust-containing alkali-rich bypass gas is separated after the withdrawal from the inlet region of a rotary kiln in one or more cyclone separators of the bypass system in coarse dust and particulate gas, from the coarse dust in a heated reactor of the bypass system at temperatures of 1100 to 1 400 0 C, preferably 1 200 to 1 300 0 C, the volatile alkali compounds are expelled, while the fine dust-containing gas passes after conventional cooling in an electric gas purification (EGR). The Brenngut leaving the reactor with alkali-enriched gas is then separated in one or more other cyclones, the low-alkali coarse dust returned to the rotary kiln and the feinstaub- and alkal.ihaltige gas after cooling to temperatures of 400 to 500 0 C also supplied to the electrical gas purification becomes.
In Ausgestaltung der Erfindung kann der Feinstaub aus der Trennstufe vor dem Reaktpr nach Abscheidung in einer separaten Kammer der elektrischen Gasreinigung dem Steigrohr eines Zyklons vor dem Reaktor erneut aufgegeben werden, wobei die gröbsten Bestandteile dieses Feinstaubes erneut in den Reaktor gelangen und ihre flüchtigen Alkaliverbindungen an die Gasphase abgeben. Durch diesen zusätzlichen Kreislauf erfolgt eine besonders intensive Material- und Wärmerückgewinnung.In an embodiment of the invention, the particulate matter from the separation stage before the Reaktpr after deposition in a separate chamber of the electrical gas cleaning the riser of a cyclone before the reactor can be abandoned again, the coarsest components of this particulate enter the reactor again and their volatile alkali compounds to the Deliver gas phase. This additional cycle results in a particularly intensive material and heat recovery.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. In the accompanying drawings show:
Fig. 1: ein Schema der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2: eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung uFig. 1: a diagram of the device according to the invention; Fig. 2: a variant of the device according to the invention u
Fig.3: eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 3 shows a variant of the device according to the invention.
Am Einlaufbereich des Drehofens 1 in der Fig. 1 ist eine Steigleitung 2 für das alkali- und staubhaltige Drehofenabgas angeordnet, die in den Zyklonabscheider 3 mündet. Der Zyklonabscheider 3 ist über tiine Gasleitung mit einem zweiten Zyklonabscheider 5 verbunden. Die Materialleitungen 7 und 8 der Zyklonabscheider 3 und 5 münden in einen mit Klinkerkühlerabluft versorgten, nach dem Prinzip des Wirbelschicht- oder des Durchlaufreaktors arbeitenden Bypass-Reaktor 9. Die Klinkerkühlerabluft wird dem Bypass-Reaktor 9 über die Gasleitung 20 zugeführt. Dem Bypass-Reaktor 9 sind zur Entstaubung der heißen Abgase die Zyklonabscheider 11 und 13 nachgeschaltet. Die Materialleitungen 14 und 15 der Zyklonabscheider 11 und 13 sowie die Materialaustragsleitung'10 des Bypass-Reaktors 9 münden in eine gemeinsame. Materialleitung 4, die mit dem Einlauf des Drehrohrofens 1 verbunden ist.At the inlet region of the rotary kiln 1 in FIG. 1, a riser 2 for the alkaline and dust-containing rotary kiln exhaust gas is arranged, which opens into the cyclone separator 3. The cyclone separator 3 is connected via a gas line to a second cyclone separator 5. The material lines 7 and 8 of the cyclone separator 3 and 5 open into a supplied with Klinkerkühlerabluft, operating on the principle of fluidized bed or continuous flow reactor bypass reactor 9. The clinker cooler exhaust air is fed to the bypass reactor 9 via the gas line 20. The bypass reactor 9, the cyclone 11 and 13 are downstream of dedusting the hot exhaust gases. The material lines 14 and 15 of the cyclone 11 and 13 and the Materialaustragsleitung'10 the bypass reactor 9 open into a common. Material line 4, which is connected to the inlet of the rotary kiln 1.
Das Zyklonabscheider 13 ist über eine Gasleitung 19, in die eine Kühlluftzuführungsleitung 12 mündet, mit einem Kühler 16, vorzugsweise mit einem Wasserkühler, verbunden. Die Gasleitung des Kühlers 16 mündet in die Gasleitung 6 des Zykionabscheiders 5, in die ebenfalls eine Kühlluftzuführungsleitung 12 mündet und die mit einer elektrischen Gasreinigung 17 verbunden ist.The cyclone separator 13 is connected via a gas line 19, in which a cooling air supply line 12 opens, with a cooler 16, preferably with a water cooler. The gas line of the cooler 16 opens into the gas line 6 of the Zykionabscheiders 5, in which also a cooling air supply line 12 opens and which is connected to an electric gas cleaning 17.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:The operation of the device according to the invention is the following:
Das über die Steigleitung 2 abgezogene alkali- und staubhaltige Drehofenabgas wird in den Zyklonabscheidern 3 und 5 vom grobkörnigen Material getrennt. Über die Materialleitungen 7 und 8 wird das grobkörnige Material dem Bypass-Reaktor 9 zugeführt, in dem es auf Temperaturen von 1100 bis 14000C, vorzugsweise auf 1 200 bis 13000C, erhitzt wird. Dabei verdampfen die am grobkörnigen Material kondensierten flüchtigen Alkaliverbindungen.The extracted via the riser 2 alkaline and dust-containing rotary kiln exhaust gas is separated in the cyclone separators 3 and 5 from the coarse-grained material. Via the material lines 7 and 8, the coarse-grained material is fed to the bypass reactor 9, in which it is heated to temperatures of 1100 to 1400 0 C, preferably to 1 200 to 1300 0 C. During this process, the volatile alkali compounds condensed on the coarse-grained material evaporate.
Ein Teil des alkaliarmen Materials wird über die Materialaustragsleitung 10 des Bypass-Reaktors 9 und über die Materialleitung 4 dem Einlaufbereich des Drehrohofens 1 zugeführt. Der andere Teil des Materials verläßt mit dem Abgasstrom den Bypass-Reaktor 9 und wird in den Zyklonabscheidern 11 und 13 vom Gasstrom getrennt. Das dort abgeschiedene, ebenfalls alkaliarme Material gelangt über die Materialleitung 14 und 15 sowie über die Materialleitung 4 in den Drehrohrofen 1. Das alkalireiche Abgas mit dem Feinstaub wird in der Gasleitung 19 durch Zuführung von Kaltluft über die Kühlluftzuführung 12 abgeschreckt, bevor es in dem Kühler 16 weiter abgekühlt wird. Das gekühlte Abgas mit dem Feinstaub wird dem ebenfalls alkalihaltigen mit Feinstaub beladenen Gasstrom des Zyklonabscheiders 5 zugeführt und auf Temperaturen von 400 bis 500°C gekühlt, bevor eader elektrischen Gasreinigung zugeführt wird. Dort erfolgt eine Trennung des Staubes vom Gas. Durch die Abkühlung des Gases kondensieren die flüchtigen Alkaliverbindungen an dem Feinstaub. In der elektrischen Gasreinigung erhält man somit einen K2O-reichen Staub, der als Kalidünger verwendet werden kann.A portion of the low-alkali material is fed via the material discharge line 10 of the bypass reactor 9 and via the material line 4 to the inlet region of the rotary kiln 1. The other part of the material leaves the bypass reactor 9 with the exhaust gas stream and is separated from the gas stream in the cyclone separators 11 and 13. The deposited there, also low-alkali material passes through the material line 14 and 15 and the material line 4 in the rotary kiln 1. The alkali-rich exhaust gas with the fine dust is quenched in the gas line 19 by supplying cold air through the cooling air supply 12 before it in the cooler 16 is cooled further. The cooled exhaust gas with the fine dust is fed to the likewise alkaline-containing particulate-laden gas stream of the cyclone 5 and cooled to temperatures of 400 to 500 ° C before eader electrical gas cleaning is supplied. There is a separation of the dust from the gas. As a result of the cooling of the gas, the volatile alkali compounds condense on the fine dust. In the electrical gas cleaning thus obtained a K 2 O-rich dust, which can be used as potash fertilizer.
Eine Variante der Erfindung sieht gemäß Fig. 2, eine Rückführung eines Teils des alkalihaltigen Materials von der elektrischen Gasreinigung 17 über die Staubrückführleitung 18 in die Steigleitung 2 und/oder in die Steigleitung zwischen den Zyklonabscheidern 3 und 5, vor. Das hat zur Folge, daß dieses Material wieder der Entfernung der alkalihaltigen Bestandteile unterworfen wird, wodurch die dem Zementklinkerherstellungsprozeß entnommenen Materialanteile weiter verringert werden können und somit die Verluste weiter gesenkt werden können.A variant of the invention according to FIG. 2, a return of a portion of the alkaline material from the electric gas cleaning 17 via the dust return line 18 in the riser 2 and / or in the riser between the cyclone 3 and 5, before. This has the consequence that this material is again subjected to the removal of the alkali-containing components, whereby the material fractions removed from the cement clinker production process can be further reduced and thus the losses can be further reduced.
Gemäß Fig.3 wird das im Zyklonabscheider 11 abgeschiedene Material über die Materialleitung 14 zur erneuten Abreinigung von Alkalien dem Bypass-Raktor wieder zugeführt. Dieser zusätzliche Kreislauf ist mit und ohne Staubrückführung aus der elektrischen Gasreinigung 17 gemäß der Fig.2 möglich.According to FIG. 3, the material deposited in the cyclone separator 11 is fed back to the bypass actuator via the material line 14 for the renewed purification of alkalis. This additional circuit is possible with and without dust recycling from the electrical gas cleaning 17 according to FIG.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei derTeilgasabsaugung die Staubverluste und die Wärmeverluste weiter verringert werden, wodurch die Effektivität des Zementklinkerherstellungsprozesses bei der Herstellung eins alkaliarmen Zementes verbessert wird. Außerdem weist der bei der elektrischen Gasreinigung anfallende Staub auf Grund der geringen Staubverluste einen hohen Gehalt an Alkalien auf, der vorteilhafterweise als Kalidünger verwendet werden kann.The advantage of the solution according to the invention is that in the partial gas extraction, the dust losses and the heat losses are further reduced, whereby the effectiveness of the cement clinker production process in the production of a low-alkali cement is improved. In addition, due to the low dust loss of the resulting in the electrical gas cleaning dust on a high content of alkalis, which can be advantageously used as a potash fertilizer.
Claims (6)
aus Brennanlagen zur Herstellung von Zementklinker mit Vorwärmung, Kalzinierung.und Sinterung
des Materials, bei dem eine Trennung des alkali- und staubhaltigen Gases des Teilgasabzuges vom
Grobmaterial erfolgt, gekennzeichnet, daß das abgeschiedene grobkörnige Material in einem mit
Klinkerkühlerabluft betriebenen, nach dem Prinzip des Wirbelschicht- oder des Durchlaufreaktors ! arbeitenden Bypass-Staub-Reaktor auf Temperaturen von 1100 bis 14000C, vorzugsweise 1 200 bis j 1 300°C, erhitzt wird, die kondensierten Alkalichloride und -sulfate verdampft werden und das
alkaliarme Material nach ein- oder mehrfacher Trennung vom Gasstrom dem Klinkerbrennprozeß
wieder zugeführt wird, während das alkalireiche und feinstaubhaltige Abgas aus der Gas- | Materialtrennung des Teilgasabzuges und des Bypass-Staub-Reaktors auf Temperaturen von 400 j bis 5000C gekühlt und anschließend entstaubt wird. I1. A process for the thermal treatment of alkaline dusts, in particular by-pass dusts
from kilns for the production of cement clinker with preheating, calcination.and sintering
the material in which a separation of the alkali and dust-containing gas of the partial gas vent of
Coarse material, characterized in that the deposited coarse-grained material in a with
Klinkerkühlerabluft operated, according to the principle of fluidized bed or continuous flow reactor! working bypass dust reactor to temperatures of 1100 to 1400 0 C, preferably 1 200 to j 1 300 ° C, is heated, the condensed alkali chlorides and sulfates are evaporated and the
low-alkali material after single or multiple separation from the gas stream the clinker burning process
is recycled, while the alkali-rich and fine dust-containing exhaust gas from the gas | Material separation of the partial gas vent and the bypass-dust reactor is cooled to temperatures of 400 j to 500 0 C and then dedusted. I
Material leitung (4) münden, die mit dem Einlauf des Drehrohofens (1) verbunden ist, und daß in die jand the material discharge line (10) of the bypass reactor (9) in a common
Material line (4) open, which is connected to the inlet of the rotary rotary kiln (1), and in that j
(12) mündet.'arranged gas line (6) opens, and that in the gas line (6) also a cooling air supply
(12). '
elektrischen Gasreinigung (17) in die Steigleitung (2) und/oder in die Steigleitung zwischen den
Zyklonabscheidern (3) und (5) mündet. ~5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that a dust return line (18) of the
electric gas cleaning (17) in the riser (2) and / or in the riser between the
Cyclone separators (3) and (5) opens. ~
Zyklonabscheiders (11) in den Bypass-Reaktor (9) mündet.6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the material line (14) of the
Cyclone separator (11) opens into the bypass reactor (9).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD87300951A DD258798A1 (en) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | METHOD AND DEVICE FOR THE THERMAL PROCESSING OF ALKALI-CONTAINING DUST |
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| DD (1) | DD258798A1 (en) |
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| EP1219336A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-03 | FCB Ciment Société Anonyme | Method and apparatus for removing harmful volatile elements, especially sulfates and/or chlorides, from a flue gas |
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1987
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Legal Events
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