DD274022A1

DD274022A1 - METHOD FOR THE THERMAL TREATMENT OF DUST AND ALKALINE-CONTAINING HOT-GAS CURRENT

Info

Publication number: DD274022A1
Application number: DD31779288A
Authority: DD
Inventors: Ingo Schwerdtfeger; Gerd Gleichmar
Original assignee: Dessau Zementanlagenbau Veb
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1988-07-11
Publication date: 1989-12-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung des staub- und alkalihaltigen Heissgasstromes, vorzugsweise des Alkali-Bypass-Gasstromes aus Brennanlagen zur Herstellung von Zementklinkern. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass der aus dem Brennprozess abgezweigte alkali- und chloridbeladene 1 050-1 250C heisse Gasstrom auf 700-1 050C gekuehlt, anschliessend 50-70% des Staubes, der den alkaliarmen grobkoernigen Anteil enthaelt, vom Gasstrom getrennt und dem Brennprozess wieder zugefuehrt wird, waehrend der alkali- und chloridbeladene Gasstrom mit dem feinkoernigen Reststaub auf 400-450C gekuehlt und entstaubt wird.The invention relates to a method for the treatment of the dust and alkali-containing hot gas stream, preferably the alkali-bypass gas stream from firing systems for the production of cement clinker. According to the invention, this is achieved by cooling the hot gas stream, which is branched off from the firing process, to 700-1 050C, then separating 50-70% of the dust containing the low-alkali coarse-grained fraction from the gas stream and the Burning process is recirculated, while the alkaline and chloride-laden gas stream is cooled with the fine-grained residual dust to 400-450C and dedusted.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung des staub- und alkalihaltigen Heißgasstromes, vorzugsweise des Alkali-Bypass-Gasstromes aus Brennanlagen zur Herstellung von Zementklinkern.The invention relates to a method for the treatment of the dust and alkali-containing hot gas stream, preferably the alkali-bypass gas stream from firing systems for the production of cement clinker.

Characteristic of the known solutions

Zur Entlastung des Zementbrennprozesses von kreislaufbildenden Alkalien und Chloriden und/der zur Verringerung des Alkaligehaltes im Zementklinker werden heiße alkali- und chloridbeladene staubhaltige Ofenabgase zwischen Sinterreaktor und Calcinator bzw. Rohmehlvorwärmer abgezogen. Durch Abkühlung der Ofenabgase kondensieren die alkali· und chloridhaltigen Schadstoffe an dem staubförmigen Material oder an dem zusätzlich zugeführten kälteren Material. Die dabei anfallenden schadstoffbeladenen Stäube werden in der Regel verworfen. Der entscheidende Nachteil eines solchen Bypasses ist es, daß auch Staubmengen in beachtlichen Größenordnungen anfallen, deren Weiterverwertung oder Deponierung wegen ihrer Anreicherung mit den Schadstoffen Schwierigkeiten bereitet und die dadurch Mehrkosten verursachen, weil sie dem zu behandelnden Brenngut entzogen werdTo relieve the cement burning process of circulating alkalis and chlorides and / to reduce the alkali content in the cement clinker hot alkaline and chloride laden dusty kiln exhaust gases between the sintering reactor and calciner or raw meal preheater are deducted. By cooling the kiln exhaust gases, the alkali- and chloride-containing pollutants condense on the dust-like material or on the additionally supplied colder material. The resulting pollutant-laden dusts are usually discarded. The crucial disadvantage of such a bypass is that also incur considerable quantities of dust, their further use or landfill because of their enrichment with the pollutants difficulties and cause the additional costs because they are withdrawn from the treated fuel

Um diese Stäube dennoch zu verwerten, werden sie im praktischen Betrieb dem Endprodukt zugeset2\ Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, daß dadurch die abgezogenen Schadstoffe zwar das Brennsystem entlasten, jedoch das Fertigprodukt belasten. Deshalb kann auch bestenfalls ein Teil auf diese Weise verarbeitet werden.In order to utilize these dusts nevertheless, they are zugeset2 in practical operation the final product \ The disadvantage of this procedure is that thereby the pollutants withdrawn indeed relieve the combustion system, but burden the finished product. Therefore, at best, a part can be processed in this way.

Gemäß der DE 2161411 ist es bekannt, den mit Alkalien beladenen Teilofenabgasstrom schnell auf unter 320°C abzuschrecken. Dabei werden die verflüchtigten Alkalien ausgefällt, deren Größe kleiner als 10-20 pm ist. Danac' vird das alkaliarme grobkörnige Material von dem Gasstrom und den feinkörnigen alkalihaltigen Anteilen getrennt und dem Brennprozeß wieder zugeführt. ,According to DE 2161411, it is known to rapidly quench the alkali furnace exhaust gas stream laden with alkalis below 320 ° C. This precipitates the volatilized alkalis whose size is less than 10-20 pm. Danac 'the low-alkali coarse-grained material from the gas stream and the fine-grained alkali-containing fractions separated and returned to the firing process. .

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß verhältnismäßig kaltes Material dem Brennprozeß zugeführt wird, wodurch der thermische Wirkungsgrad des Gesamtprozesses verringert wird.A disadvantage of this method is that relatively cold material is fed to the firing process, whereby the thermal efficiency of the overall process is reduced.

Eine weitere Variante- einen Teil der mit dem Bypass ausgetragenen Stäube zu νοί werten- bosteht nach DD 237160 darin, daß der heiße, mit Staub beladene Bypass-Gasstrom noch zusätzlich aufgeheizt wird mit dem Ziel, die schädlicher. Alkalien möglichst zu einem großen Anteil gasförmig, d. h, flüchtig zu machen und in diesem Zustand Gas und Gut, z. B. mittels eines Zyklonabscheiders zu trennen. Der entscheidende Nachteil des Verfahrens liegt in der Gefahr, daß die Abscheidevorrichtung infolge der hohen Temperaturen so stark ansatzgefährdet ist, daß ein Dauerbetrieb nicht möglich ist. Hinzu kommt, daß bei hohen Temperaturen (> 1200⁰C) die Abscheidewirkung z. B. von Zyklonen stark nachläßt.According to DD 237160, a further variant - part of the dusts discharged with the bypass - is that the hot, dust-laden bypass gas stream is additionally heated with the aim of damaging it. Alkalis as much as possible to a large extent gaseous, d. h, to make volatile and in this state gas and good, z. B. by means of a cyclone separator. The decisive disadvantage of the method lies in the risk that the separation device is so strongly at risk from the high temperatures that a continuous operation is not possible. In addition, at high temperatures (> 1200 ⁰ C), the separation efficiency z. B. of cyclones decreases greatly.

Allen genannten Verfahren haftet der Nachteil an, daß sie sehr aufwendige Methoden vorsehen. Ein anderer bekannter Weg ist, den bei niedrigen Temperaturen, die keine Ansätze erwarten lassen, abgeschiedenen Staub einer Naßaufbereitung zu unterziehen, um die alkalischen Schadstoffe auszulaugen. Der Nachteil besteht in dem sehr großen Aufwand, den notwendigen großen Wassermengen und der Notwendigkeit, den als Schlamm vorliegenden Staub vor einer Weiterverwertung energieaufwendig trocknen zu müssen.All these methods have the disadvantage that they provide very expensive methods. Another known way is to subject the dust deposited at low temperatures, which are not expected to be expected, to wet treatment in order to leach out the alkaline pollutants. The disadvantage consists in the very great effort, the necessary large amounts of water and the need to dry the dust present as sludge before further use energy consuming.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den zu verwerfenden mit Alkalien angereicherten Staub aus einem Bypassgasstrom wesentlich zu vermindern, die Wärmeverluste des Alkalibypasses bei Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades des Gesamtprozesses der Zementklinkerherstellung zu reduzieren, ohne daß dabei die Wirksamkeit der Alkali- und Chloridminderung infolge des Bypassabzuges eingeschränkt wird.The aim of the invention is to substantially reduce the waste of alkalis enriched with waste gas from a bypass gas stream, to reduce the thermal losses of the alkali bypass while improving the thermal efficiency of the overall process of cement clinker production, without limiting the effectiveness of the alkali and chloride reduction due to the bypass take-off becomes.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur thermischen Behandlung des staub- und alkalihaltigen Heißgasstrc mes aus dem Zementklinkerherstellungsprozeß zu entwickeln, bei dem bei niedrigen Temperaturen ein hoher Anteil an Alkalien u ->d Chloriden aus dem System ausgetragen und ein hoher Materialanteil dem Brennprozeß wieder zurückgeführt wird, und daß bei einem geringen Aufwand ein sicherer Betrieb gewährleistet wird.The invention has for its object to develop a method for the thermal treatment of dust and alkali-containing Heißgasstrc mes from the cement clinker production process in which at low temperatures, a high proportion of alkalis u -> d chlorides discharged from the system and a high proportion of material burning process is returned again, and that at a low cost safe operation is guaranteed.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein Teil des aus dem Klinkerbrennprozeß abgezweigten alkalt- und chloridhaltigen -1050°C-1250⁰C heißen - staubbeladenen Abgasstromes durch Zuführung von Frischluft auf 700⁰C-1050⁰C gekühlt wird. Danach werden 50-70% des im Gasstrom enthaltenen Staubes vom Gasstrom getrennt und dem Brennprozeß wieder zugeführt. Durch den geringen Abscheidegrad bei der Trennung des Staubes vom Gasstrom werden nur die alkaliarmen grobkörnigen Staubanteile aus dem Gasstrom abgetrennt und dem Brennprozeß wieder aufgegeben.According to the invention this is achieved in that a portion of the branched from the clinker burning process alkalt- and chloride-containing -1050 ° C-1250 ⁰ C - dust-laden exhaust gas stream is cooled by supplying fresh air to 700 ⁰ C-1050 ⁰ C. Thereafter, 50-70% of the dust contained in the gas stream are separated from the gas stream and returned to the firing process. Due to the low separation efficiency in the separation of the dust from the gas stream only the low-alkali coarse dust particles are separated from the gas stream and abandoned the firing process again.

Durch die Abkühlung des alkali- und chloridbeladenen Abgasstromes auf Temperaturen zwischen 700⁰C und 1050⁰C wird erreicht, daß die Alkalien zum Teil noch flüchtig sind bzw. sichnuranden kleinsten Kornfraktionen des Staubes niedergeschlagen haben. Durch die Abtrennung des nurgrobkörnigen Staubanteils verbleiben die schadstoffhaltigen Bestandteile im Abgasstrom bzw. sind an dem feinkörnigon Materialstaub kondensiert. Nach weiterem Abkühlen werden dann die Schadstoffe vom Gasstrom getrennt.By cooling the alkali and chloride-laden exhaust gas stream to temperatures between 700 ⁰ C and 1050 ⁰ C is achieved that the alkalis are still partially volatile or have precipitated even small particle fractions of the dust. By separating the only coarse-grained dust content, the pollutant-containing constituents remain in the exhaust gas stream or are condensed on the fine-grained material dust. After further cooling, the pollutants are then separated from the gas stream.

Durch die Einstellung der Temperaturen wird erreicht, daß die kritische Temperatur der betriebsgefährdenden Ansatzbildung durch die alkali- und chloridhaltigen Schadstoffe an den Wandungen der Abscheidevorrichtung nicht erreicht bzw. unterschrittenBy adjusting the temperatures it is achieved that the critical temperature of the hazardous accumulation formation by the alkali and chloride pollutants on the walls of the separation device is not reached or exceeded

AusfOhrungsbeisplolAusfOhrungsbeisplol

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung zur Durchführung des Verfahrens.The invention is explained below with reference to an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a schematic representation of the inventive solution for carrying out the method.

Aus einem Zementklinkerbrennsystem 1 wird an dem Übergang zwischen Sinterprozeß und Calcinier- bzw. Vorwärmprozeß mittels Alkali-Bypass 2 ein alkali-, chlorid- und staubbeladener Heißgasstrom abgezogen. Der 1050⁰C bis 125O⁰C heiße Abgasstrom wird durch Zuführung von Frischluft 3 auf 700⁰C bis 1050°C abgekühlt. Die im Gasstrom enthaltenen Alkalien liegen bei diesen Temepraturen zum größten Teil noch im gasförmigen Zustand vor. Nur ein geringer Teil der Alkalien hat sich an den feinsten Kornfraktionen des im Abgas enthaltenen Staubes niedergeschlagen. Betriebsgefährdende Ansatzbildung wird bei diesen Temperaturen an den Wandungen des nachgesrthalteten Zyklons 4 aber vermieden.From a cement clinker burning system 1, an alkali, chloride and dust-laden hot gas stream is withdrawn at the transition between the sintering process and the calcination or preheating process by means of alkali bypass 2. The 1050 ⁰ C to 125O ⁰ C hot exhaust gas stream is cooled by supplying fresh air 3 to 700 ⁰ C to 1050 ° C. The alkalis contained in the gas stream are for the most part still present in the gaseous state at these temperatures. Only a small proportion of the alkalis have been precipitated by the finest grain fractions of the dust contained in the exhaust gas. Dangerous formation of deposits is avoided at these temperatures on the walls of the nachkluftten cyclone 4 but.

Nach der Abkühlung der Abgase erfolgt eine Abscheidung der alkaliarmen groben Staubfraktionen in einem Zyklon 4. Über eine Materialleitung 5 wird dem Brennprozeß das alkaliarme Material wieder zugeführt. Der Anteil der abzuscheidenden alkaliarmen groben Staubfraktion beträgt 50-70°C am gesamten Staubanteil im Bypassgas.After the cooling of the exhaust gases, a separation of the low-alkali coarse dust fractions takes place in a cyclone 4. Via a material line 5, the low-alkali material is fed back to the firing process. The proportion of coarse dust fraction to be separated is 50-70 ° C of the total dust content in the bypass gas.

Das den Abscheider über eine Steigleitung 6 verlassende Bypassgas mit dem alkaliangereicherten Reststaub wird durch weitere Frischluftzumischung 7 bis auf Temperaturen von 400^oC-450°C gekühlt und anschließend einem Konditionierturm 8 und einer Gasreinigung 9 zugeführt. Das gereinigte Bypassgas 10 wird verworfen. Der abgeschiedene alkalireiche Feinstaub 11 wird entweder verworfen oder für andere Zwecke genutzt.The bypass gas leaving the separator via a riser 6 with the alkaline-enriched residual dust is cooled by further Frischluftzumischung 7 to temperatures of 400 ^o C-450 ° C and then fed to a conditioning tower 8 and 9 a gas cleaning. The purified bypass gas 10 is discarded. The separated alkali-rich particulate matter 11 is either discarded or used for other purposes.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei hoher Wirksamkeit der Alkali- und Chloridminderung infolge des Bypassgasabzuges oin hoher Anteil an alkaliarmem Material mit relativ hohen Temperaturen dem Brennprozeß wieder zugeführt werden kann, wodurch der thermische Wirkungsgrad des Gesamtprozesses verbessert wird. Außerdem^The advantage of the method according to the invention is that with high efficiency of the reduction of alkali and chloride as a result of the Bypassgasabzuges oin high proportion of alkaliarmem material with relatively high temperatures can be fed back to the firing process, whereby the thermal efficiency of the overall process is improved. Moreover ^

werden betriebsgefährdende Ansatzbildungen durch die alkali- und chloridhaltigen Schadstoffe an den Wandungen der Abscheidevorrichtungen vermieden.Hazardous formations are avoided by the alkali and chloride pollutants on the walls of the separation devices.

Claims

Process for the thermal treatment of the dust, chloride and alkali-containing hot gas stream, preferably the alkane bypass gas stream from furnaces for the production of cement clinker with preheating, calcination and sintering of the material, in which the deposited low-activity grit is returned to the clinker burning process, characterized that the branched off from the firing process alkali and chloride loaded 1050 ⁰ C-1250 ° C hot gas stream cooled to 700 ⁰ C to 1050 ⁰ C, then 50-70% of the dust containing the low-alkali coarse fraction separated from the gas stream and the firing process is fed again, while the alkali and chloride-laden gas stream is cooled with the fine-grained residual dust to 400 ° C-450 ° C and dedusted.

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