DD288588A5

DD288588A5 - METHOD AND DEVICE FOR RECYCLING ASASAN WASTE FUEL

Info

Publication number: DD288588A5
Application number: DD33391989A
Authority: DD
Inventors: Ingo Schwerdtfeger; Bernd Winter; Stefan Ambrosius; Gerd Gleichmar; Martin Mueller
Original assignee: Veb Zementanlagenbau Dessau,De
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1989-10-26
Publication date: 1991-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehoerige Vorrichtung zur Verwertung von aschereichen Abfallbrennstoffen bei der Zementklinkerherstellung. Die griesfoermigen, noch nicht feingemahlenen Abfallbrennstoffe werden einem Reaktor zugefuehrt, der aus einem zylindrischen Oberteil und einem sich nach unten verjuengenden konischen Raum besteht. In dem Reaktor wird bei Temperaturen von 750 bis 900C der groeszte Teil der brennbaren Bestandteile verbrannt. Die dabei entstehenden heiszen aschehaltigen Abgase und die heisze Asche mit verkokten Restbrennstoffmengen werden einem Mahltrocknungssystem fuer das Zementrohmehl zugefuehrt. Figur{Abfallbrennstoffe; Zementklinkerherstellungsverfahren; Reaktor; Reaktionsraum; Brenntemperatur; aschehaltiges Abgas; Mahltrocknung}The invention relates to a method and the associated device for the recovery of ash-rich waste fuels in cement clinker production. The Griesfoermigen, not yet finely ground waste fuels are fed to a reactor, which consists of a cylindrical upper part and a downwardly tapered conical space. In the reactor, at temperatures of 750 to 900C, most of the combustible components are burned. The resulting hot ash-containing exhaust gases and the hot ash with coked residual fuel quantities are fed to a grinding drying system for the cement raw meal. FIG {waste fuels; Cement clinker production process; Reactor; Reaction chamber; Firing temperature; ash-containing exhaust gas; Mill drying}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur Verwertung von aschereichen Abfallbrennstoffen als Rohstoff- und/oder Brennsto'fkomponente bei der Herstellung von Zementklinker.The invention relates to a method and the associated apparatus for the utilization of ash-rich waste fuels as a raw material and / or Brennsto'fkomponente in the production of cement clinker.

Characteristic of the prior art

Der Einsatz minderwertiger Brennstoffe und von Abfällen, die brennbare Bestandteile der unterschiedlichsten Art enthalten, ist in der Literatur und in Patenten beschrieben. Ein Teil der Veröffentlichungen untersucht die Möglichkeit der Zugabe und Verfeuerung solcher Abfallbrennstoffe direkt in der Drehofenhauptfeuerung. Nach der DE 3346301 worden dieThe use of low-grade fuels and waste containing flammable components of various kinds is described in the literature and in patents. Part of the publications investigates the possibility of adding and burning such waste fuels directly in the rotary kiln main firing. According to DE 3346301 the

brennstoffhaltigen Abfälle in eine Flug- und eine Restfraktion geteilt, wobei die Flugfraktion direkt im Drehofen verfeuert wirdfuel-containing wastes divided into a flight and a residual fraction, the flight fraction is burned directly in the rotary kiln

und der Rest dem Rohmehl zugegeben werden soll. Ähnlich soll nach der USA-PS 4022629 der Rückstandsbrennstoff mitniedrigen flüchtigen Anteilen, eingelagert Im Rohmehl im Drehofen verbrennen. In der SU-PS 614058 Ist vorgesehen, denand the remainder should be added to the raw meal. Similarly, according to the US PS 4022629 the residual fuel with low volatile fractions, stored burned in the raw meal in the rotary kiln. In SU-PS 614058 is provided, the

Rust rust of the Lepolrost with solid fuel to mix and give up the rotary kiln. Disadvantage of these solutions is

daß die Temperaturverhältnisse bei der Sinterung ungünstig beeinflußt werden, weil insbesondere bei hohen Ballastanteilendes Brennstoffs die tatsächliche Flammentemperatur sinkt. Weiterhin muß mit qualitätsgemindertem Zementklinker gerechnetwerden, weil sich die erst im Bereich der Sinterung eingetragene Materialkomponente nicht vollständig in die Granalien einlagertund nur ungenügend mit den übrigen Bestandteilen verbindet.that the temperature conditions are adversely affected during sintering, because in particular at high Ballastanteilendes fuel, the actual flame temperature decreases. Furthermore, it must be calculated with quality-reduced cement clinker, because the registered only in the sintering material component does not completely einlagert in the granules and insufficiently connects with the other components.

The reason is the common grinding of the raw materials or a part thereof with carbonaceous otherwise not pretreated Components are contained in DD136610, DD 138647 and SU PS 768775. The addition of coal dumpers or others,

nicht näher genannten brennbaren Bestandteilen zum Rohtnohl vor Aufgabe in den Wärmetauscher wird'auch von realisiertenunspecified combustible components to Rohhtnohl before task in the heat exchanger will'auch realized

Appendices described in the literature. A major disadvantage is that the combustible begins to burn out already in the upper part of the heat exchanger, causing the

einen Schwelgase und CO entstehen, die in der nachfolgenden Elektrogasrelnigung die Gefahr von Explosionen begünstigen,zum anderen die Abgastemperatur ansteigt, d. h. die dem Brennbaren innewohnende chemische Wärme nur in sehr geringemcreate a carbonization and CO, which in the subsequent Elektrogasrelnigung favor the risk of explosions, on the other hand, the exhaust gas temperature rises, d. H. the chemical heat inherent in the combustible is only very slight

Dimensions is used. There are known plants in which oil shale as a fuel and simultaneous carrier of certain raw material components in the Calciner is given. DE 3433786 contains the idea of flame-retardant fuel high ignition temperature in a To give calciner along with only a part of the preheated raw meal to improve the burnout, the remaining However, raw meal to admit later. According to US-PS 4137137 only combustible and clay enters the calciner and after

erfolgt erst die Mischung mit dem im Wärmetauscher vorgewärmten Kalksteinmehl.the mixture is first mixed with the limestone powder preheated in the heat exchanger.

According to DE 1035040, fuel is supplied to the good stream at the end of the lowest stage. The addition of the fuel

zum Rohmehl in die Zyklonspitze, von wo aus das Gemisch in die Brennzone gelangt, beschreibt DE 3239023. Sofern es sich beidieser Methode um ballastreiche Brennstoffe handelt, mit sehr hohem Ascheanteil, der gleichzeitig eine Rohmehlproduktedarstellt, besteht der Nachteil, daß dieser Teil des Rohmehlstromes ohne Vorwärmung in den Bereich der Kalzination gelangt, sodaß eine Wärmeabwertung entsteht. Weiterhin steigen die Aufwendungen, weil sowohl für den den Wärmetauscherdurchlaufenden Rohmehlanteil als auch für den dem Kalzinator aufzugebenden Anteil getrennte Aufbereitung,to the raw meal into the cyclone tip, from where the mixture enters the burning zone, DE 3239023 describes. Where this method is high-ash fuel with a very high proportion of ash, which at the same time constitutes a raw meal, there is the disadvantage that this part of the raw meal flow is without Preheat reaches the area of calcination, so that a heat degradation occurs. Furthermore, the expenses increase, because both for the heat exchanger passing through the raw meal content as well as for the calciner to be abandoned share separate treatment,

Homogenization, promotion and dosage are required. According to DE 3248175 two heat exchangers are provided, wherein heated in the first, the fuel-containing raw meal and the Exhaust gases are directed into the second heat exchanger. The disadvantage of parallel processing of two material flows remains

bestehen.consist.

According to DE 3616771 a separate reactor in the form of a rotary kiln is provided, in which the fuel-containing raw meal with Help the sensible heat of already partially preheated fuel-free raw meal is heated so far that a merger

und Entgasung des Brennbaren eintritt. Die Schwelgase werden zur Kalzinator- und Drehofenbeheizung weiterverwendet unddas entschwelte Material mit dem übrigen Rohmehlstrom vermischt.and degassing of the combustible occurs. The carbonization gases continue to be used for calciner and rotary kiln heating, and the deslimed material is mixed with the remainder of the raw meal stream.

According to this principle, there is a need for elaborate separate grinding and processing. The US-PS-3135618 provides a pretreatment of oil shale different grain size at 400-650 ° C and reduced Oxygen supply, so that the volatile and readily combustible components are expelled. After that it will be Carbonaceous shale meal mixed with a lime-containing raw meal component and fed to the firing process. According to DE 3237993 enter raw meal and oil shale in a separate combustion chamber where the burnout is to take place, and

danach in den eigentlichen Vorwärmer. Dabei dürfte durch die Anwesenheit des gesamten Rohmehles der Ausbrand erschwertwerden und der Aufwand für die Verbrennungskammer groß sein.then into the actual preheater. It should be made difficult by the presence of the entire raw meal burnout and the cost of the combustion chamber be large.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für die Verwertung von aschereichen Abfallbrennstoffen in Zementbrennanlagen zu verringern, die Verbrennungswärme der Brennstoff bestandteile besser zu nutzen und die Mineralkomponente der Asche als Rohmaterialbestandteile zu verwerten.The aim of the invention is to reduce the cost of recovery of ash-rich waste fuels in cement kilns, to better utilize the combustion heat of the fuel components and to utilize the mineral component of the ash as raw material components.

Explanation of the essence of the invention The invention is based on the object, a method and the associated apparatus for the recovery of ash-rich To develop waste fuels in cement clinker production, in which the combustible contained in the waste combustibles Ingredients and the incineration residues are processed so that they are directly involved in the cement clinker manufacturing process

genutzt werden können.can be used.

According to the invention this is achieved in that the moist, grießartige waste fuel fed to a combustion chamber

wird. In den Verbrennungsraum gelangt Frischluft, die während der Inbetriebnahme mit einem zusätzlichen Brennstoffaufgeheizt wird. Dabei entzünden sich die Brennstoffaateiic. Derzusätzliche Initialbrennstoff kann nun zurückgenommen und inden meisten Fällen ganz abgestellt werden. Die Luftzufuhr wird so eingestellt, daß eine bestimmte Brennraumtemperatur,vorzugsweise im Bereich von 750-900⁰C, entsteht.becomes. Into the combustion chamber passes fresh air, which is heated during commissioning with an additional fuel. At the same time ignite the fuel file. The additional initial fuel can now be withdrawn and in most cases completely shut off. The air supply is adjusted so that a certain combustion chamber temperature, preferably in the range of 750-900 ⁰ C, arises.

The hot exhaust gases are used to dry the waste fuel. The combustion process is controlled via the combustion chamber temperature so that either no combustible components

mehr enthalten sind oder nur noch verkokte Partikeln, die im Wärmetauscher erst bei höherer Temperatur, d. h. im unterenare contained more or only coked particles in the heat exchanger only at a higher temperature, d. H. at the bottom

Preheater area, burn, without developing CO.

Der heiße Verbrennungsrückstand, der noch brennbare Bestandteile enthalten kann, wird direkt der Rohmühle zugeführt, so daß die fühlbare Wärme der Trocknung zugute kommt. Das heiße und etaubhaltige Abgas des Trocknungeaggregates wird ohne zwischengeschaltete 'entstaubung ebenfalls der Rohmühle zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme bei der Rohstofftrocknung zugeführt.The hot combustion residue, which may still contain combustible components, is fed directly to the raw mill, so that the sensible heat of the drying benefits. The hot and dusty exhaust gas of the drying unit is also supplied without intermediate dedusting the raw mill to exploit the sensible heat in the drying of raw materials.

Die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Reaktor, der ein zylindrisches Oberteil mit einem sich nach unten verjüngenden konischen Raum besitzt. In den sich nach unten verjüngenden konischen Raum mündet eine Brennstoffzuführung und an dem unteren Ende des konischen Raumes ist ein Lufteintritt mit der Frischluftzufuhr angeordnet. Der axiale Austrag des Reaktors für die heißen aschehaltigen Abgase ist über eine Förderleitung mit dem Schlagpralltrockner und der Mühle des Mahltrocknungssystems verbunden.The plant for carrying out the method according to the invention consists of a reactor which has a cylindrical upper part with a downwardly tapered conical space. In the downwardly tapered conical space opens a fuel supply and at the lower end of the conical space an air inlet with the fresh air supply is arranged. The axial discharge of the reactor for the hot ash-containing exhaust gases is connected via a delivery line with the impact dryer and the mill of the grinding drying system.

Ausführungsboisplel

Die Erfindung wird anhand eines AusfUhriingsbeispiels näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Griesartiger und wasserhaltiger Abfallbrennstoff mit einer mittleren Korngröße bis zu 1 mm gelangt Ober eine Aufgabevorrichtung linden oberen zylindrischen Teil eines Reaktors 6. Der Reaktor besteht aus einem sich nach unten verjüngenden konischen Raum 2, in den von unten Frischluft über die Frischluftzufuhr 3 eingeblasen wird, und einem oberen zylindrischen Raum.The invention will be explained in more detail with reference to a AusfUhriingsbeispiels. In the accompanying drawing, the invention is shown schematically. Grießartiger and hydrous waste fuel with a mean grain size up to 1 mm passes above a feeder linden upper cylindrical portion of a reactor 6. The reactor consists of a downwardly tapered conical space 2, is blown into the fresh air from below via the fresh air supply 3, and an upper cylindrical space.

Die Durchmesser sind so bemessen, daß am unteren zylindrischen Lufteintritt 4 eine Gasgeschwindigkeit von 30...40m/s und im oberen zylindrischen Teil des Reaktors 6 eine Gasgeschwindigkeit von 2...4m/s herrscht.The diameters are so dimensioned that at the lower cylindrical air inlet 4 a gas velocity of 30... 40 m / s and in the upper cylindrical portion of the reactor 6 a gas velocity of 2... 4 m / s prevails.

Die einzelnen Partikeln unterschiedlicher Korngröße des aschereichen Abfallbrennstoffes fallen mehr oder weniger tief in den Reaktionsraum hinein, wobei die Brennstoffanteile zum großen Teil ausbrennen und dabei heißes Abgas erzeugen. Der Luftüberschuß wird so eingestellt, daß die Temperatur des Abgas-Luft-Gemisches sich auf den gewünschten Bereich zwischen 760 und 900⁰C einstellt. Die kleineren Partikeln werden vom aufsteigenden Gasstrom erfaßt, oben aus dem Reälaionsraum ausgetragen und zusammen mil dem Heißgas über den axial angeordneten Austrag 7 und die Förderleitung 8 in die Mahltrocknungsanlage geleitet. Dabei wird das aschehaltige Heißgas ohne vorherige Entstaubungl entweder direkt in die Mühle 5, oderteilweise überz. B. einen Schlagpralltrockner 10 geleitet, der mit der Zugabevorrichtung 13 des stückigen, feuchten Rohmaterials verbunden ist.The individual particles of different particle size of ash-rich waste fuel fall more or less deep into the reaction space, wherein the fuel components burn out to a large extent and thereby produce hot exhaust gas. The excess air is adjusted so that the temperature of the exhaust-air mixture is adjusted to the desired range between 760 and 900 ⁰ C. The smaller particles are detected by the ascending gas flow, discharged from the upper Reälaionsraum and passed together with the hot gas via the axially arranged discharge 7 and the delivery line 8 in the grinding drying plant. In this case, the ash-containing hot gas is passed without prior dedusting either directly into the mill 5, or partially überz, for example, a beater dryer 10, which is connected to the adding device 13 of the lumpy, moist raw material.

Im Falle eines hohen Gas- und Wärmeangebotes besteht die Möglichkeit, einen Teilgasstrom des aschehaltigen Heißgases über die Teilgasstromleitung 9 abzuzweigen und einer anderweitigen Verwertung zuzuführen.In the case of a high gas and heat supply, it is possible to divert a partial gas flow of the ash-containing hot gas over the partial gas flow line 9 and supply it to another utilization.

Die groben Partikeln durchfallen den Reaktor und gelangen vom Austrag des Reaktors über die Ascheaustragsleitung 11 mit den anderen Rohmehlkomponenten direkt in die Mühle 5 der Mahltrocknungsanlage.The coarse particles fall through the reactor and pass from the discharge of the reactor via the ash discharge line 11 with the other raw meal components directly into the mill 5 of the grinding drying plant.

Während des Anfahrens wird dom Reaktor 6 im unteren Teil über die Brennstoffzuführung 12 Brennstoff aufgegeben, mit dessen Hilfe Heißgas mit einer Temperatur größer als 500⁰C erzeugt wird, um den Abfallbrennstoff zum Zünden zu bringenDuring startup dom reactor 6 is fed in the lower part via the fuel supply 12 fuel, with the aid of hot gas having a temperature greater than 500 ⁰ C is generated to bring the waste fuel to ignite

Nach Beendigung des Anfahrvorgangs ist der Brennstoff entweder vollständig abgeschaltet, so daß der Abfallbrennstoff allein den Reaktionsablauf aufrecht erhält, oder er ist als Stütz· oder Zusatzfeuerung auf ein Minimum reduziert. An der Brennstoffzuführung 12 befindet sich eine Zündvorrichtung. After completion of the start-up operation, the fuel is either completely shut off, so that the waste fuel alone maintains the reaction process, or it is reduced to a minimum as a backup or additional firing. At the fuel supply 12 is an ignition device.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung liegt darin, daß ascliereiche Abfallbrennstoffe als Rohstoffkomponente bei gemeinsamer Vermahlung, Homogenisierung, Förderung und Lagerung mit den anderen Rohstoffanteilen beim Trockenverfahren mit Schwebegaswärmetauschern zum Zementklinkerbrennen eingesetzt werden können, wobei die Verbrennungswärme im Prozeß genutzt wird, ohne daß das Risiko von Explosionen oder Verpuffungen durch Ansammlung von brennbaren Stäuben und Entstehungen brennbarer Gase im Abgasstrom nach Verlassen des Rohmehlwärmetauschers entsteht und ohne daß die brennbaren Bestandteile bereits im oberen Teil des Wärmetauschers 'ausbrennen und dadurch bei einem geringen Wärmeausnutzungsgrad vor allem die Abgastemperatur erhöhenThe advantage of the method and the device is that Ascliereiche waste fuels can be used as a raw material component in common grinding, homogenization, promotion and storage with the other raw material fractions in the dry process with Schwebegaswärmetauschern for cement clinker burning, the heat of combustion is used in the process, without the risk of explosions or deflagration due to accumulation of combustible dusts and the formation of combustible gases in the exhaust stream after leaving the raw meal heat exchanger and without the combustible constituents burn out already in the upper part of the heat exchanger and thereby increase especially with a low degree of thermal efficiency, the exhaust gas temperature

Dio erfindungsgemäße Kopplung einer an sich bekannten Mahltrocknungsanlage mit einem Reaktor, in dem eine wirbelschichtähnliche Materialbewegung erzeugt wird, gewährleistet einen hohen Ausbrandgrad aller brennbaren Kornfraktionen, wobei durch die direkte Kopplung mit der Mahltrocknungsanlage die entstehende Wärme genutzt wird und auf eine extra Entstaubung verzichtet werden kann. Die Gestaltung des Reaktors gestattet die Behandlung eir )s breiten Kornbandes des Abfallbrennstoffes, weil die grobem Partikeln unten und die feinen oben ausgetragen werden können. Dio inventive coupling of a known mill drying plant with a reactor in which a fluidized bed-like material movement is produced, ensures a high degree of burnout of all combustible grain fractions, which is used by the direct coupling with the grinding drying plant, the resulting heat and can be dispensed with an extra dedusting. The design of the reactor allows the treatment of a wide grain band of the waste fuel because the coarse particles can be discharged at the bottom and the fine ones at the top.

Claims

1. A process for the recovery of ash-rich waste fuels as a raw and / or fuel component in the cement clinker production, characterized in that the not yet finely ground ballast-rich, wet waste fuel in a reaction chamber under the supply of combustion air and additional fuel subjected to a temperature of 750 to 900 ⁰ C. and supplying the resulting ash-rich hot exhaust gases without prior dedusting and the hot dry ash with coked crude fuel amounts as a raw meal component to a mill drying system for the cement raw meal.

2. Verfahron according to claim 1, characterized in that the amount of wet waste fuel is measured according to the necessary for the maintenance of the chemical composition of the raw meal ash content.

3. The method according to claim 1, characterized in that the adjustment of the temperature in the reaction chamber by the controlled supply of the amount of combustion air and the additional fuel quantity.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the wet waste fuel is mixed in exceeding the Wänoeangebotes for the grinding process, one of the other raw meal components in such amount that the temperature in the reaction chamber can be kept constant even with reduced combustion air quantity.

5. Process me claims 1 to 3, characterized in that the wet waste fuel when falling below the heat supply for the grinding drying process, a fuel (preferably Brikettabrieb or raw lignite) is admixed in such an amount that the temperature in the reaction chamber are kept constant even with increased combustion air quantity can.

6. The method according to the above claims, characterized in that a fuel mixture is prepared from wet waste fuel by admixing another fuel that is adjusted in its heat of combustion so that even for the highest heat demand of the Mahltrocknung a heat surplus arises and the regulation of the combustion chamber temperature in the Reaction space arranged heat exchanger for steam generation takes place.

7. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a part of the hot ash-containing exhaust gases is supplied to a foreign system.

8. An apparatus for recycling ash-rich waste fuels in the cement clinker production using a combustion reactor, characterized in that the reactor (6) consists of a cylindrical upper part and a downwardly tapered conical space (2), at its lower end an air inlet (4 ) is arranged with fresh air supply (3) and that at the downwardly tapering conical space (2) a fuel supply (12) is arranged and that the axial discharge (7) of the reactor (6) via a feed line (8) with a beater (10) and a mill (5) of the grinding drying system is connected.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the ash discharge line (11) of the reactor (6) is connected to the mill (5).

10. Apparatus according to claim 8 and 9, characterized in that at the discharge (7) a partial gas flow line (9) is arranged, which is connected to an external system.