DE102004023686B4 - Device for producing cement clinker - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Erzeugung von Zementklinker, umfassend einen Dehydrator (2) in Form eines umhausten Wanderrostes einen beheizten Calcinator (3) in Form eines Drehrohres mit geneigter Drehachse, einen Drehrohrofen (1) und einen Kühler (4),
– bei der das Abgas des Drehrohrofens in den Dehydrator geführt wird
– und bei der auf den Mänteln des Calcinators (3) sowie des Drehrohrofens (1) in schneckenförmiger Linie Kühlrippen aufgebracht sind,
– um welche jeweils eine feststehende Ummantelung zur Ausbildung von wendelförmigen Sammelkanälen (1', 3') angeordnet ist,
– wobei über den Eintritt des Calcinatorsammelkanals (3') Kühlluft ansaugbar ist, welche über den Calcinator- und über den Drehrohrofen-Sammelkanal geführt und von hier als aufgeheizte Luft einer Nutzung des Wärmerückgewinns zugeleitet ist.Apparatus for producing cement clinker, comprising a dehydrator (2) in the form of a circulating traveling grate, a heated calciner (3) in the form of a rotary tube with an inclined axis of rotation, a rotary kiln (1) and a cooler (4),
- In which the exhaust gas of the rotary kiln is fed into the dehydrator
- And in which on the coats of calciner (3) and the rotary kiln (1) are mounted in a helical line cooling fins,
- around which in each case a fixed casing for forming helical collecting channels (1 ', 3') is arranged,
- Can be sucked on the entry of Calcinatorsammelkanals (3 ') cooling air, which is passed through the Calcinator- and the rotary kiln collecting channel and fed from here as heated air use of the heat recovery.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Zement-Rohmehl zur Erzeugung von Zement-Klinker bei vollständiger Entsäuerung im Calcinator und der Absenkung des spezifischen Wärmeaufwandes für den Klinkerbrand.The The invention relates to a device for the thermal treatment of Cement raw meal for the production of cement clinker with complete deacidification in the calciner and the Lowering the specific heat expenditure for the Clinker fire.
Stand der TechnikState of the art
Unter Anwendung der verschiedenen Vorcalcinier-Verfahren, damit verbundener, relativ kürzerer Drehrohröfen, dem Einsatz von 5–6 stufigen Zyklonvorwärmern sowie modernsten Klinkerkühlern werden heute mit derartigen Anlagen je nach Art und Aufbereitung des Brenngutes und des Brennstoffes spezifische Brennstoffbedarfe von ca. 2930–3140 kJ/kg Klinker erreicht.Under Application of the different precalcinier processes, associated, relatively shorter rotary kilns, the Use of 5-6 stage cyclone preheaters as well as the most modern clinker coolers are today with such systems depending on the type and preparation fuel and fuel specific fuel requirements from about 2930-3140 kJ / kg Clinker reached.
Wie aus der ZKG-10/89,S.510–514 bekannt ist, wurden mit einem 2-Stufen-Calcinator in Versuchen Vorcalcinierraten von ca. 98% bei Temperaturen unterhalb 850°C erreicht. Der hohe Calcinierungsgrad wurde erreicht ohne Erhöhung der Temperatur des Ofen-Aufgabegutes, aber bei Verlängerung der Verweilzeit um das Doppelte im Durchgang durch die beiden Calcinationsstufen.As from the ZKG-10/89, p.510-514 is known, were precalcined with a 2-stage calciner in experiments Vorcalcinierraten of about 98% at temperatures below 850 ° C reached. The high degree of calcination was achieved without increasing the Temperature of the furnace feed, but with extension of the residence time to double in the passage through the two calcination stages.
Die besten heute betriebenen Zyklon-Wärmetauscher-Anlagen erzeugen den Zementklinker mit einem spezifischen Wärmeaufwand von ca. 3000 kJ/kg Klinker bei erschöpftem Minderungspotential des spezifischen Wärmeaufwandes. Diese allgemeine Auffassung wird vom BDZ/VDZ und auch von den führenden Anlagenbauern vertreten. Andere Brennanlagen-Systeme für Zementklinker liegen eher höher als der vorgenannte Wert von ca. 3000 kJ/kg Klinker.The produce the best cyclone heat exchangers operated today the cement clinker with a specific heat input of approx. 3000 kJ / kg Clinker in exhausted Reduction potential of the specific heat expenditure. This general The opinion is represented by the BDZ / VDZ and also by the leading plant manufacturers. Other fuel systems for cement clinker are higher than the aforesaid value of about 3000 kJ / kg clinker.
Der Nachteil des Standards „Zyklon-Wärmetauscher" ist, das er seine optimale Leistung nur in der für die Auslegung der Gasgeschwindigkeit festgelegten Dimensionierung der Zyklone erreichen kann. Beim Unterschreiten der optimalen Gasgeschwindigkeit nimmt der Abscheidegrad der Zyklone und damit die Durchsatzleistung ab und der spezifische Wärmebedarf steigt an. Nachteilig ist beim Zyklon-Wärmetauscher auch, dass durch die diversen, verzweigten Gutströme ein vorher aufwendig homogenisiertes Rohmehl im Wärmetauscher enthomogenisiert wird. Dieser Vorgang ist auch bekannt aus der ZKG-1992/Nr. 5 S. 225 unter 2.1.3., worin es u. a. heißt, dass der thermische Wirkungsgrad des bekannten Zyklonvorwärmers vermindert wird durch innere Staubkreisläufe und Mehldurchschuss. Wichtig ist festzuhalten, dass das Brennverfahren mit dem Zyklon-Wärmetauscher ein Vorcalcinier-Verfahren mit über 300°C heißen Abgasen bleibt, in welchem bei Temperaturen unter ca. 1040°C keine totale Entsäuerung möglich ist.Of the Disadvantage of the standard "cyclone heat exchanger" is that he his optimal performance only in the for the design of the gas speed specified sizing can reach the cyclone. When falling below the optimum gas velocity takes the degree of separation of the cyclones and thus the throughput from and the specific heat requirement rises. A disadvantage of the cyclone heat exchanger also that the diverse, branched streams of good a previously consuming homogenized raw meal in the heat exchanger is homogenized. This process is also known from the ZKG-1992 / Nr. 5 p. 225 under 2.1.3., In which u. a. means that the thermal efficiency the well-known cyclone preheater is reduced by internal dust cycles and throughput. Important is to note that the combustion process with the cyclone heat exchanger a Vorcalcinier method with over 300 ° C hot exhaust gases remains in which at temperatures below about 1040 ° C no total deacidification possible is.
Der Wärmeverbund „Abgasverwertung/Rohmaterial-Trocknung" ist nur optimal bei voller Ausnutzung des Wärmeangebotes und nur in diesem Fall ist der Abgasverlust von der im Brennsystem aufgewandten Wärmeenergie abzuziehen.Of the Heating system "waste gas utilization / raw material drying" is only optimal at full utilization of the heat supply and only in this case is the loss of exhaust gas from that in the combustion system spent thermal energy deducted.
Nachteilig und problematisch sind weiter Anbackungen und die Ansatzbildung im Temperatur-Bereich ab etwa 850°C auch für normale Rohmehle bis in den Bereich vor der Schmelzphasen-Bildung bei allen bekannten Vorwärmer-Konstruktionen. Besonders kritisch ist das Problem der Ansatzbildung im Temperatur-Bereich ca. 700–900°C bei Na, K- und Cl- haltigen Verbindungen.adversely and problematic are further caking and the formation of deposits in the temperature range from about 850 ° C also for normal raw meal to the pre-melt phase range in all known preheater constructions. Especially Critical is the problem of buildup in the temperature range about 700-900 ° C at Na, K- and Cl- containing compounds.
Durch
die
Weiterhin
ist es bei der Klinkerherstellung bekannt, aus den Einsatzstoffen
oder teilweise verarbeiteten Stoffen Presslinge (Pellets usw.) herzustellen
und diese in das Verfahren einzubringen. Gemäß der
In
der
Die Granulierung von Zementrohmehl zur Herstellung von Zementklinker erfolgte bisher aus Gründen spezieller Verfahrensführungen, wobei der Aspekt der Hydration und Ansatzbildung bisher nicht beachtet wurde. Für die aus Rohmaterial bzw. Zementrohmehl hergestellten Formkörper sind verschiedenen synonyme Begriffe bekannt, wobei Granalie vom Herstellungsprozess Granulieren abgeleitet ist. Andere Begriffe sind Presslinge, Formlinge, Briketts und Pellets. Im Weiteren werden nur die beiden Begriffe Granalien und Presslinge verwendet.The granulation of cement raw meal for the production of cement clinker has hitherto been carried out for reasons of special procedures, the aspect of hydration and formation of deposits has not been considered. For those from raw material or Ze molded bodies are known from various synonymous terms, with granule being derived from the granulation production process. Other terms are pellets, moldings, briquettes and pellets. In the following, only the two terms granules and pellets are used.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung mit einer strömungstechnischen Durchsatzunabhängigkeit schaffen, um einen mindestens gleichbleibenden, bzw. ständig optimalen spezifischen Wärmebedarf für das Klinkerbrennen, auch bei erheblicher Minderung des Brenngutdurchsatzes zu schaffen.The The object of the invention is a device with a Fluidic throughput independence create an at least constant, or constantly optimal specific heat demand for the Clinker burning, even with considerable reduction of Brenngutdurchsatzes to accomplish.
Weiterhin soll die Entmischung der Rohmehlkomponenten verhindert und eine Minimierung der Materialanbackungen und Ansatzbildungen im Wärmetauscher und Drehrohrofen, auch bei Temperaturen von 1100°C und mehr im Calcinator und Rohmehlen mit hohem Alkalianteil erreicht werden.Farther should prevent the segregation of the raw meal components and a Minimization of material caking and buildup in the heat exchanger and rotary kiln, even at temperatures of 1100 ° C and more in the calciner and Raw meals can be achieved with high alkali content.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.
Danach werden durch die Vorrichtung aus Rohmehl geformte Presslinge oder Granalien mit einer Größe von 4 bis 20 mm im Dehydrator bei Temperaturen von mindestens 600°C bis max. 750°0 unter mechanischer Fortbewegung behandelt. Im Calcinator wird bei Temperaturen von 1100°C und mehr das Gut total entsäuert. In einem Drehrohrofen erfolgt dann die Restklinkerbildung.After that be formed by the device of raw meal molded pellets or Granules of size 4 up to 20 mm in the dehydrator at temperatures of at least 600 ° C up to max. 750 ° 0 below treated mechanical movement. In the calciner is at temperatures from 1100 ° C and more the product totally deacidified. In a rotary kiln then the residual clinker formation takes place.
Auf
den Mänteln
des Calcinators (
Die Vorteile des neuen Wärmetauscher-Systems gegenüber dem seit über 50 Jahren bestehenden und weltweit führenden Zyklon-Wärmetauscher sind u. a. die merkbare Wärmeenergieersparnis diesen gegenüber und die mit der Energie-Ersparnis im gleichen Prozent-Verhältnis erfolgende Absenkung der CO2- und NOX-Emissionen. Ein wichtiger Vorgang für den Umweltschutz.The Advantages of the new heat exchanger system across from since over 50 years old and the world's leading cyclone heat exchangers u. a. the noticeable heat energy savings opposite and those with the energy savings in the same percentage reduction of CO2 and NOX emissions. An important Process for environmental protection.
Mit der unverzweigten Gutführung bis in die Sinterzone wird ein in allen einzelnen Wärmetausch-Phasen thermisch und chemisch homogener Gutzustand erreicht und bleibt der Vorteil der Aufteilung der Prozesse in kleine Schritte gewahrt.With the unbranched Gutführung into the sintering zone is a in all individual heat exchange phases thermally and chemically homogeneous Gutzustand achieved and remains the advantage of dividing the processes into small steps is maintained.
Die Zeit für den Wärmetausch vom Guteintritt in den Vorwärmer bis zum Gutaustritt in den Drehrohrofen liegt gegenüber dem Zyklon-Wärmetauscher über tausendfach höher. Hierdurch sind eine kompaktere Konstruktion und Bauweise des neuen Systems mit wesentlich geringerem umbauten Volumen und damit auch niedrigen Baukosten möglich und verringern sich auch die Abstrahlungsverluste. Die merkliche Wärmeenergieersparnis wird erreicht durch eine Absenkung der Abgastemperatur, die erhebliche Erhöhung der Wärmeaustauschzeit im Vorwärmer und im Calcinator sowie durch Minderung der Kühlerverluste durch den Rohrkühler. Neben der Wärmeenergieersparnis wird auch der spezifische elektrische Energiebedarf gesenkt. Die wesentlichen Vorteilsmerkmale zusammengefasst sind:
- – die strömungstechnische Durchsatzunabhängigkeit,
- – die Vermeidung von Entmischungen der Rohmehlkomponenten und interne Staubkreisläufe,
- – die größere Flexibilität in der Anlagenführung im Hinblick auf die Abnehmererfordernisse aber auch auf das Eigeninteresse des Betreibers,
- – die räumliche Anordnung der verschiedenen Anlagenteile vom Vorwärmer bis zum Kühler, hierdurch erfolgt die Gutführung ausschließlich durch Schwerkraft sowie durch mechanische Wirkprinzipien,
- – ein Anlagenkonzept mit erhöhter Flexibilität in der Betriebsführung zu schaffen, um auf die künftig qualitativ und quantitativ breiter gefächerten Anwenderanforderungen besser und kostengünstiger reagieren zu können,
- – die merkliche Ersparnis an Mahlenergie durch eine optimal grobe Mahlfeinheit des Rohmehls,
- – der Entfall eines Kühler-Abluftfilters,
- – der Entfall einer großen Klinker-Bevorratung mit den umfangreichen Transportmitteln zur Ein- und wieder Auslagerung des Klinkers, (dafür der direkte Weg des Klinkers vom Kühler in den Mühlen-Aufgabebunker), mit Wegfall der durch die Klinkerbevorratung vorweg entstehenden Brennstoffkosten,
- – der Entfall der umfangreichen Entstaubungseinrichtungen für Klinker-Transport und – Lagerung.
- - the flow-throughput independence,
- The avoidance of segregation of the raw meal components and internal dust cycles,
- - the greater flexibility in plant management in terms of customer requirements but also the self-interest of the operator,
- - The spatial arrangement of the various parts of the system from the preheater to the radiator, thereby the Gutführung takes place exclusively by gravity and by mechanical principles of action,
- - to create a plant concept with increased operational flexibility, in order to be able to react better and more cost-effectively to the future qualitatively and quantitatively broader user requirements,
- The noticeable saving of grinding energy by an optimally coarse grinding fineness of the raw meal,
- The omission of a radiator exhaust filter,
- - The elimination of a large clinker storage with the extensive means of transport for loading and unloading of the clinker, (for the direct route of the clinker from the cooler in the mill-task bunker), with the elimination of the costs incurred by the clinker storage fuel costs,
- - The elimination of extensive dedusting facilities for clinker transport and storage.
Entsprechend
einer bevorzugten Ausführung nach
Anspruch 2 ist zur Verhinderung der Ansatzbildung im Calcinator
(
BeispieleExamples
Die
Erfindung ist in den anliegenden 5 Zeichnungen schematisch dargestellt
und nachstehend näher
beschrieben. Gegenüber
der allgemein bekannten Gepflogenheit wird nachfolgend der Drehrohrofen
Die
in
Die
Die
Die
Die
- 11
- Drehrohrofen = SekundärofenRotary kiln = Secondary oven
- 1'1'
-
Sammelkanal
zu
1 Collecting channel too1 - 22
- Dehydratordehydrator
- 33
- Calcinator = Primärofencalciner = Primary oven
- 3'3 '
-
Sammelkanal
zu
3 Collecting channel too3 - 44
- Rohrkühlertube cooler
- 55
- Brennstoff-Eingabe QIFuel input QI
- 66
- Brennstoff-Eingabe QIIFuel input QII
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DE200410055133 DE102004055133A1 (en) | 2004-05-13 | 2004-11-16 | Method for producing of cement bricks entails delivering raw meal directly to rotary tube connected to calcinator and inside which are feed elements around which flows hot exhaust air from calcinator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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