DE102014003079B3 - Verfahren zum Kühlen von Zementklinker und Zementklinkerkühler - Google Patents

Verfahren zum Kühlen von Zementklinker und Zementklinkerkühler Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlers (1) und einen korrespondierenden Kühler (1) zum gleichmäßigen Kühlen von heißem Zementklinker (14), wobei der Kühler (1) mindestens einen Einlaufbereich (3) zur Aufnahme des Zementklinkers (14), einen Rekuperationsbereich (4), einen Endkühlungsbereich (5), mindestens einen Ventilator (6) zum Einblasen von Kühlluft (8) in den Rekuperationsbereich (4), mindestens einen Ventilator (7) zum Einblasen von Kühlluft (8) in den Endkühlungsbereich (5), eine Tertiärluftleitung (11) zum Ableiten erwärmter Kühlluft (8), einen Auslaufbereich (12) zum Austragen von abgekühltem Zementklinker (14) und mindestens ein Fördermittel (13a, 13b) zum Transport des Zementklinkers (14) durch den Kühler (1) aufweist, der heiße Zementklinker (14) in den Kühler (1) durch eine Eintragsöffnung (2) in den Einlaufbereich (3) abgeworfen wird, der Zementklinker (14) von dem Fördermittel (13a, 13b) aus dem Einlaufbereich (3) durch den Rekuperationsbereich (4) und den Endkühlungsbereich (5) zum Auslaufbereich (12) transportiert wird, und von den Ventilatoren (6, 7) Umgebungsluft (23) als Kühlluft (8) angesogen und in den Kühler (1) geblasen wird. Erfindungsgemäß ist eine Kühlung des Zementklinkers (14) im Endkühlungsbereich (5) durch eine mit einem feinen Wassersprühnebel (17) angereicherte Kühlluft (8) vorgesehen, wobei die von dem mindestens einen Ventilator (7) des Endkühlungsbereiches (5) angesaugte Umgebungsluft (23) im Bereich seines Ansaugstutzens (16) durch mindestens einen Ultraschallvernebler (15) oder mindestens eine Zweistoffdüse (Luft/Wasser) mit einem feinen Wassersprühnebel (17) angereichert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlers zum gleichmäßigen Kühlen von heißem Zementklinker, wobei der Kühler mindestens einen Einlaufbereich zur Aufnahme des heißen Zementklinkers, einen Rekuperationsbereich zur wärmerückgewinnenden Kühlung des heißen Zementklinkers, einen Endkühlungsbereich zur weiteren Kühlung des Zementklinkers, mindestens einen ersten Ventilator zum Einblasen von Kühlluft in den Rekuperationsbereich, mindestens einen zweiten Ventilator zum Einblasen von Kühlluft in den Endkühlungsbereich, eine Tertiärluftleitung zum Ableiten erwärmter Kühlluft, einen Auslaufbereich zum Sammeln und Austragen von abgekühltem Zementklinker und mindestens ein luftdurchlässiges Fördermittel zum Transport des Zementklinkers durch den Kühler aufweist, der heiße Zementklinker in den Kühler von oben durch mindestens eine Eintragsöffnung in dem mindestens einen Einlaufbereich abgeworfen wird, der heiße Zementklinker von dem mindestens einen Fördermittel aus dem mindestens einen Einlaufbereich durch den Rekuperationsbereich und den Endkühlungsbereich zum Auslaufbereich transportiert wird, von dem mindestens einen ersten Ventilator und dem mindestens einen zweiten Ventilator Umgebungsluft als Kühlluft angesogen und in den Kühler geblasen wird, wobei der auf dem Fördermittel befindliche Zementklinker von unten nach oben von der Kühlluft durchströmt wird, und ein Teil der im Rekuperationsbereich erwärmten Kühlluft durch die Tertiärluftleitung oberhalb des Rekuperationsbereiches als Tertiärluft und ein weiterer Teil der im Rekuperationsbereich erwärmten Kühlluft durch die Eintragsöffnung als Sekundärluft aus dem Kühler abgeleitet wird. Die Erfindung betrifft ferner einen dazu korrespondierenden Kühler zum gleichmäßigen Kühlen von heißem Zementklinker, aufweisend mindestens eine Eintragsöffnung zur Aufnahme des heißen Zementklinkers in mindestens einen Einlaufbereich, ein luftdurchlässiges Fördermittel zum Transport des Zementklinkers vom Einlaufbereich durch einen Rekuperationsbereich und einen an den Rekuperationsbereich grenzenden Endkühlungsbereich in einen an den Endkühlungsbereich anschließenden Auslaufbereich zum Sammeln und Austragen von abgekühltem Zementklinker, mindestens einen ersten Ventilator zum Einblasen von Kühlluft in den Rekuperationsbereich und mindestens einen zweiten Ventilator zum Einblasen von Kühlluft in den Endkühlungsbereich, wobei jeder Ventilator je einen Ansaugstutzen aufweist, und eine oberhalb des Rekuperationsbereiches angeordnete Öffnung zur Ableitung eines Teils der erwärmten Kühlluft durch eine Tertiärluftleitung.
  • Ein wichtiger Schritt bei der Zementherstellung besteht im Brennen von calciniertem Zementrohmehl zu Zementklinker in einem Drehrohrofen. Der heiße Zementklinker fällt danach aus dem Drehrohrofen durch eine Eintragsöffnung in den Einlaufbereich eines Klinkerkühlers, der für die Kühlung des Zementklinkers verwendet wird. Im häufigsten Fall fällt der Zementklinker auf ein Fördermittel, üblicherweise ein beweglicher Rost, und wird durch den sich in eine Längsrichtung erstreckenden Kühler transportiert, bis der abgekühlte Zementklinker im Auslaufbereich des Kühlers ausgetragen wird. Üblicherweise erfolgt das Kühlen des heißen Zementklinkers durch Kühlluft, die mithilfe von Ventilatoren von unten in den Kühler eingeblasen wird. Die Kühlluft strömt dann von unten nach oben durch Zwischenräume zwischen den Zementklinkerstücken im Gutbett auf dem Rost. Im Kühler bilden sich dabei im Allgemeinen zwei Zonen aus. An den Einlaufbereich schließt sich ein Bereich an, in dem sich die Kühlluft beim Abkühlungsvorgang auf über 1000°C erwärmt, da der Zementklinker im Ofen bei Temperaturen von mindestens 1400°C gebrannt wird. Die dem Gutbett entzogene Wärme kann genutzt werden, indem die heiße Luft aus diesem Bereich, dem Rekuperationsbereich, wieder in den Prozess zurückgeführt wird: als Sekundärluft in den Drehrohrofen und als Tertiärluft insbesondere in den Calcinator, in welchem der Sinterung des Rohmehls im Drehrohrofen ein Entsäuern des Rohmehls vorangeht. An den Rekuperationsbereich schließt sich im Kühler in Längsrichtung der Endkühlungsbereich an. Aufgrund des bereits erheblich abgekühlten Zementklinkers erwärmt sich die Kühlluft im Endkühlungsbereich lediglich niederkalorig (typischerweise auf Temperaturen zwischen 200°C und 350°C). Von erheblicher Auswirkung auf die Qualität des gebrannten Zementklinkers ist die spezifische Durchführung der Kühlung. Es hat sich gezeigt, dass eine gleichmäßige Kühlung des Zementklinkers und eine rasche, effektive Kühlung von besonderer Bedeutung für die Qualität des Zements sind. Auf die Verwirklichung dieser beiden Aspekte sind eine Vielzahl unterschiedlicher Maßnahmen bei Konstruktion und Betrieb von Kühlern für Zementklinker gerichtet. Häufig sind solche Maßnahmen auf den Rekuperationsbereich bezogen, so dass eine besondere Forderung in der Verbesserung geeigneter Kühlungsverfahren im Endkühlungsbereich des Klinkerkühlers besteht.
  • Zum Erreichen einer möglichst schnellen und effektiven Kühlung heißen Zementklinkers wurden verschiedene Weisen des Einsatzes von Wasser im Kühler, auch für die zweite Kühlungsphase, vorgeschlagen. Aus der DE 69605209T2 ist eine Vorgehensweise bekannt, dem Zementklinker einen Brennstoff zuzuführen, der mit Wasserdampf vergast wird und dabei dem Zementklinker Reaktionsenthalpie entzieht. Dies erfordert jedoch die kostenintensive Zusetzung eines Brennstoffes, wird ferner in der Druckschrift nur für eine bestimmte Zementsorte (Glas-Portland-Zement) vorgeschlagen und birgt die Gefahr einer schwierigen Steuerbarkeit der Kühlungsabläufe.
  • In der Patentschrift DE 440 748 A wird ein Verfahren zum Kühlen von Zementklinker mittels Abgasen vorgeschlagen, die durch Anreicherung mit Wasserdampf herab gekühlt werden. Das hierbei verwendete Gegenstromprinzip zwischen Gas und herabrieselndem Wasser und das Führen von Abgas in den Kühler bringen jedoch aufwendige Rohrleitungskonstruktionen mit sich. Ferner ist das Abgas so heiß, dass das verrieselte Wasser hier bereits in die Dampfphase übergeht.
  • DE 2818205C2 entwickelt kombinierte Luft-Wasser-Kühlungsverfahren weiter. Die Endkühlung des Klinkers soll dabei zur gleichzeitigen Verbesserung der Abgasentstaubung mit Wasser erfolgen. Unter Verzicht auf die Einbringung zusätzlicher Kühlluft wird hierbei das Wasser auf den Zementklinker aufgesprüht und der dabei entstehende Wasserdampf dem Ofenabgas beigemischt. Ein Aufsprühen von Wasser im Kühler erfordert eine Sprühvorrichtung, die unter den dortigen extremen Bedingungen dauerhaft arbeiten kann. Darüber hinaus ist bei diesem Verfahren aufgrund des im Vergleich zur Umgebungsluft außerhalb des Kühlers warmen Gases mit erheblichen Wassermengen im Kühler zu arbeiten, was Trocknungsphasen für den so gekühlten, feuchten Zementklinker nach sich ziehen dürfte. Insbesondere bedeutet jedoch der Sprühmechanismus ein Auftreffen relativ großer Wassertropfen, die durch Verdampfung an den Auftreffstellen dem Zementklinker lokal Wärme entziehen. Zwischen diesen Stellen kommt es nicht zu vergleichbarer Abkühlung, da das Prinzip auf der Kühlung durch Wasser beruht im Unterschied zu einer Kühlung mit Luft. Die zweite Anforderung an die Kühlung für das Erreichen hoher Zementqualität, die Gleichmäßigkeit der Kühlung, ist bei diesem Verfahren – wie bei ähnlichen Vorgehensweisen, die mit Aufspritzen von Wasser den Zement ,löschen' – mithin nicht befriedigend erfüllt.
  • In der deutschen Offenlegungsschrift DE 1 209 040 A wird ein Verfahren zur Gewinnung eines alkalifreien Ofenaustrags beim Brennen von schwerflüchtige Alkalien enthaltenden Mineralien offenbart. Nach der dort niedergeschriebenen Lehre wird der Austrag eines Drehrohrofens durch einen von Luft durchströmten Kühler hindurchbewegt und mindestens ein Teil der erhitzten Kühlluft dem Ofen zugeführt, wobei Wasser in den, in Bewegungsrichtung des Gutes gesehen, letzten Teil des Kühlers eingebracht wird. Das Wasser wird oberhalb des Gutes eingebracht und dient somit nicht zur zusätzlichen Kühlung des Kühlguts.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren für den Betrieb eines Kühlers zum Kühlen von heißem Zementklinker mit hoher Kühlleistung vorzuschlagen, bei dem eine gleichmäßige Kühlung des heißen Zementklinkers, insbesondere im Endkühlungsbereich, erreicht wird. Ferner gehört es zur Aufgabe der Erfindung, einen zu diesem Verfahren korrespondierenden Kühler vorzuschlagen.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlers zum gleichmäßigen Kühlen von heißem Zementklinker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Kühler zum gleichmäßigen Kühlen von heißem Zementklinker mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 und in den Unteransprüchen zu Anspruch 5 angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, für die Kühlung des Zementklinkers im Endkühlungsbereich des Kühlers den Kühlluftstrom mit einem feinen Wassersprühnebel anzureichern. Hierzu ist außerhalb des Kühlerinneren im Bereich vor dem Ansaugstutzen des Ventilators mindestens ein Ultraschallvernebler oder mindestens eine Zweistoffdüse (Luft/Wasser) angeordnet. Ein gattungsgemäßer Ultraschallvernebler erzeugt typischerweise einen Nebel aus einer großen Anzahl Wassertröpfchen mit einem Tröpfchendurchmesser von bis zu 5 μm und einer engen Tröpfchengrößenverteilung. Aufgrund der geringen Tröpfchengröße wird der Wassersprühnebel zusammen mit der Umgebungsluft in den Ansaugstutzen des Ventilators angesogen und in das Innere des Kühlers eingeblasen. Zur Erzeugung des feinen Wassersprühnebels können alternativ auch gattungsgemäße Zweistoffdüsen verwendet werden, wobei für die Zerstäubung in diesem Falle Pressluft und Wasser eingesetzt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt zunächst den Vorteil, dass direkt mit kühler Umgebungsluft gearbeitet wird und bei dem einfachen Aufbau keine zusätzlichen Konstruktionen (etwa Rohre zur Abgasleitung etc.) notwendig sind. Ferner wird eine hohe Kühlleistung erreicht. Die Umgebungsluft, angereichert mit den feinen Wassertröpfchen, besitzt die Umgebungstemperatur außerhalb des Kühlers, die erheblich geringer ist als z. B. Abgastemperaturen in der Anlage. Ferner ist die Wärmekapazität des Nebels erheblich höher als die Wärmekapazität von Umgebungsluft ohne Wassertröpfchen. Am heißen Zementklinker verdampft das Wasser aus dem Wassersprühnebel und entzieht dabei dem Zementklinker die entsprechende Verdampfungswärme. Die vergrößerte Oberfläche des Wassers in Sprayform begünstigt diesen Vorgang. Wie sich in den bekannten Verfahren, die mit Wasserkühlung arbeiten, gezeigt hat, hat der Wasserkontakt am Klinker keine negativen Auswirkungen auf die Qualität des Zements.
  • Neben dieser sehr effektiven Kühlung tritt beim vorgeschlagenen Verfahren der Vorteil ein, dass hier nicht einzelne Spritzwassertropfen oder noch gröbere Berieselungen vorgenommen werden. Die Kühlung erfolgt vielmehr durch kontinuierliche Durchströmung des Zementklinkerbettes mit einem Nebel, bei dem die Luft eine hohe Konzentration von sehr kleinen Wassertröpfchen enthält. Hierdurch ist eine besonders hohe Gleichmäßigkeit der Kühlung bewirkt, die für eine gute Qualität des Zements angestrebt wird. Darüber hinaus findet im Vergleich zu einer Löschung des Zementklinkers mit großen Wassermengen aufgrund der geringen verwendeten Gesamtwassermenge und wegen der vollständigen Verdampfung der feinst verteilten und sehr kleinen Wassertröpfchen am Zementklinker keine so starke Befeuchtung des Zementklinkers statt, dass Trocknungsmaßnahmen notwendig werden oder gar mit unerwünschten Hydrationsreaktionen zu rechnen ist.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, den heißen Zementklinker im Kühler mittels eines im unteren Bereich des Kühlers angeordneten beweglichen Rosts zu transportieren. Es ist bekannt, dass die Ausgestaltung des Fördermittels als beweglicher Rost zwischen dem Einlaufbereich und dem Auslaufbereich des Kühlers eine Reihe von Vorteilen bietet. Dazu gehören neben der einfachen, zweckdienlichen und beständigen Konstruktion eines solchen Rosts die Steuerbarkeit der Transportgeschwindigkeit und die gleichmäßige Verteilung, mit der sich der Zementklinker als Schüttgut auf dem Rost anordnet. Insbesondere ist der Rost durch seine Form durchlässig für die von unten anströmende Kühlluft. Des Näheren wird damit im Endkühlungsbereich verhindert, dass der in der Kühlluft befindliche feine Wassersprühnebel bereits an einem etwaig ungeeigneten Fördermittel aufgehalten und sich unterhalb von diesem sammeln würde und somit nicht durch die Kanäle und Zwischenräume zwischen den Zementklinkerstücken nach oben strömen könnte.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, den Rekuperationsbereich und den Endkühlungsbereich im Kühler durch ein geeignetes Trennmittel weitgehend voneinander zu trennen. Beispielsweise kann zwischen den Bereichen eine Trennwand angeordnet werden, die lediglich einen Durchlass für das Schüttgutbett auf dem Fördermittel, etwa auf einem beweglichen Rost, aufweist. Damit wird im Verfahren weitgehend eine Durchmischung der Kühlluftströme der beiden Bereiche verhindert. Eine solche Durchmischung würde mit Zustrom sehr heißer Luft in den Endkühlungsbereich die Effektivität des dortigen Kühlprozesses herabsetzen. Umgekehrt würde die Temperatur der Tertiärluft im Rekuperationsbereich sinken, was nachteilig für die weitere Verwendung der Tertiärluft im Calcinator wäre. Insbesondere aber wird durch die Trennung vermieden, dass das in der Luft befindliche Wasser aus dem Endkühlungsbereich in den sehr heißen Rekuperationsbereich gelangt. Bei hohen Temperaturen im Rekuperationsbereich brächte dies eine thermischen Zersetzung (Dissoziation) von Wassermolekülen und mithin die Gefahr der Entstehung von explosivem Knallgas mit sich.
  • Im Endkühlungsbereich des Kühlers befindet sich oberhalb des Zementklinkers Kühlluft, die aufgrund von Verdampfung des Wassersprühnebels beim Abkühlen des Zementklinkers mit Wasserdampf angereichert ist. Sie hat eine im Vergleich zur Sekundär- und Tertiärluft relativ geringe Temperatur von einigen Hundert Grad Celsius (typischerweise zwischen 200°C und 350°C), so dass diese niederkalorige Kühlluft nicht mehr geeignet ist, wie die Abluft aus dem Rekuperationsbereich in den Prozess der Zementproduktion rückgeführt zu werden. Sie könnte daher als Abluft den Endkühlungsbereich bzw. Auslaufbereich des Kühlers direkt verlassen. Um jedoch auch diese Wärme zu nutzen, wird in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die mit Wasserdampf angereicherte Luft des Endkühlungsbereichs in einen gattungsgemäßen Brüdenkondensator zu leiten. Damit kann aus der mit Wasserdampf gesättigten Luft, dem Brüden, durch Kondensation Kondensationswärme freigesetzt und somit eine zumindest partielle Energierückgewinnung erreicht werden. Die Öffnung zur Rohrleitung zum Brüdenkondensator ist im oberen Bereich des Endkühlungsbereichs vorgesehen. Schritte zur Abluftreinigung können sich anschließen.
  • Korrespondierend zum erfindungsgemäßen Verfahren wird ein erfindungsgemäßer Kühler zum Kühlen von heißem Zementklinker vorgeschlagen, bei dem der mindestens eine Ventilator, der im Endkühlungsbereich angeordnet ist, kühle Umgebungsluft ansaugt, die mit einem feinen Wassersprühnebel angereichert ist. Dieser Wassersprühnebel wird außerhalb des Kühlerinneren in dem Bereich vor dem Ansaugstutzen des Ventilators von mindestens einem gattungsgemäßen Ultraschallvernebler erzeugt. Es ist bekannt, dass Ultraschallverneblungsgeräte Wasser besonders fein zerstäuben, so dass der Sprühnebel zusammen mit der kühlen Umgebungsluft von dem Ventilator angesogen und in den Endkühlungsbereich des Kühlers eingeblasen wird. Auf diese Weise kann die beschriebene, besonders gleichmäßige Kühlung des Zementklinkers im Endkühlungsbereich des Kühlers erreicht werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem korrespondierenden Kühler kann an Stelle des Ultraschallverneblers bzw. der Zweistoffdüse jede andere Vorrichtung aus der Zerstäubungstechnik verwendet werden, die im Bereich vor dem Ansaugstutzen des mindestens einen Ventilators für den Endkühlungsbereich einen ähnlich feinen Wassersprühnebel erzeugt wie ein Ultraschallvernebler bzw. eine Zweistoffdüse.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Figur näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 einen erfindungsgemäßen Kühler im schematischen Querschnitt im Ausführungsbeispiel mit einer Trennwand, einem beweglichen Rost und einem Brüdenkondensator.
  • In 1 ist schematisch der Weg des Zementklinkers 14 in einem Ausschnitt aus einer Anlage zur Herstellung von Zement dargestellt. Aus dem vorangehenden Verfahrensschritt gelangt heißer Zementklinker 14 aus einem Drehrohrofen 22 in den Kühler 1, indem der heiße Zementklinker 14 durch die Eintragsöffnung 2 nach unten in den Einlaufbereich 3 des Kühlers 1 abgeworfen wird. (Der Drehrohrofen 22 ist in Relation zum Kühler 1 verkleinert dargestellt.) Mit einem Fördermittel 13a, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein beweglicher Rost 13b, wird der heiße Zementklinker 14 (in der Abbildung von links nach rechts) durch den Kühler 1 transportiert.
  • Zunächst gelangt der heiße Zementklinker 14 in den Rekuperationsbereich 4. Das Ausführungsbeispiel zeigt für den Rekuperationsbereich 4 einen Ventilator 6, der mittels des Ansaugstutzens 16 kühle Umgebungsluft 23 ansaugt und von unten in den Kühler 1 bläst. Durch die Öffnungen des beweglichen Rosts 13b strömt die Kühlluft 8 von unten nach oben und dringt durch Zwischenräume des als Schüttgut vorliegenden Zementklinkers 14 weiter nach oben. Dabei wird der Zementklinker 14 gekühlt und die Kühlluft 8 entsprechend erwärmt. Die dem Zementklinkerbett entzogene Wärme wird zur Rekuperation im Gesamtprozess genutzt, indem die (auf typischerweise ca. 1.200°C) erwärmte Kühlluft 8 zum Teil durch die Öffnung 20 in die Tertiärluftluftleitung 11 geleitet wird. Als heiße Tertiärluft 10 strömt sie zurück in den (nicht eingezeichneten) Calcinator, der noch vor dem Drehrohrofen 22 angeordnet ist. Ein weiterer Teil der Kühlluft 8 strömt durch den Einlaufbereich 3 als Sekundärluft 9 direkt in den Drehrohrofen 22.
  • Auf dem Rost 13b wird der Zementklinker 14 nach der ersten Kühlungsphase im Rekuperationsbereich 4 in den anschließenden Endkühlungsbereich 5 transportiert. Zur Fortsetzung des Kühlungsvorganges wird nach dem vorgeschlagenen Verfahren von dem im Ausführungsbeispiel einen Ventilator 7 Kühlluft 8 in den Endkühlungsbereich 5 eingeblasen. Das erfindungswesentliche Merkmal besteht hier darin, dass für eine Optimierung des Kühlvorganges insbesondere hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Kühlung die Kühlluft 8 mit einem feinen Wassersprühnebel 17 angereichert ist. Dieser Wassersprühnebel 17 wird von einem gattungsgemäßen Ultraschallvernebler 15 erzeugt. Alternativ könnte hier eine Zweistoffdüse, die Wasser mit Pressluft zerstäubt, eingesetzt werden. Der Wassersprühnebel 17 wird vom Ultraschallvernebler 15 in den Bereich der Umgebungsluft 23 gegeben, der sich vor dem Ansaugstutzen 16 des Ventilators 7 befindet. Aufgrund der Feinheit des Wassersprühnebels 17 wird dieser zusammen mit der Umgebungsluft 23 vom Ventilator angesogen und von unten in den Endkühlungsbereich 5 eingeblasen. Das Wasser-Luft-Aerosol durchströmt von unten den Rost 13b und das darauf befindliche Schüttgut aus (typischerweise noch einige Hundert Grad warmem) Zementklinker 14. Hierbei erfolgt eine gleichmäßige Abkühlung des Zementklinkers 14, die dadurch unterstützt wird, dass Wassertröpfchen aus dem Wassersprühnebel 17 verdampfen und dem Zementklinker 14 dabei Verdampfungsenthalpie entziehen.
  • Um eine Durchmischung der Ströme von Kühlluft 8 aus dem Rekuperationsbereich 4 und dem Endkühlungsbereich 5 soweit wie möglich zu verhindern, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Trennmittel 18a zwischen Rekuperationsbereich 4 und Endkühlungsbereich 5 eine Trennwand 18b angeordnet, die beidseitig bis zum Schüttgut auf dem Rost 13b reicht. Insbesondere ist so ein Eindringen von Wasser in den heißen Rekuperationsbereich 4 unterbunden, was dort durch thermische Zersetzung des Wassers zur Entstehung von Knallgas führen könnte.
  • Der Zementklinker 14 erreicht nach der zweiten Abkühlungsphase im Endkühlungsbereich 5 den Auslaufbereich 12, wo er ausgetragen und in den weiteren Prozessverlauf der Zementherstellung gegeben wird. Die mit Wasserdampf angereicherte Kühlluft 8 oberhalb des Zementklinkers 14 im Endkühlungsbereich 5 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Öffnung 21 einem gattungsgemäßen Brüdenkondensator 19 zugeführt, der zur Energierückgewinnung mittels Freisetzen von Wärme durch Kondensation des Wasserdampfs eingesetzt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kühler
    2
    Eintragsöffnung
    3
    Einlaufbereich
    4
    Rekuperationsbereich
    5
    Endkühlungsbereich
    6
    Ventilator
    7
    Ventilator
    8
    Kühlluft
    9
    Sekundärluft
    10
    Tertiärluft
    11
    Tertiärluftleitung
    12
    Auslaufbereich
    13a
    Fördermittel
    13b
    Rost
    14
    Zementklinker
    15
    Ultraschallvernebler
    16
    Ansaugstutzen
    17
    Wassersprühnebel
    18a
    Trennmittel
    18b
    Trennwand
    19
    Brüdenkondensator
    20
    Öffnung (Tertiärluftleitung)
    21
    Öffnung (Brüdenkondensator)
    22
    Drehrohrofen
    23
    Umgebungsluft

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kühlers (1) zum gleichmäßigen Kühlen von heißem Zementklinker (14), wobei – der Kühler (1) mindestens einen Einlaufbereich (3) zur Aufnahme des heißen Zementklinkers (14), einen Rekuperationsbereich (4) zur wärmerückgewinnenden Kühlung des heißen Zementklinkers (14), einen Endkühlungsbereich (5) zur weiteren Kühlung des Zementklinkers (14), mindestens einen ersten Ventilator (6) zum Einblasen von Kühlluft (8) in den Rekuperationsbereich (4), mindestens einen zweiten Ventilator (7) zum Einblasen von Kühlluft (8) in den Endkühlungsbereich (5), eine Tertiärluftleitung (11) zum Ableiten erwärmter Kühlluft (8), einen Auslaufbereich (12) zum Sammeln und Austragen von abgekühltem Zementklinker (14) und mindestens ein luftdurchlässiges Fördermittel (13a, 13b) zum Transport des Zementklinkers (14) durch den Kühler (1) aufweist, – der heiße Zementklinker (14) in den Kühler (1) von oben durch mindestens eine Eintragsöffnung (2) in dem mindestens einen Einlaufbereich (3) abgeworfen wird, – der heiße Zementklinker (14) von dem mindestens einen Fördermittel (13a, 13b) aus dem mindestens einen Einlaufbereich (3) durch den Rekuperationsbereich (4) und den Endkühlungsbereich (5) zum Auslaufbereich (12) transportiert wird, – von dem mindestens einen ersten Ventilator (6) und dem mindestens einen zweiten Ventilator (7) Umgebungsluft (23) als Kühlluft (8) angesogen und in den Kühler (1) geblasen wird, wobei der auf dem Fördermittel (13a, 13b) befindliche Zementklinker (14) von unten nach oben von der Kühlluft (8) durchströmt wird, und – ein Teil der im Rekuperationsbereich (4) erwärmten Kühlluft (8) durch die Tertiärluftleitung (11) oberhalb des Rekuperationsbereiches (4) als Tertiärluft (10) und ein weiterer Teil der im Rekuperationsbereich (4) erwärmten Kühlluft (8) durch die Eintragsöffnung (2) als Sekundärluft (9) aus dem Kühler (1) abgeleitet wird, gekennzeichnet durch – Kühlung des Zementklinkers (14) im Endkühlungsbereich (5) durch eine mit einem feinen Wassersprühnebel (17) angereicherte Kühlluft (8), wobei die von dem mindestens einen zweiten, einen Ansaugstutzen (16) zum Ansaugen von Umgebungsluft (23) aufweisenden Ventilator (7) angesaugte Umgebungsluft (23) im Bereich des Ansaugstutzens (16) durch mindestens einen Ultraschallvernebler (15) oder mindestens eine Zweistoffdüse (Luft/Wasser) mit einem feinen Wassersprühnebel (17) angereichert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Durchmischung der Kühlluft (8) im Rekuperationsbereich (4) mit der Kühlluft (8) im Endkühlungsbereich (5) durch ein zwischen dem Rekuperationsbereich (4) und dem Endkühlungsbereich (5) vorgesehenes, außerhalb des auf dem Fördermittel (13a, 13b) befindlichen Zementklinkers (14) angeordnetes Trennmittel (18a, 18b) weitgehend unterbunden wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die im Endkühlungsbereich (5) befindliche, mit Wasserdampf angereicherte Kühlluft (8) in einen mit dem Endkühlungsbereich (5) verbundenen Brüdenkondensator (19) strömt und aus dem Kühler (1) abgeleitet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der heiße Zementklinker (14) von einem im unteren Teil des Kühlers (1) vorgesehenen, beweglichen Rost (13b) als Fördermittel (13a, 13b) vom Einlaufbereich (3) bis zum Auslaufbereich (12) transportiert wird.
  5. Kühler (1) zum gleichmäßigen Kühlen von heißem Zementklinker (14), aufweisend – mindestens eine Eintragsöffnung (2) zur Aufnahme des heißen Zementklinkers (14) in mindestens einen Einlaufbereich (3), – ein luftdurchlässiges Fördermittel (13a, 13b) zum Transport des Zementklinkers (14) vom Einlaufbereich (3) durch einen Rekuperationsbereich (4) und einen an den Rekuperationsbereich (4) grenzenden Endkühlungsbereich (5) in einen an den Endkühlungsbereich (5) anschließenden Auslaufbereich (12) zum Sammeln und Austragen von abgekühltem Zementklinker (14), – mindestens einen ersten Ventilator (6) zum Einblasen von Kühlluft (8) in den Rekuperationsbereich (4) und mindestens einen zweiten Ventilator (7) zum Einblasen von Kühlluft (8) in den Endkühlungsbereich (5), wobei jeder Ventilator (6, 7) je einen Ansaugstutzen (16) aufweist, und – eine oberhalb des Rekuperationsbereiches (4) angeordnete Öffnung (20) zur Ableitung eines Teils der erwärmten Kühlluft (8) durch eine Tertiärluftleitung (11), dadurch gekennzeichnet, dass – luftstromseitig vor dem mindestens einen zweiten Ventilator (7) zum Einblasen von Umgebungsluft (23) als Kühlluft (8) in den Endkühlungsbereich (5) mindestens ein Ultraschallvernebler (15) oder mindestens eine Zweistoffdüse (Luft/Wasser) zur Erzeugung eines feinen Wassersprühnebels (17) angeordnet ist.
  6. Kühler (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rekuperationsbereich (4) und dem Endkühlungsbereich (5) außerhalb des auf dem Fördermittel (13a, 13b) befindlichen Zementklinkers (14) ein Trennmittel (18a, 18b) zur weitgehenden Verhinderung einer Durchmischung der Kühlluft (8) im Rekuperationsbereich (4) mit der Kühlluft (8) im Endkühlungsbereich (5) angeordnet ist.
  7. Kühler (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Endkühlungsbereichs (5) eine Öffnung (21) zur Ableitung der mit Wasserdampf angereicherten Kühlluft (8) aus dem Endkühlungsbereich (5) in einen Brüdenkondensator (19) angeordnet ist.
  8. Kühler (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel (13a, 13b) zum Transport des Zementklinkers (14) durch den Kühler (1) ein beweglicher Rost (13b) ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1209040B (de) * 1964-06-19 1966-01-13 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren zur Gewinnung eines im wesentlichen alkalifreien Ofenaustrages beim Brennen von schwerfluechtige Alkalien enthaltenden Mineralien

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