DE1143142B

DE1143142B - Verfahren zur Herstellung von Zement aus OElschiefer und Zuschlagstoffen

Info

Publication number: DE1143142B
Application number: DEM44619A
Authority: DE
Inventors: Dr Guenter Friese
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1960-03-10
Filing date: 1960-03-10
Publication date: 1963-01-31
Also published as: GB917801A

Description

Verfahren zur Herstellung von Zement aus Ölschiefer und Zuschlagstoffen Es ist bekannt, bei der Zementherstellung dem Rohmehl Ölschiefer in solchen Mengen zuzusetzen, daß die anorganischen Bestandteile des Ölschiefers die Zusammensetzung des Gesamtmehles auf die gewünschten Werte bringen. Da bei der direkten Sinterung eines solchen Gemisches im Zementofen (Drehrohrofen, Sinterband) nur ein Teil der im Ölschiefer vorhandenen organischen Substanz verbrennt und damit für die Wärmeerzeugung nutzbar gemacht wird, während der Rest nutzlos abschwelt und zu Rauchbelästigungen Anlaß gibt, ist auch schon der Vorschlag bekanntgeworden, den Ölschiefer vor seinem Zusatz zum Zementrohmehl abzuschwelen. Es ist weiter bekannt, diese Schwelung so zu leiten, daß im Schwelrückstand ein Restgehalt an festem Kohlenstoff verbleibt, der bei der anschließenden Sinterung des Rohmehles als Brennstoff nutzbar gemacht wird. Weiterhin ist bekannt, Ölschiefer nach der bekannten Art der Wirbelschichttechnik bei niedrigen Temperaturen abzuschwelen.
Ein Nachteil dieser bekannten Verfahren ist der außerordentlich hohe apparative Aufwand. Um Rauchbelästigungen der Umgebung zu vermeiden, ist eine Schwelanlage notwendig, deren Kapazität groß genug sein muß, um den gesamten dem Rohmehl zuzusetzenden Ölschiefer durchsetzen zu können. Daneben sind Kondensatoren und Abstreifer für die Gewinnung der flüchtigen und gasförmigen Schwelprodukte und eine Verbrennungs- und Dampferzeugungsanlage zur Nutzbarmachung derselben notwendig.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Verbesserung dieser bekannten Verfahren, welche unter Ausschaltung der bisher notwendigen mehreren Stufen zur Abschwelung der organischen Bestandteile des Ölschiefers in einer einzigen Stufe sowohl mit Sicherheit eine Rauchbelästigung verhindert wie auch den gesamten Gehalt des Ölschiefers an organischer Substanz für die Wärmeerzeugung im Zementbrennofen einerseits und für die Dampferzeugung andererseits nutzbar macht.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, an Stelle der bisher üblichen Vorbereitung des Ölschiefers für den anschließenden Zusatz zum Zementrohmehl durch Abschwelen durch eine Teilverbrennung zu ersetzen, bei der im wesentlichen nur die verschwelbaren Bestandteile des Ölschiefers verbrannt werden und die Hauptmasse des Kohlenstoffes verkokt wird.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß es möglich ist, den Verbrennungsvorgang so zu lenken, daß nur die leichtflüchtigen Anteile der organischen Substanz verbrannt werden, während die schwerflüchtigen zu praktisch festem Kohlenstoff verkokt werden, ohne daß ein ins Gewicht fallender Anteil der organischen Substanz abschwelt. Voraussetzung dazu ist, daß die erfindungsgemäß durchzuführende Teilverbrennung der im Ölschiefer enthaltenen organischen Stoffe durch Behandlung des Ölschiefers nach dem bekannten Wirbelschichtverfahren bei tiefen Temperaturen erfolgt und die Wirbelschicht mit einem entsprechenden Unterschuß an Sauerstoff beaufschlagt wird. Dies kann z. B. durch Verwendung eines sauerstoffärmeren Wirbelgases als Luft erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es aber zweckmäßig, als Fluidisierungsgas gewöhnliche atmosphärische Luft, aber in entsprechendem Unterschuß, zu verwenden und dabei in der Wirbelschicht genügend tiefe Temperaturen einzuhalten, und zwar Temperaturen von etwa 400 bis 650° C, vorzugsweise 500 bis 600° C. Dabei gelingt es, rund zwei Drittel der im Ölschiefer enthaltenen organischen Substanz ohne Ruß- und Schwelölbildung abzubrennen und einVerbrennungsgas mit nicht mehr als 0 bis 0,5% O, zu erhalten.
Besonders günstig haben sich kurze Verweilzeiten im Ofen in der Größenordnung von einigen Minuten bis herab zu einigen Sekunden erwiesen. Diese extrem kurzen Verweilzeiten ermöglichen ungewöhnlich hohe spezifische Durchsätze der Wirbelöfen, die oberhalb von 40 toto Ölschiefer je Quadratmeter Schachtquerschnitt liegen und maximal etwa 80 toto Ölschiefer je Quadratmeter Schachtquerschnitt erreichen können. Für sehr große Durchsatzleistungen sind daher nur relativ kleine Anlagen erforderlich. Wenn der zu behandelnde Ölschiefer nicht von vornherein in der für die Fluidisierung erforderlichen Korngröße vorliegt, muß er selbstverständlich vorher zerkleinert werden. An sich sind alle Korngrößen von etwa 0 bis 10 mm verwendbar, zweckmäßig ist es aber, den ölschiefer. vorher auf eine Feinheit von 0 bis 0,5 mm vorzumahlen, weil dadurch nicht nur die Fluidisierungstechnik erleichtert, sondern auch die anschließende Feststoffreaktion im Zementbrennofen begünstigt wird.
Die bei der Teilverbrennung der leichter flüchtigen organischen Bestandteile des Ölschiefers in der Wirbelschicht frei werdende Wärme wird erfindungsgemäß zur Dampferzeugung ausgenutzt, wie es von anderen Zweigen der Wirbelschichttechnik her bekannt ist. Zweckmäßig werden als Dampferzeugerrohre ausgebildete Kühlrohre im Strahlungsraum oberhalb der Wirbelschicht und zum Teil auch in der Wirbelschicht angeordnet.
Der aus dem Teilverbrennungsofen ausgetragene Rückstand ist völlig frei von verschwelbaren Substanzen, enthält aber noch rund ein Drittel des ursprünglichen Kohlenstoffgehaltes in Form von festem Kohlenstoff. Er wird erfindungsgemäß der Zementrohmehhnischung in solcher Menge zugeschlagen, daß die gewünschte chemische Zusammensetzung, vor allem der hydraulische Modul des Mehles, eingehalten wird.
Der im Teilverbrennungsrückstand enthaltene feste Kohlenstoff kann dabei in an sich bekannter Weise zur Deckung wenigstens eines Teiles des gesamten Wärmebedarfes der Sinterung herangezogen werden. Vorzugsweise wird die Sinterung in an sich bekannter Weise auf dem Sinterband durchgeführt.

Claims

PATENTANSPRUCH. Verfahren zur Herstellung von Zement aus Ölschiefer und Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölschiefer allein einem Wirbelschichtverfahren unterworfen wird, bei welchem durch Verwendung eines Sauerstoffunterschusses im wesentlichen nur die verschwelbaren Bestandteile verbrannt werden und die Hauptmasse des Kohlenstoffes verkokt wird, anschließend der Rückstand mit den übrigen Zuschlagstoffen vermischt und zu Klinker gesintert wird, während die beim Wirbelschichtverfahren frei werdende Wärme zu Dampferzeugung benutzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 927136.