DE1571300B2

DE1571300B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Mineralien

Info

Publication number: DE1571300B2
Application number: DE1571300A
Authority: DE
Inventors: Robert Donald Brookfield Wis. Frans (V.St.A.)
Original assignee: Allis Chalmers Corp
Current assignee: Allis Chalmers Corp
Priority date: 1965-07-21
Filing date: 1966-07-21
Publication date: 1979-01-11
Also published as: BE684472A; GB1136864A; NO120086B; ES329334A1; US3313534A; NL147850B; OA02244A; SE320090B; DE1571300A1; NL6610274A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem Gut, bei dem das Gut nacheinander durch eine Vorbehandlungs-, eine Vorbrenn- und eine Fertigbrennstufe und heiße Gase aus der Fertigbrennstufe im Gegenstrom zum Gut zur Vorbehandlungsstufe geleitet werden, wobei das Gut in der Vorbrennstufe von heißen Gasen durchquert wird und zwischen Vorbrennstufe und Vorbehandlungsstufe eine Staubabscheidung stattfindet. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit wenigstens einer Vorbehandlungskammer, einer Vorbrennkammer und einer Fertigbrennkammer, durch die das Gut im Gegenstrom zu den heißen Gasen hindurchgeführt wird.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Zement-Klinkern mit niederem Alkalianteil (US-PS 31 10 751) werden die feingemahlenen Rohstoffe vermischt und zu feuchten Pellets geformt, die auf einem Wanderrost durch eine Vorbehandlungs- oder Trockenkammer und durch eine von dieser getrennte Vorbrennkammer hindurchgeleitet werden. Die vorgebrannten Pellets werden dann in einen Drehrohrofen eingeführt, in dem das endgültige Brennen der Pellets zu Zementklinkern erfolgt Die aus dem Drehrohrofen austretenden Gase werden bei diesem Verfahren durch das Gutbett in der Vorbrennkammer geleitet indem sie durch unter dem luftdurchlässigen Wanderrost befindliche Absaugkästen geleitet werden, wobei eine Abkühlung der Gase von ursprünglich etwa 980⁰C auf etwa 260⁰C erfolgt dann werden die in den Gasen enthaltenen Staubanteile in Zyklon-Abscheidern abgeschieden, die Staubanteile werden, je nach ihrer Größe, in Anteile mit hohem und niederem Alkaligehalt getrennt und die Anteile mit niederem Alkaligehalt wieder dem Rohmaterial zugeführt, während die von den Staubanteilen befreite Luft zur Trocknung dem Gut in der Vorbehandlungskammer zugeführt wird.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren (US-PS 29 25 336) zur Herstellung von Eisenerz-Pellets werden wassergebundene Roh-Pellets auf einer ähnlich wie nach der erstgenannten Patentschrift aufgebauten Anlage in einer Vorbehandlungskammer getrocknet in einer Vorbrennkammer durch Einwirkung heißer, oxidierender Gase vorgebrannt, wobei das in den Pellets enthaltene Magnetit-Material in Haematit überführt wird, und schließlich in einem Drehrohrofen fertiggebrannt Die aus dem Drehrohrofen austretenden, oxidierenden heißen Gase erhitzen in der Vorbrennkammer die dort ruhig geführten Pellets auf Temperaturen von 870 bis 980⁰C, bei denen die Umwandlung von Magnetit in Haematit erfolgt und gleichzeitig ein Kristallwachstum der Haematitkristalle ein besseres Verbacken der Pellets ergibt Mit den Gasen mitgeführter Abrieb-Staub der Pellets im Drehrohrofen wird beim Durchsaugen der Gase durch das Pelletbett in der Vorbrennkammer dazu gebracht, sich an den dort vorhandenen Pellets anzulagern und so wieder in den Drehrohrofen eingebracht.

Beide Verfahren weisen den Nachteil auf, daß die in den aus dem Drehrohrofen austretenden Gase enthaltenen Staubanteile wiederum zum größten Teil mit dem Pellet Material in den Drehrohrofen eingeführt werden, wodurch das darin enthaltene Material einen sehr hohen Anteil an feinverteiltem Staub enthält. Diese feinverteilten Staubanteile ergeben in dem Drehrohrofen die gefürchtete Ringbildung, die die Bewegung der Pellets in dem Drehrohrofen bei anwachsender Stärke der Ringe behindert. Diese Ringe müssen von Zeit zu Zeit wieder entfernt werden, um ein einwandfreies Funktionieren des Drehrohrofens wieder herzustellen. Während der zeitraubenden Entfernung der Ringbildung im Drehrohrofen muß die Anlage stillgelegt werden, wodurch sich erhebliche wirtschaftliche Nachteile ergeben.

Außerdem zeigt sich, daß bestimmte verunreinigende Bestandteile der Materialien, beispielsweise Arsenanteile in den Eisenerzen, mit den heißen Gasen in Dampfform aus dem Drehrohrofen austreten und bei der Abkühlung der Gase während des Vorbrennvorganges sich wieder auf die dort durchgeführten Pellets niederschlagen. Auf diese Weise ergibt sich eine zunehmende Anreicherung des Gutes in dem Drehrohrofen mit diesen unerwünschten Bestandteilen, was beispielsweise dazu führen kann, daß auf diese Weise hergestelltes Material nicht zur Gewinnung von Blechen dienen darf, die beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie verwendet werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, bei dem die Rückführung von Staub in die Fertigbrennstufe und die Verunreinigung des zu behandelnden Gutes mit unerwünschten Mineralbestandteilen der beschriebenen Art so gering wie möglich gehalten werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei einem derartigen Wärmebehandlungsverfahren ein Teil der heißen Gase in der Vorbrennstufe oberhalb des Gutes abgezweigt und erst dann der Vorbehandlungsstufe wieder zugeführt wird, wenn durch Vermischen mit Luft zur Ausfällung unerwünschter Mineralbestandteile und Entstäubung eine Reinigung dieses Gasanteiis erfolgt ist.

Es hat sich gezeigt, daß der oberhalb des Gutes abgezweigte Teilstrom überraschenderweise den weitaus überwiegenden Anteil von Staub und unerwünschten Mineralbestandteilen enthält, so daß die durch das Gut in der Vbrbrerihkammer hindurchtretenden Gasanteile kaum mehr einen nachteiligen Einfluß auf das Gut ausüben können. Die in dem Abzweig-Gasstrom enthaltenen unerwünschten Mineral- und Staubanteile werden durch Abkühlung ausgefällt und abgeschieden. Der das Gutbett durchtretende Gasstrom ist damit von den unerwünschten Staub- und Mineralanteilen befreit.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn durch Vermischung mit Luft von verhältnismäßig niederer Temperatur die Temperatur auf unter 65'0⁰C gesenkt wird, was vorteilhafterweise durch Vermischung mit Luft von Umgebungstemperatur erfolgt.

Wird das Verfahren so durchgeführt, daß die Mischung aus heißen Gasen und Luft vor der Zufuhr zur Vorbehandlungsstufe mit den Gasen vermischt wird, die durch das Material in der Vorbrennzone hindurchgeleitet wurden, so ergibt sich eine besonders wirkungsvolle Steuerung des therrnodynamischen Ablaufs des gesamten Trocknungs- und Brennvorgahgs.

Die aus der Vorbrennstufe austretenden heißen Gase dienen, wie bereits beschrieben, zur Trocknung der auf dem Wanderrost aufliegenden, meist wassergebundenen Pellets aus Erz bzw. aus den Ausgangsmaterialien. Je nach der Zusammensetzung dieser Pellets muß die Trocknung entweder sehr behutsam bei niederen Temperaturen, oder sie kann rascher bei höheren Temperaturen erfolgen. Maßgebend dafür ist das Zusammenhalten der Pellets bei Trocknung. Damit die Temperatur und die die Feuchtigkeit abführende Luftmenge einfach einzustellen sind, ist die Vermischung des gereinigten Gas-Luft-Gemisches mit den Gasen, die durch das Material in der Vorbrennzone hindurchgeleitet wurden, vor dem Eintreten in die Vorbehandlungszone besonders vorteilhaft.

Als für diese Zwecke besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Temperatur der Gase auf unter 455° C gesenkt wird.
Weiter hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Anteil der aus der Vorbrennstufe abgezweigten Gase zwischen 5 und 50% beträgt.

Die für das Verfahren zu verwendende Vorrichtung wird vorteilhafterweise so ausgeführt, daß oberhalb des Gutes innerhalb der Vorbrennkammer eine Leitung abzweigt und über ein Gebläse zur Vorbehandlungskammer führt und daß an den vor dem Gebläse liegenden Teil der Leitung eine Luftzuführleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise kann die Absaugung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oberhalb des Gutbettes abzuzweigenden Gase besonders einfach durchgeführt werden, da die Wirkung nur eines Gebläses zum Abführen des Gas-Teilstromes und zur Vermischung des abgeführten Gases dient.

Vorteilhafterweise wird die Vorrichtung so ausgeführt, daß eine weitere Leitung unten an der Vorbrennkammer abzweigt, zu der ersten Leitung führt und vor dem Gebläse in diese einmündet. Zur Reinigung des abgezweigten Gasstromes ist es vorteilhaft, wenn ein Abscheider stromabwärts von der Einmündung der Luftzuführleitung angeordnet ist. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn auch die weitere Leitung vor dem Abscheider in die erste Leitung einmündet.

Zur Regelung der Mischungsvorgänge erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein einstellbarer Schieber in der Leitung angeordnet ist und die Luftzuführleitung an die Leitung zwischen dem Schieber und dem Abscheider angeschlossen ist.

Die Vorrichtung ist für die besprochene vorteilhafte Regelung der therrnodynamischen Verhältnisse in der Vorbehandlungskammer besonders gut geeignet, wenn eine zweite einstellbare Luftzuführleitung in die erste Leitung zwischen dem Abscheider und dem Gebläse einmündet, da auf diese Weise die Einstellung der Temperatur des der Vorbehandlungsstufe wieder

zugeführten Gases besonders sicher und einfach gestaltet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise eingehend anhand der Zeichnung beschrieben, in'der die Figur eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

ho Vorrichtung zeigt. '„''"'.' ^:

In der dargestellten Vorrichtung wird das der Behandlung in der Vorrichtung zuzuführende Rohmaterial durch eine Pelletierungseiririchtung, beispielsweise eine Luppeneinrichtung B, vorbereitet Eine Zuführein-

hj richtung F lagert das vorbereitete Rohmaterial auf einem gasdurchlässigen Wanderrost 1 ab. Ein Gehäuse 2 ist so angeordnet, daß es einen Raum über dem Wanderrost 1 umschließt Vom Dach des Gehäuses 2

erstreckt sich bis zu einem vorbestimmten Abstand über dem Wanderrost 1 eine Prall- oder Trennwand 3 und unterteilt den von dem Gehäuse 2 umschlossenen Raum in eine Vorbehandlungskammer 4 und eine Vorbrennkammer 5. Eine zusätzliche Wärmequelle 6 ist vorgesehen, damit eine Flamme (oder Hitze von einer nicht dargestellten zusätzlichen Brennkammer) in die Vorbrennkammer 5 zu leiten ist. Das Rohmaterial auf dem Wanderrost 1 wird durch die Vorbehandlungskammer 4 und darauffolgend durch die Vorbrennkammer 5 hindurchgefördert und dann über eine Rutsche 7 in einen Drehofen 8 geleitet.

Der Drehofen 8 ist von der Rutsche 7 ab nach unten in Richtung zu einer abschließenden Haube 9 geneigt, die das Entladeende des Drehofens 8 umschließt und einen Durchgang 10 von dem Drehofen 8 zur Abkühleinrichtung 11 bildet. Die Abwärtsneigung des Drehofens 8 bewirkt, daß das von der Rutsche 7 kommende Manterial sich durch den Drehofen 8 hindurchbewegt, dann zur Haube 9 und durch den Durchgang 10 zu der Abkühleinrichtung 11 gelangt.

Die Abkühleinrichtung 11 ist mit zwei Gebläsen 12 und 13 versehen, welche Luft nach oben durch die Windkästen 14 und 15 und dann durch das auf einem luftdurchlässigen Rost 16 lagernde Material hindurchblasen. Eine Prallplatte 17 kann vorgesehen sein, damit sich eine Vorkühlkammer 18 und eine Endkühlkammer 19 über dem Rost 16 bilden. Wie durch die Pfeile angedeutet, wird die von dem Gebläse 13 zugeführte kalte Luft nach oben durch den Windkasten 15, den Rost 16 und die Endkühlkammer 19 geblasen und durch einen Abzug 20 an die Außenluft abgeführt. Die von dem Gebläse 12 zugeführte kalte Luft wird durch den Windkasten 14, den Rost 16, die Vorkühlkammer 18 und den Durchgang 10 in die den Ofen umschließende Haube 9 geblasen.

In der Haube 9 ist ein Brenner 21 angebracht, der sich in die Haube in Richtung des Ofens erstreckt, um dort durch Verbrennung von Brennstoff Wärme zuzuführen, so daß die Temperatur der in den Drehofen 8 strömenden Gase auf den erforderlichen hohen Wert gebracht wird, der zur Endwärmebehandlung des in dem Drehofen 8 eingebrachten Materials nötig ist. In Anlagen, die Eisenerz-Pellets, Zement oder Kalk erzeugen, werden die in den Drehofen einströmenden Gase auf mehr als 1100° C erhitzt.

Das von dem Gasauslaßende des Drehofens 8 nach oben an der Rutsche 7 vorbei in die Vorbrennkammer 5 strömende Gas weist eine Temperatur von etwa 870 bis 1150° C auf, je nach der Art des Materials und der vorgenommenen Behandlung.

Im folgenden wird die weitere Förderung des Gases zur Verbindung der Vorbrennkammer 5 mit der Vorbehandlungskammer 4 beschrieben. Es ist eine erste Leitungseinrichtung vorgesehen, die Windkästen 22 aufweist, die im Bereich der Vorbrennkammer 5 unterhalb des Wanderrostes 1 angeordnet sind. Jeder Windkasten 22 ist mittels eines Leitungssystems 23 an einen oder an mehrere Zyklon-Abscheider 24 zur Staubabscheidung und -Sammlung angeschlossen. Es ist m> nur ein derartiger Abscheider dargestellt.

In dem Gehäuse 2 ist im Bereich der Vorbrennkammer 5 eine Abzugsöffnung 25 oberhalb des Wanderrostes 1 angeordnet. Eine Bypass-Leitung 26 erstreckt sich von der Abzugsöffnung 25 und führt an dem Material in r.. der Vorbrennkammer 5 vorbei in das Leitungssystem 23, in das es an der Stelle 27 in Stromrichtung vor dem Zyklon-Abscheider 24 einmündet In der Bypass-Leitung 26 ist ein Windschieber 28 angeordnet, damit der Durchstrom des durch die Abzugsöffnung 25 aus der Kammer 5 abgeleiteten Gases gesteuert werden kann. In einer Kaltluft-Einlaßleitung 30 ist ebenfalls ein Windschieber 29 vorgesehen, damit der Durchstrom der kalten Luft geregelt werden kann, die in die Bypass-Leitung 26 an der Stelle 31 eintritt.

Der Zyklon-Abscheider 24 zum Abscheiden des Staubes ist mit einer Feststoff-Entladungsöffnung an der Stelle 32 und einer Gasaustrittsöffnung 33 versehen. Eine Leitung 34 ist an die Gasaustrittsöffnung 33 des Zyklon-Abscheiders 24 angeschlossen, damit relativ staubfreies Gas dem Einlaß 35a eines Gebläses 35 zugeführt wird. Ein dritter Windschieber 36 ist in einer zweiten Kaltluft-Einlaßleitung 37 vorgesehen, damit Kaltluft in die Leitung 34 an einer Stelle 38 zugeführt wird, die zwischen dem Zyklon-Abscheider 24, von diesem stromabwärts gelegen, und dem Gebläse 35 zugeführt werden kann.

Das Leitungssystem, das Gas von dem Gebläse 35 wegführt, ist, je nach dem zu behandelnden Material und seinem Zustand beträchtlichen Änderungen unterworfen. In der in der Zeichnung dargestellten Ausführung führt das Gebläse 35 Gas von einem Auslaß 356 zu einer zweiten Leitungseinrichtung 39, die das Gas der Vorbehandlungskammer 4 so zuführt, daß es oberhalb des Wanderrostes 1 eintritt. Unterhalb des Wanderrostes 1 ist im Bereich der Kammer 4 ein Windkasten 40 angeordnet. Über eine Leitung 41 ist der Windkasten 40 an den Einlaß eines weiteren Gebläses 42 angeschlossen. Das Gebläse 42 führt das von dem Windkasten 40 aufgenommene Gas durch eine Leitung 43 einem Abzug 44 zu.

Eine Abwandlung der Einrichtung stromabwärts vom Gebläse 35 kann eingeführt werden, um das Gas in die Kammer 4 unterhalb des Wanderrostes 1 einzuleiten; es können auch der Windkasten 40 und die Kammer 4 weiter unterteilt sein und Leitungen vorgesehen sein, um durch eine Teilkammer das Gas unterhalb des Rostes nach oben zu leiten und in einer weiteren Teilkammer das Gas wieder nach unten durchtreten zu lassen; es kann aber auch durch Unterteilung der Kammer 4 und des Windkastens 40 das von dem Gebläse 35 austretende Gas in zwei Ströme aufgeteilt werden, die jeweils in den Teilkammern von unten nach oben bzw. von oben nach unten strömen. Falls die Kammer 4 und der Windkasten 40 unterteilt sind, kann die der Trennwand 3 benachbarte Teilkammer mittels einer Teilgasumgehungsleitung mit der anderen, von der Trennwand 3 entfernt liegenden Teilkammer verbunden sein. Ein derartiges, nicht dargestelltes Umgehungssystem kann so ausgelegt werden, wie es bei dem Umgehungsleitungssystem von der Abzugsöffnung 25 bis zur Leitung 39 beschrieben ist

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Anordnung und Regelung des Gasstromes von den Windkästen 22 und der Abzugsöffnung 25 bis zum Gebläse 35 eine beträchtliche Anpassungsfähigkeit besitzt, die unterschiedliche Strömungsverhältnisse vor dem Gebläse 35 schaffen kann, so daß die Erfordernisse für eine große Vielzahl von Materialien und Behandlungsarten erfüllt werden können.

Beispielsweise wird im folgenden der Betrieb der bisher beschriebenen Vorrichtung bei wärmehärtenden Pellets aus Magnetit beschrieben. Dabei findet in der Vorbrennstufe eine exotherme Reaktion statt, die das Magnetit in Haematit umwandelt

Die Magneteisenerz enthaltenden Pellets werden in

der Luppeneiririchtung B .geformt und durch die Zuführeinrichtung F auf den Wanderrost 1 aufgebracht, von wo sie durch die Kammern 4 und 5 geführt werden. Der Wärmeübergang von dem Gas auf die Pellets in der Kammer 4 muß sorgfältig so. gesteuert werden, daß die Pellets richtig vorbehandelt sind, bevor sie in die Vorbrennkammer 5 eintreten; d.h..in der Kammer 4 werden die Pellets dadurch getrocknet, daß sie durch das Gas mit einer Temperatur von 400° C von ihrer ursprünglichen Temperatur, von etwa 20°C auf eine Durchschnittstemperatur von etwa 230° C gebracht werden. Die Pellets dürfen dabei jedoch nicht zu schnell erhitzt werden und die Temperatur darf nicht zu sehr erhöht werden, damit ein Zerplatzen der Pellets und eine Bildung von Staub vermieden wird und damit auch die vorzeitige Einleitung der exothermen Reaktion vermieden wird, die erst in der Vorbrennkammer 5 stattfinden soll.

Die getrockneten Pellets werden mit einer Temperatur von etwa 230⁰C in die Vorbrennkammer 5 eingeführt, wo sie Gas mit einer Temperatur von über 980°C ausgesetzt werden. Die Pellets werden dadurch auf eine Durchschnittstemperatur von 870°C und mehr erhitzt. Während dieser Vorbrennbehandlung wird das Magnetit exotherm in Haematit überführt.

Nach dieser Vorbrennbehandlung der Pellets wird das PeUet-Bett auf dem Wanderrost 1 auseinandergerissen und die Pellets werden in dem Drehofen 8 umgewälzt und auf eine Temperatur yon 1320⁰C gebracht. Während dieser Endwärmebehandlung in dem Drehofen wird ein gewisser Anteil Staub erzeugt und unerwünschte, möglicherweise vorhandene Mineralbestaridteile, wie z. B. Arsen, werden verdampft. Die heißen Pellets treten aus dem Drehofen 8 aus und fallen durch den Durchgang 10 auf den Rost 16 der Abkühleinrichtung 11 Nachdem die Pellets durch die Vorkühl- und die Endkühlkämmern 18 bzw. 19 der Abkühleinrichtung 11 hindurchgeführt wurden, sind sie zur weiteren Behandlung bzw. zur Lagerung ausreichend abgekühlt.

Die Luft aus der Vorkühlkammer 18, welche bei dem Durchströmen der Pellets auf dem Rost 16 auf etwa 815°C erwärmt wurde, wird dann durch den Durchgang 10 nach oben in den Drehofen 8 eingeleitet. Die Flamme und die heißen Gase des Brenners 21 vermischen sich mit der Luft aus der Abkühleinrichtung 11 und schaffen in dem Drehofen 8 eine Atmosphäre, die eine Temperatur von über 1320⁰C aufweist. Diese Gase mit hoher Temperatur bewegen sich in einer entgegengesetzt zum Pelletstrom durch den Drehofen 8 gerichteten Richtung und nehmen den Staub und die flüchtigen Bestandteile aus dem Drehofen in die Vorbrennkammer 5 mit, wobei sie eine Temperatur von mehr als 980⁰C behalten.

Der Windschieber 28 ist so eingestellt, daß das Gebläse 35 etwa ein Drittel des Gases durch die Abzugsöffnung 25 in die Bypass-Leitung 26 saugt und daß zwei Drittel des Gases nach unten durch die auf dem Wanderrost 1 lagernden Pellets in die Windkästen 22 und das Leitungssystem 23 eintritt.

Der Anteil des Gases, der durch die Abzugsöffnung 25 in die Bypass-Leitung 26 gesaugt wird, führt den größten Teil des Staubes und der unerwünschten Materialien, beispielsweise Arsen und seine Verbindungen, ab. Das Arsen und die Arsenverbindungen kondensieren wieder, bilden auf diese Weise zusätzliche Feststoffanteile oder verbinden sich in Gasform chemisch mit dem Staub, oder sie haften an den Oberflächen der Staubteilchen an, oder es kann eine Kombination dieser Möglichkeiten auftreten. Die exakten Mechanismen sind nicht bekannt, es sind jedoch zwei Merkmale unübersehbar. Das eine unübersehbare Merkmal besteht darin, daß der größte Teil des Arsens durch die Abzugsöffnung 25 abgezogen und nach Abkühlung in der beschriebenen Weise aus dem System durch den Feststoff-Ablaß 32 an dem Zyklon-Abscheider 24 entleert wird. Das zweite unübersehbare

ι ο M erkmal besteht darin, daß die kleine Menge Arsen, die nicht durch die Abzugsöffnung 25 abgezogen wird, in dem Gas verbleibt, welches durch das Material auf dem Wanderrost 1 in der Kammer 5 hindurchströmt. Andere unerwünschte Mineralbestandteile, die in dem Drehofen verflüchtigt werden, werden gleicherweise aus dem System eliminiert, darunter befindet sich Alkali aus Portland-Zement und Schwefel aus Kalk (wenn Kalkstein gebrannt wird, um Kalk zu erzeugen, kann aus dem verbrennenden Brennstoff Schwefel in dem Kalk aufgenommen werden). Die Gase, die Dämpfe und der Staub, welche durch die Abzugsöffnung 25 abgezogen wurden, bewegen sich durch die Bypass-Leitung 26 zu der mit 31 bezeichneten Stelle. An dieser Stelle 3t führt die Kaltluft-Einlaßleitung 30 Luft mit etwa 20⁰C in die Bypass-Leitung 26 ein. Ein Windschieber 29 steuert den Kaltluftstrom in der Leitung 26, so daß die Temperatur der Bypass-Gase von über 98O⁰C oberhalb der Stelle 31 auf weniger als 650" C, vorzugsweise auf weniger als 595° C unterhalb der Stelle 31 abgesenkt wird. Dieses nun auf unter 650⁰C abgekühlte Gas in der Bypass-Leitung 26 strömt dann zur Stelle 27, wo es wiederum mit den in dem Leitungssystem 23 fließenden Gasen gemischt wird. Das Gas in der Leitung 23 ist ein Gasgemisch, das aus den Windkästen 22 mit Temperaturen im Bereich von etwa 290⁰C (aus dem Windkasten in der Nähe der Trennwand 3) bis etwa 650⁰C (aus dem Windkasten in der Nähe des Drehofens 8) austritt. Diese Gase mischen sich in der Leitung 23, so daß sie eine Durchschnittstemperatur von etwa 400⁰C erreichen.

Durch das Zuströmen von kühlerer Luft durch verschiedene, nicht dargestellte mechanische Abdichtungen zwischen dem Wanderrost 1 und dem Gehäuse 2 werden die Gase in der Leitung 23 auf etwa 370⁰C weiter abgekühlt. Deshalb mischen sich an der Stelle 27 Gas aus dem Leitungssystem 23 mit einer Temperatur von etwa 370⁰C und Gas und der Bypass-Leitung 26 mit einer Temperatur von weniger als 650⁰C, wodurch ein Gas mit einer Temperatur von etwa 430⁰C geschaffen wird, welches dann in den Zyklon-Abscheider 24 strömt, wo es von Staub befreit wird.

Der Zyklon-Abscheider 24 scheidet die Staubteilchen, z. B. die Arsen-Verbindungen, aus dem Gasstrom aus und entleert diese Materialien durch den Feststoff-Ablaß 32. Dem abgelassenen Material kann beispielsweise durch Auslaugen das Arsen entzogen werden, und der reine Eisenerz-Staub kann wieder dem System zusammen mit anderen Zuführungsstoffen zugeführt werden, die auf der Eingangsseite des Wanderrostes 1 aufgebracht werden.

Das Gas mit einer Temperatur von etwa 430⁰C tritt durch die Gasaustrittsöffnung 33 aus dem Zyklon-Abscheider 24 aus und kann nun mit zusätzlicher Kühlluft gemischt werden, die bei 38 zugeführt wird und kann durch die Leitung 34 zum Einlaß des Gebläses 35 mit einer Temperatur von etwa 400⁰C zugeleitet werden. Das Gas strömt aus dem Gebläse 35 durch die Leitung 39, die Kammer 4 und das Material auf dem Wanderrost 1 in den Windkasten 40. Dieser Gasstrom erhitzt das

809 582/7

Material auf dem Wanderrost 1 in der Kammer 4 von etwa 20° C auf eine Durchschnittstemperatur von etwa 230° C und kühlt das Gas von etwa 400° C auf etwa 9O⁰C

ab· ,' ' ..".'.' ... . .
Bei der beschriebenen Betriebsweise werden die

Wärmemengeriabgaben des Brenners 21 und die heißen Gase von der Äbkühleiririchtung 11 so gesteuert, daß die Pellets in dem Drehrohrofen 8 auf etwa 1320° C erhitzt werden und an dem obengelegenen Ende des Drehofens das aus dem Drehofen austretende Gas mit einer solchen Geschwindigkeit austritt, daß etwa 1 Gewichtsteil Gas mit ca. 1000° C pro Gewichtsteil Feststoffe austritt. Der Windschieber 28 ist so eingestellt, daß das Gebläse 35 aus der Kammer 5 etwa 0,33 Gewichtsteile Gas mit einer Temperatur von etwa 100O⁰C pro Gewichtsteil Feststoff aus der Kammer 5 absaugt. Demzufolge werden 0,67 Gewichtsteile Gas mit einer Temperatur von etwa 1000° C pro Gewichtsteil Feststoffe in der Kammer 5 durch das Materialbett in der Kammer 5 hindurchgesaugt. Der Windschieber 29 ist so eingestellt (und falls vorhanden, kann ein Windschieber 36 so eingestellt sein), daß der von Feststoffen und unerwünschten Mineralbestandteilen befreite und der Kammer 4 zugeleitete Gasstrom 1,6 Gewichtsteile Gas mit einer Temperatur von 400⁰C pro Gewichtsteii Feststoffe in der Kammer 4 beträgt. Die Gewichtsmenge Feststoffe, die durch die Kammern 4 und 5 und die durch den Drehrohrofen 8 hindurchtritt, ist nicht notwendigerweise gleich. Der Grund liegt darin, daß ein gewisser Anteil der Feststoffe dem System durch den Zyklon-Abscheider 24 entzogen wird. Aus der vorstehenden Beschreibung der Vorrichtung und des Verfahrens ist zu ersehen, daß erfindungsgemäß eine Einrichtung zur Steuerung einer jeden Stufe des Verfahrens geschaffen wurde, die die richtige Temperatur und Gasmenge für jede Stufe ergibt. Weiterhin sind Einrichtungen vorgesehen, um dem System Staub zu entziehen, damit die Ringbildung in dem Drehrohrofen 8 verhindert wird, und es sind Einrichtungen geschaffen, um unerwünschte Mineralbestandteile aus dem Material zu entfernen, die während der bei hoher Temperatur erfolgenden Umwälzung des Materials in dem Drehofen 8 verflüchtigt werden.

Bei einer Betriebsart zur Behandlung von Haemätit-Eisenerz wird der zusätzliche Wärmeeinlaß 6 vorteilhafterweise dazu benutzt, den Gasen in der Vorbrennkammer 5 zusätzliche Wärme zuzuführen. Bei der Behandlung von Haematit kann der durch die Abzugsöffnung 25 abgezogene Gasanteil im Bereich von nur 5 bis 10% liegen. Im allgemeinen wird das System mit einer Bypass-Gasmenge im Bereich von etwa 5 bis 50% betrieben, wobei der bevorzugte Bereich 5 bis 35% beträgt.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung besteht in dem zusätzlichen Abzug 45, der durch eine Kappe 46 verschlossen werden kann. An der Kappe 46 ist eine Vorrichtung 47 zum Anheben angebracht, die die Kappe in die in gestrichelten Linien gezeigte Stellung anhebt und damit den Abzug 45 öffnet. Wenn die dargestellte Anlage in Betrieb genommen wird und noch relativ kühl ist, wird der Drehofen 8 durch die Flamme des Brenners 21 erhitzt, damit er auf die Betriebstemperatur gebracht wird, bevor der Materialstrom beginnt. Während dieser Anwärmeperiode und auch zu anderen Zeiten; wenn es aus Steuerungsgründen erforderlich ist, kann der zusätzliche Abzug 45 für Gase geöffnet werden, die aus dem Drehofen direkt zur Atmosphäre austreten können.

Weitere vorteilhafte Merkmale der dargestellten Vorrichtung sind die einstellbaren Windschieber 48 und 49 an den Einlassen der Gebläse 35 bzw. 42. Diese Windschieber ergeben eine Steuerung der Gasstrommenge durch das gesamte Leitungssystem in Abstromrichtung von dem Drehofen 8 und der Vorbrennkammer 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem Gut, bei dem das Gut nacheinander durch eine Vorbehandlungs-, eine Vorbrenn- und eine Fertigbrennstufe und heiße Gase aus der Fertigbrennstufe im Gegenstrom zum Gut zur Vorbehandlungsstufe geleitet werden, wobei das Gufiifi^der; _;, Vorbrennstufe von heißen Gasen durchquert jyii;d ZJ: und zwischen Vorbrennstufe und Vorbehandlungs- ι ο stufe eine Staubabscheidung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der heißen Gase in der Vorbrennstufe oberhalb des Gutes abgezweigt und erst dann der Vorbehandlungsstufe zugeführt wird, wenn durch Vermischung mit Luft is zur Ausfällung unerwünschter Mineralbestandteile und Entstaubung eine Reinigung dieses Gasanteils erfolgt ist,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vermischung mit Luft von verhältnismäßig niedriger Temperatur die Temperatur auf unter 650° C gesenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung mit Luft von Umgebungstemperatur erfolgt,

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus heißen Gasen und Luft vor der Zufuhr zur Vorbehandlungsstufe mit den Gasen vermischt wird, die durch das Material in der Vorbrennzone hindurchgeleitet wurden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Gase auf unter 455°C gesenkt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der aus der Vorbrennstufe abgezweigten Gase zwischen 5 und 50% beträgt

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit wenigstens einer Vorbehandlungskammer, einer Vorbrennkammer und einer Fertigbrennkammer, durch die das Gut im Gegenstrom zu den heißen Gasen hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Gutes innerhalb der Vorbrennkammer (5) eine Leitung (26, 34, 39) abzweigt und über ein Gebläse (35) zur Vorbehandlungskammer (4) führt und daß an den vor dem Gebläse liegenden Teil (26) der Leitung eine Luftzuführleitung (30) angeschlossen ist. so

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Leitung (23) unten an der Vorbrennkammer (5) abzweigt, zu der ersten Leitung (26,34,39) führt und vor dem Gebläse (35) in diese einmündet

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Leitung (26,34,39) ein Abscheider (24) stromabwärts von der Einmündung der Luftzuführleitung (30) angeordnet ist

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, «' dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Leitung (23) vor dem Abscheider (24) in die erste Leitung (26, 34,39) einmündet

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Schieber (28) "~> in der Leitung (26) angeordnet ist und daß die Luftzuführleitung (30) an die Leitung (26) zwischen dem Schieber (28) und dem Abscheider (24) angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, einstellbare Luftzuführleitung (37) in die erste Leitung (34) zwischen dem Abscheider (24) und dem Gebläse (35) einmündet.