DE1646647B2

DE1646647B2 - Verfahren zur Herstellung von Zement nach den Gips-Schwefelsäure-Verfahren in einem Drehofen

Info

Publication number: DE1646647B2
Application number: DE19671646647
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. 5000 Koeln Aichinger
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1967-09-01
Filing date: 1967-09-01
Publication date: 1975-03-20
Also published as: DE1646647A1; DE1646647C3

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Zement nach dem Gips-Schwefelsaureverfahren in einem Drehofen, dem mindestens ein zweistufiger, von Ofenabgasen durchstromter Vorwarmer fur das Aufgabegut vorgeschaltet ist, wobei in die — in Stromungsnchtung der Gase gesehen — erste Stufe des Vorwärmers eine Rohmatenalmischung eingeführt wird, die den fur die Reaktion erforderlichen Kohlenstoff enthalt und in die — in Stromungsnchtung der Gase gesehen — letzte Stufe kalziumsulfathaltiges Gut eingeführt wird, nach Patent 15 71 618

Bei dem Verfahren nach dem genannten Patent wird von einem Rohmaterialangebot ausgegangen, bei dem das fur den Prozeß erforderliche Kalziumsulfat zu einem Teil aus Gipsanhydrit und zum anderen Teil aus kristallwasserhaltigem oder feuchtem Gips besteht

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht dann, das bekannte Verfahren auch fur Falle auszugestalten, bei denen das Rohmatenalangebot Gips anhydrit in unzureichender Menge oder gar nicht enthalt sondern vorzugsweise oder ausschließlich Gips stein und/oder Abfallgips Weiter sollen Vorrichtungen geschaffen werden, mit denen das neue Verfahren wirtschaftlich durchgeführt werden kann

Unter den genannten Bedingungen ist es wichtig, den Zustand der Abgase, die vor der Weiterverarbeitung auf Schwefelsaure in einem Elektrofilter entstaubt wer den, so zu beherrschen daß einerseits der optimale Abscheidungsgrad erreicht wird ohne daß es bereits im

Filter zu Kondensationserscheingungen kommt, und andererseits die Gastemperatur in festgesetzten Grenzen gehalten wird Fener muß gewährleistet sein, daß die Schwefelsaurekonzentration in den Abgasen möglichst groß ist

Die Losung der Aufgabe sieht vor, daß ein Teil der aus Gipsstein, Gipsdihydrat oder Abfallgips bestehenden Gesamtmenge des Kalziumsulfdts der letzten Vorwarmerstufe und der andere Teile vorgetrocknet oder vorgebrannt der ersten Vorwarmerstufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zugeführt wird Dabei ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der ersten Vorwarmerstufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zusatzlich Korrekturmatenahen, welche zusammen mit der Rohstoffmischung eine Zementrohmischung ergeben, zugeführt werden und daß das der ersten Vorwarmerstufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zugefuhrte Gut oder ein Teil dieses Gutes zuvor in einer mittels einer Feuerung beheizten Mühle gemahlen, getrocknet und der Gipsanteil /um Halbhydrat vorgebrannt und heiß in den Vorwarmer aufgegeben wird

Vorzugsweise soll bei diesem Verfahren die Temperatur des vorgebrannten Gutes etwa 160 bis 180⁰C und die Temperatur der Muhlenabgase etwa 170 bis 200⁰C betragen Das wird im Rahmen der Aufgabenlosung ζ B dadurch erreicht, daß der der letzten Vorwarmerstufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zu geführte Gips in einer zweiten gleichfalls beheizten Mühle gemahlen und getrocknet wird, wobei die Feue rung vorteilhaft in Abhängigkeit von der Gastemperatur am Ausgang der letzten Stufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers gesteuert oder geregelt wird Sofern das Kalziumsulfat überwiegend oder aus schließlich aus feinkornigem, feuchtem Gipshydrat, ζ Β Gipsschlamm, besteht, ist es als warmeokonomisch vorteilhafte Ausgestaltung vorgesehen, daß diese Komponente einem mit seiner eigenen Feuerung beheizten Fallschachtvorwarmer aufgegeben, dort getrocknet und zu Halbhydrat vorgebrannt und dann heiß in den dem Drehofen zugeordneten Vorwarmer aufgegeben wird Ein dafür besonders vorteilhafter Fallschachtvorwarmer ist zweistufig, so daß es möglich ist, einen Teil des Vorwarmgutes dem Fallschachtvorwarmer bereits nach Durchlauf durch eine Stufe als vorgetrocknetes Kalziumsulfat zu entnehmen und anschließend in die letzte Stufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers aufzugeben Da bei dem beschriebenen Verfahren eine Beurteilung des Fertigungsproduktes aus einer Analyse derjenigen Rohmischung möglich ist, die der dem Drehofen nachstgelegenen ersten Vorwarmerstufe zugeführt wird, können mit Vorteil, besonders im Interesse einer Automatisierung, die Dosierungsvorrichtungen fur die Komponenten der Rohmischung nach dem Ergebnis von Analysen der der ersten Vorwar merstufe zugefuhrten Rohmischung gesteuert oder geregelt werden, wobei an sich bekannte Regel-, Steuer- und Analysegerate Anwendung finden Bei einer mehr manuellen Überwachung des Prozesses wird vorteilhaft besonders die Menge, aber auch die Zusammensetzung des Aufgabegutes in Abhängigkeit von der Temperatur der Drehofenabgase gesteuert oder geregelt

Bei einer Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens unter Verwendung grobkörnigen Gipssteines ist erfindungsgemaß eine der dem Drehofen nachstliegenden ersten Vorwarmerstufe zugeordnete Mühle mit eigener Heizung vorgesehen So wird dem Prozeß die in der Warmebilanz fehlende Wärmemenge zugeführt, ohne die SCh-Konzentration in den Drehofenabgasen zu verdünnen, wie es bei einer mit der Drehofengasfuhrung kombinierten Zusatzheizung der Fall ware Eine besonders gute Ausnutzung der Wärmemenge der S Muhlenheizung wird mit einer Vorrichtung erzielt, bei der eine der letzten dem Drehofen zugeordneten Vorwarmerstufe zugeordnete zweite Mühle vorgesehen ist, die mit den Abgasen der ersten Mühle beheizt wird Bei einer anderen erfindungsgemaßen Vorrichtung zur ίο Verarbeitung von Gipsschlamm und feinkornigem Gips tritt an die Stelle der Mühlen ein vorteilhaft zweistufiger Vorwarmer mit eigener Feuerung, der vorzugsweise als Fallschachtvorwarmer ausgebildet wird und dessen, in Matenalflußnchtung gesehen, erste Stufe über Materialfordermittel mit seiner zweiten Stufe und über weitere Fordermittel mit der letzten Stufe und dessen zweite Stufe über Fördermittel mit der ersten Stufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers verbunden ist, wobei die Abgase der zweiten Stufe des FaII-schachtvorwarmers über eine Rohrleitung zur weiteren Aufheizung über die Feuerung und daran anschließend über eine Rohrleitung der ersten Stufe des Fallschachtvorwarmers zugeführt werden, wo sie durch Wärmeabgabe an das kühle und feuchte Aufgabegut sehr wirtschaftlich ausgenutzt werden

In den Abbildungen sind Beispiele fur Vorrichtungen zur Durchfuhrung des Verfahrens schematisch dargestellt

F 1 g 1 zeigt ein Schema einer Vorrichtung zur Verarbeitung groben Aufgabegutes,

F 1 g 2 zeigt ein Schema einer Vorrichtung zur Verarbeitung von Gipsschlamm und feinkornigem feuchtem Gips

Die Glieder zur Einbringung der fur die Rohmischung erforderlichen Korrekturmaterialien wurden in F 1 g 1 nur angedeutet und in F 1 g 2 zeichnerisch nicht dargestellt, da sie fur den Erfindungsgedanken unwesentlich und an sich bekannt sind, sowie beliebiger Art sein können

Der Drehofen 1 wird gemäß F 1 g 1 in Pfeilnchtung von den Ofengasen durchströmt. Dem Ofen 1 ist ein zweistufiger Vorwarmer zugeordnet, dessen in Gasstromnchtung gesehen erste Stufe mit der Ziffer 2 und dessen zweite Stufe mit Ziffer 3 bezeichnet ist Die Stufen sind über Gasleitungen 4, 5 hmtereinandergeschaltet. Das zu erwärmende Gut wird über Forderer 6, 7, 8 und im einzelnen nicht dargestellte Dosiervornchtungen eingeführt.

Der ersten Stufe 2 des Vorwärmers wird das Gut mit dem Strom der Gase zugeführt, nachdem dieses über die Forderer 6, 7 und den Fallschacht 9 der zweiten Vorwarmerstufe 3 in die Gasleitung 4 eingebracht wurde Das auf annähernd Reaktionstemperatur vorgewärmte Gut wird in der Wirbelsenke der ersten Vorwarmerstufe 2 ausgeschieden und über den Forderer 10 dem Ofen 1 zugeführt Der — immer in Richtung der Ofengase gesehen — zweiten Stufe 3 des Vorwärmers wird das Gut über den in die obere Gasleitung 5 mundenden Forderer 8 zugeführt Die Gase werden durch das Geblase 11 abgezogen und über Elektrofilter 16 der Schwefelsauregewinnung zugeführt Der im Elektrofilter ausgeschiedene Staub gelangt über einen Forderer 7 zur Weiterverarbeitung zurück Die kohlenstoffhaltige Rohmatenalmischung wird über einen Forderer an einer Stelle eingespeist, an der die Gastemperatur bereits durch die eingeführten kalziumsulfathaltigen Komponenten genügend abgesenkt worden ist

Die Gesamtmenge des fur den Prozeß erforderlichen

kalziumsulfathaltigen Gutes wird über die beiden Forderer 6, 8 eingebracht Die Aufteilung dieser Gesamtmenge auf die beiden Forderer 6,8 richtet sich nach der Temperatur der Ofengase sowie der Temperatur und dem Taupunkt der Gase im Elektrofilter 16

Wenn, wie fur die Anordnung nach F ι g 1 zutreffend, grobes Rohgut zur Verarbeitung kommt, wird dem Forderer 6 eine Mühle 12 und dem Forderer 8 eine Mühle 14 zugeordnet Die Mühle 12, vorzugsweise eine Schusselmuhle, wird mittels einer eigenen Feuerung 13 beheizt Die Muhlenabgase tragen das Mahlgut aus, welches in einem Abscheider 19 gewonnen und dem Forderer 6 zugeführt wird Die Abgase der Mühle 12 werden der zweiten Mühle 14 zugeleitet und, nachdem sie dort durch den Trocknungsprozeß stark abgekühlt und mit Feuchtigkeit gesattigt wurden, in die Atmosphäre entlassen

Das Mahlgut aus der zweiten Mühle 14 gelangt vorzugsweise über einen Zwischensilo 15 und eine Dosiervorrichtung 18 in den Forderer 8 Die fur den Prozeß ao notwendige Konditionierung der Abgase des Drehofens 1 an der Stelle, wo die kohlenstoffhaltige Komponente aufgegeben wird und am Eingang des Elektrofilter 1·, erfolgt durch Beherrschung der Mengen, des Gehaltes an Feuchtigkeit und Kristallwasser sowie der as Temperatur der von den beiden Mühlen 12, 14 kommenden kalziumsulfathaltigen Anteile.

Von dem Gesamtanteil Gipsstein und Abfallgips wurden beispielsweise etwa 35% in einer Schusselmuhle oder Rohrmühle 14 auf Rohmehlfeinheit gemahlen, wenn notig unter gleichzeitigem Trocknen, dann in einem Silo 15 gelagert und von dort verwogen und über den Forderer 8 aufgegeben.

Die restlichen etwa 65% Gipsstein und Abfallgips werden rohmischungsgemaß verwogen, mit den ebenfalls verwogenen übrigen Rohmischungskomponenten wie Ton, Sand, Tonschiefer oder eventuell Eisenerz und Koks einer Schusselmuhle 12 aufgegeben, wo sie unter Zuhilfenahme einer Feuerung 13 getrocknet und den Gipsstein betreffend eventuell zum Halbhydrat vorgebrannt werden

Die Guttemperatur wird in dieser Mühle 12 etwa 180⁰C betragen, bei einer Abgastemperatur von etwa 200⁰C. Die in Abscheidern und MultiZyklonen 19 abgeschiedene Rohmischung sowie der Stab werden heiß über den Forderer aufgegeben Die Abgase aus der Schusselmuhle 12 werden zum eventuellen Trocknen des Gipssteines der Mühle 14 zugeleitet.

Auf diese Weise reicht die in den Ofenabgasen von etwa 75O°C enthaltene Warme aus, um in den dem Drehofen 1 zugeordneten beiden Warmetauscherzyklonen 2, 3 die restlose Gipsentwasserung und entsprechende Vorwärmung bewerkstelligen zu können

Die Ofenabgastemperatur wird hierbei die Gesamtaufgabemenge über Dosiervorrichtungen, ζ Β Roh stoffwaagen 18, steuern.

Die Abgastemperatur nach der zweiten Stufe 3 des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers, die bei etwa 350⁰C liegen soll, steuert die Zusatzfeuerung 13 zur Schusselmuhle 12 mittels eines geeigneten Steuergerätes 21.

Die angestrebte chemische Zusammensetzung der Rohmischung kann über den Silikat-Modul an dem Fordergut des Forderers 6 mit Hilfe eines Rontgen-Fluoreszenzgerates 20 über die Waagen 18 fur in Silos 17 gelagerte Komponenten wie Koks, Sand, Ton, Tonschiefer, eventuell Eisenerz, gesteuert werden.

Das Beispiel nach F 1 g 2 unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen durch den Fortfall der Mahlprozesse Das staubfeine Kaliumsulfat wird ζ Β als Schlamm bei A der in Richtung der Matenalbewegung gesehen ersten Stufe 23a eines Fallschachtvorwarmers zugeführt Ein Teil der Aufgabemenge wird nach Durchlauf der ersten Vorwarmerstufe 23a über einen Forderer 25 in vorgetrocknetem Zustand abgezogen und über Zwischenglieder 26 (Silo, Waage und Forderer) der zweiten Stufe 3 des dem Drehofen 1 zugeordneten Vorwarmersystems 2, 3, 4, 5 aufgegeben Der andere Teil des vorgetrockneten Kalziumsulfats gelangt über einen Forderer 24 in die in Richtung der Matenalbewegung gesehen zweite Stufe 236 des Fallschacht Vorwärmers Dort wird der Trockenprozeß fortgesetzt bzw erfolgt dort das Vorbrennen des Kalziumsulfats zu Halbhydrat Die Feuerung 22 des Vorwärmers 23a, 23b wird vorteilhaft so eingerichtet, daß die heißen Gase über eine Rohrleitung 30 der zweiten Vorwarmerstufe 23b zugeführt, nach Durchlauf dieser Stufe über eine Rohrleitung 28 zur Feuerung 22 zurück und nach zusätzlicher Wärmeaufnahme über eine Rohrleitung 29 der ersten Vorwarmerstufe 23a und schließlich bei 31 in die Atmosphäre abgeführt werden Die Anordnung der Elektrofilter 16 entspricht F 1 g 1

Mit den Verfahren und Vorrichtungen gemäß der Er findung wird bei geringer Lange des Drehofens eine hohe Warmeausbeute aus den Ofengasen erzielt und die ausschließliche Verwendung feuchter und auch min derwertiger Abfallgipse ermöglicht Die Anordnung einer eigenen Feuerung fur die Mühlen und FaIlschachtvorwarmer mit Dosier, Steuer- und/oder Regelorganen gewahrleistet volle Ausnutzung der Drehofenkapazitat infolge der kurzen Reaktionszeiten bei Steuer- und Regelvorgangen und damit sowohl ein gleichmaßiges Fertigprodukt als auch die Sicherheit gegen Schaden oder fur den Betrieb ungunstige Gaskon ditionen am Elektrofilter

Bei hoher Ausnutzung der dem Prozeß über die zusätzliche Feuerung 13,22 zugefuhrten Wärmemenge ist die fur die Schwefelsauregewinnung wichtige SO2-Konzentration in den Abgasen des Elektrofilter unbeeinflußt durch die vor dem Drehofen erfolgende Aufbe reitung des Aufgabegutes Die Anlage kann mit Hilfe der beschriebenen Steuerungsvorgange so betrieben werden, daß durch Beherrschung des Taupunktes und der Temperatur der Gase im Elektrofilter ein hoher Abscheidungsgrad erzielt wird, ohne daß es dabei im Filter zu Kondensationserscheinungen kommt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche

1 Verfahren zur Herstellung von Zement nach dem Gips Schwefelsaure Verfahren in einem Dreh ofen, dem ein mindestens zweistufiger, von Ofenabgasen durchstromter Vorwarmer fur das Aufgabegut vorgeschaltet ist, wobei in die — in Stromungsnchtung der Gase gesehen — erste Stufe des Vorwärmers eine Rohmatenalmischung eingeführt wird, die den fur die Reaktion erforderlichen Koh lenstoff enthalt und in die — in Stromungsrichtung der Gase gesehen — letzte Stufe kalziumsulfathaltiges Gut eingeführt wird, nach Patent 15 71618, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der aus Gipsstein, Gipsdihydrat oder Abfallgips bestehenden Gesamtmenge des KalzjumsuJfats der Jetz ten Vorwarmerstufe und der andere Teil vorgetrocknet oder vorgebrannt der ersten Vorwarmer stufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zugeführt wird
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Vorwarmerstufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zusätzlich Korrekturmatenalien, welche zusammen mit der Rohmatenalmischung eine Zementrohmischung ergeben, zugeführt werden
3 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der ersten Vorwarmerstufe (2) des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zugefuhrte Gut oder ein Teil dieses Gutes zuvor in einer mittels einer Feuerung (13) beheizten Mühle (12) gemahlen, getrocknet und der Gipsanteil zum Halb hydrat vorgebrannt und heiß in den Vorwarmer aufgegeben wird
4 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des vorgebrannten Gutes 160 bis 180⁰C und die Temperatur der Muhlenabgase 170 bis 200⁰C betragen
5 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der der letzten Vorwarmerstufe (3) des dem Drenofen zugeordneten Vorwärmers zugefuhrte Gips in einer beheizten Mühle (14) gemahlen und getrocknet wird
6 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerung (13) in Abhängigkeit von der Gastemperatur am Ausgang der letzten Stufe (3) des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers gesteuert oder geregelt wird
7 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der ersten Stufe (2) des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zugefuhrte Kalzi umsulfat oder ein Teil desselben zuvor in Form von feinkornigem, feuchtem Gipsdihydrat einem mit einer eigenen Feuerung (22) beheizten Fallschacht vorwarmer (23) aufgegeben, dort getrocknet und zu Halbhydrat vorgebrannt und dann heiß in den dem Drehofen zugeordneten Vorwarmer (2) aufgegeben wird
8 Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß dem vorzugsweise zweistufigen FaII-schachtvorwarmer (23) vorgetrocknetes Kalziumsulfat entnommen und anschließend in die letzte Stufe (3) des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers aufgegeben wird
9 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge und Zusammensetzung des Aufgabegutes in Abhängigkeit

von der Temperatur der Drehofenabgase gesteuert oder geregelt wird
10 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die chemische Zusam mensetzung des Fertigproduktes nach dem Ergebnis von Analysen der der ersten Vorwarmerstufe (2) zugefuhrten Rohmischung gesteuert oder geregelt wird
11 Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9 bis 10, ge kennzeichnet durch eine der dem Drehofen (1) nachstliegende erste Vorwarmerstufe (2) zugeordnete Mühle (12) mit eigener Heizung (13)
12 Vorrichtung nach Anspruch 11 gekennzeichnet dutch eine der letzten dem Drehofen (1) zugeordneten Vorwarmerstufe (3) zugeordnete Mühle (14), die mit den Abgasen der Mühle (12) beheizt werden kann
13 Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen zweistufigen Fallschachtvorwarmer (23.Ϊ, 23b) mit eigener Feuerung (22) dessen, in Materialflußrichtung (A) gesehen, erste Stufe (23<i) über Materialfordermittel (24) mit seiner zweiten Stufe (236) und über weitere Fördermittel (25, 26) mit der letzten Stufe (3) und dessen zweite Stufe (236) über Fordermittel (27) mit der ersten Stufe (2) des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers verbunden ist
14 Vorrichtung nach Anspruch 13 gekennzeichnet durch eine Rohrleitung (28) über die die Abgase der zweiten Stufe (23b) des Fallschachtvorwarmers seiner Feuerung (22) und daran anschließend über eine Rohrleitung (29) seiner ersten Stufe (23a) zugeführt werden