DE19518926A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gebranntem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie eine Vorrichtung (gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 6) zur Her­ stellung von gebranntem Gut, insbesondere zur Herstel­ lung von Zementklinker, sowie zur gleichzeitigen Erzeu­ gung von elektrischer Energie.

Bei der Herstellung von Zementklinker versucht man durch eine gleichzeitige Erzeugung von elektrischer En­ ergie eine besonders wirtschaftliche Art einer soge­ nannten "Kraft-Wärme-Kopplung" zu realisieren. Hierbei geht man davon aus, daß der Brennprozeß zur Herstellung von Zementklinker eine hohe Wärmeenergiemenge mit Tem­ peraturen von etwa 800°C und höher erfordert, wodurch große Mengen an Abwärme für Niedertemperaturnutzungen zur Verfügung stehen. Diese Abwärmemengen können bei­ spielsweise für die Trocknung von Rohmaterial bei etwa 100°C sowie für die Vorwärmung von aufbereitetem Gut, z. B. Zementrohmehl bei der Zementklinkerherstellung, von etwa 80°C aufwärts ausgenutzt werden. Die durch den Brennprozeß verfügbaren Abwärmeenergiemengen sind jedoch wesentlich größer als die in den zuvor genannten Verfahrensabschnitten nutzbaren Energiemengen, ganz ab­ gesehen davon, daß diese Abwärmeenergiemengen ein rela­ tiv hohes Temperaturniveau haben.

Es gibt daher in der Praxis bereits viele Vorschläge, Abgase aus dem Brennprozeß abzuleiten und zur Dampfer­ zeugung und dadurch auch zur Erzeugung von elektrischer Energie auszunutzen. So sind beispielsweise aus der DE-A-40 41 251 ein Verfahren und eine Anlage der eingangs vorausgesetzten Art bekannt. Hiernach soll das Gut un­ ter Verwendung von minderwertigem Brennstoff in einem als Drehrohrofen ausgebildeten Brennofen mittels heißer Ofengase gebrannt und zumindest ein Teil der in den Ab­ gasen dieses Drehrohrofens enthaltenen Wärmemenge in elektrische Energie umgewandelt werden, wozu die Tempe­ ratur dieser Ofenabgase im Bereich zwischen 700 und 1200°C, vorzugsweise zwischen 800 und 900°C liegen soll. Dieser abgeleitete Teilgasstrom bzw. Bypassstrom der Ofenabgase wird einem Boiler zur Erzeugung von Dampf zugeleitet und danach über einen Filter aus dem System abgeführt. Der nicht zum Boiler abgeleitete an­ dere Teilstrom der aus dem Drehrohrofen kommenden Ab­ gase wird in einem Zyklonvorwärmer des Ofensystems zur Vorwärmung und wenigstens teilweisen Calcinierung des zugeführten Gutes ausgenutzt.

Durch die zuvor beschriebene bekannte Ausführung wird zwar der Forderung nach dem Bundesemmissionsschutzge­ setz Rechnung getragen, daß etwa Anlagen zur Herstel­ lung von Zementklinker die Abwärme des Brennprozesses besser ausnutzen. Die praktischen Erfahrungen mit die­ sen und ähnlichen Verfahren und Anlagen zur Herstellung von gebranntem Gut haben jedoch gezeigt, daß zum einen der Wirkungsgrad zur Erzeugung elektrischer Energie und zum andern die Ausnutzung der Wärmeenergiemenge für die Vorwärmung des Gutes noch sehr unzureichend sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Anlage gemäß dem Gattungsbegriff des Anspru­ ches 6 derart weiterzuentwickeln, daß sowohl eine mög­ lichst vollständige Ausnutzung der Brennofenabgase we­ nigstens für die Vorwärmung des Gutes als auch ein re­ lativ hoher Wirkungsgrad bei der Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe heißer Gase aus dem Ofensystem er­ reicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen (hinsichtlich des Verfahrens) durch das Kennzeichen des Anspruches 1 und zum andern (hinsichtlich der Anlage) durch das Kennzeichen des Anspruches 6 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Im Gegensatz zu den oben erläuterten bekannten Ausfüh­ rungen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren so vor­ gegangen, daß wenigstens der größte Teil der Vorwärm­ gase - bei Betrachtung der aufeinanderfolgenden Vorwär­ mer-Zyklonstufen in Gasströmungsrichtung - im Bereich nach der zweiten Zyklonstufe, aber vor der letzten Zy­ klonstufe aus dem Vorwärmer abgeleitet, durch die Ab­ hitzeverwertungseinrichtung des Energieerzeugungssy­ stems hindurchgeleitet und anschließend wieder in die nächst folgende Zyklonstufe des Vorwärmers zurückge­ führt wird. Bei diesen Verfahren wird somit gewisserma­ ßen in den mittleren Zyklonstufen des Vorwärmers das noch auf einem relativ hohen Temperaturniveau befindli­ che Vorwärmgas aus dem eigentlichen Vorwärmerbereich abgeleitet bzw. umgeleitet und für die Erzeugung elek­ trischer Energie durch die Abhitzeverwertungseinrich­ tung (z. B. durch einen Abhitzekessel zur Erzeugung von Dampf) hindurchgeleitet, woraufhin dann das abgeleitete Vorwärmgas wieder in die nächst folgende Zyklonstufe des Vorwärmers zurückgeführt wird. Auf diese Weise kann die Erzeugung elektrischer Energie (Stromerzeugung) mit ei­ nem relativ hohen Wirkungsgrad erreicht werden. Das wieder in den Vorwärmer zurückgeführte und in seinem Temperaturniveau herabgesetzte Vorwärmgas hat immer noch die notwendige Wärmemenge, damit wenigstens eine ausreichende Vorwärmung des dem Vorwärmer zugeführten Gutes in den nachfolgenden Zyklonstufen gewährleistet werden kann. Es kann daher sowohl die Erzeugung elek­ trischer Energie mit relativ hohem Wirkungsgrad als auch der notwendige Wärmetausch zwischen Gas und Gut sehr optimal durchgeführt werden. Letzteres wird auch praktisch dann kaum beeinträchtigt, wenn durch diese erfindungsgemäße Verfahrensweise eventuell mit einem geringen Wärmemehraufwand für den Brennprozeß im Brenn­ ofen gearbeitet wird.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vorwärm­ gase mit einer Temperatur von etwa 400 bis 660°C durch die Abhitzeverwertungseinrichtung hindurchgeleitet wer­ den.

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens wird im Hinblick auf die Anzahl der Zyklonstufen des verwende­ ten Zyklonvorwärmers die Wirtschaftlichkeit einerseits der Wärmebehandlung und andererseits der Stromerzeugung nach oben hin beispielsweise durch den Bauaufwand und den zunehmenden Druckverlust hinsichtlich der Gasströ­ mung bei einer größeren Anzahl von Zyklonstufen be­ grenzt. In der Praxis erscheint die Verwendung von vier-, fünf- und eventuell sechsstufigen Zyklonvorwär­ mern als zweckmäßig.

Wenn in diesem Sinne eine besonders hohe Erzeugungsrate an elektrischer Energie (Stromerzeugungsrate) gewünscht wird, dann wird zweckmäßig ein vierstufiger Zyklonvor­ wärmer verwendet, wobei die Vorwärmgase nach der zwei­ ten oder dritten Zyklonstufe, besonders bevorzugt nach der zweiten Zyklonstufe, zur Abhitzeverwertungseinrich­ tung abgeleitet werden. Da in diesem Falle durch den verstärkten Abzug von Wärmeenergie aus dem Vorwärmgas für die Stromerzeugung mit einer geringfügigen Herab­ setzung der Gutvorwärmung im Vorwärmer gerechnet werden muß, kann in diesem Falle geringe zusätzliche Brenn­ stoffzuführung im eigentlichen Brennprozeß, d. h. im Brennofen erfolgen; hierdurch wird jedoch die gute Ge­ samtwirtschaftlichkeit und der - im Vergleich zu den eingangs erläuterten bekannten Ausführungen - verbes­ serte Wirkungsgrad kaum oder überhaupt nicht beein­ trächtigt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, wenn bei Verwendung eines fünfstufigen Zyklonvorwärmers die Vorwärmgase nach der zweiten Zyklonstufe oder, was besonders bevorzugt wird, nach der dritten Zyklonstufe zur Abhitzeverwertungseinrichtung abgeleitet werden. Diese Verfahrensweise erweist sich zusätzlich zu der guten Wirtschaftlichkeit und zu dem guten Wirkungsgrad noch als besonders guter Kompromiß zwischen Betriebssi­ cherheit, d. h. bei Betrieb ohne Abhitzeverwertungsein­ richtung bzw. Abhitzekessel (wenn beispielsweise der Abhitzekessel ausgefallen ist), und Ausbeute an elek­ trischer Energie.

Aus der Herstellung von Zementklinker ist es allgemein bekannt, daß der Wärmeinhalt der Abgase aus dem Zyklon­ vorwärmer, d. h. wenn diese Abgase den Vorwärmer voll­ kommen durchströmt haben, noch zur Mahltrocknung des aufzubereitenden und somit dem Vorwärmer zuzuführenden Gutes ausgenutzt werden können. In diesem Falle ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders zweckmä­ ßig, wenn das Temperaturniveau der Vorwärmerabgase durch die Abhitzeverwertung so gesteuert wird, daß der Wärmeinhalt dieser Vorwärmerabgase gerade noch für die Mahltrocknung des Gutes ausreicht, d. h. die Mahltrock­ nung stellt in diesem Falle gewissermaßen eine letzte Stufe der Wärmeausnutzung für die Vorwärmgase dar, so daß dadurch die Wirtschaftlichkeit dieses erfindungsge­ mäßen Verfahrens noch weiter erhöht werden kann.

Insgesamt gesehen lassen sich durch dieses erfindungs­ gemäße Verfahren somit - stichwortartig - folgende Vor­ teile erzielen:

• - praktisch vollständige Verwertung der Abgaswärme­ menge aus dem Brennprozeß im Brennofen für die Gut­ vorwärmung, die Erzeugung elektrischer Energie und die Mahltrocknung des wärmezubehandelnden Gutes;
• - für die Erzeugung elektrischer Energie bzw. Stromer­ zeugung steht ein hohes Temperaturniveau zur Verfü­ gung, was einen hohen Wirkungsgrad bei dieser Stromerzeugung und eine entsprechende Wirtschaft­ lichkeit bedeutet;
• - bei geringem Brennstoff- bzw. Wärmemehraufwand für den Brennprozeß im Brennofen werden besonders große elektrische Energiemengen erzeugt;
• - bezogen auf den geringen zusätzlichen Brennstoffein­ satz werden im Vergleich zu bekannten Großkraftwer­ ken deutlich höhere Wirkungsgrade für die Stromer­ zeugung erreicht;
• - besonders vorteilhaft ist auch, daß global gesehen Primärenergie eingespart und die Umwelt hinsichtlich CO₂-Ausstoß geschont wird.

Insgesamt gesehen kann somit bei der Herstellung von Zementklinker oder ähnlichem gebrannten Gut auf äußerst vorteilhafte und damit wirtschaftliche Weise eine an­ sonsten überschüssige Wärmemenge mit besonders hohem Wirkungsgrad für die Erzeugung elektrischer Energie ausgenutzt werden.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich ferner aus der nachfolgenden Erläuterung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Ze­ mentklinker oder ähnlichem gebrannten Gut.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine einfache Schemadarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen An­ lage unter Verwendung eines vierstufigen Zyklonvorwärmers;

Fig. 2 eine einfache Schemadarstellung eines anderen Anlagenbeispieles unter Verwendung eines fünfstufigen Zyklonvorwärmers.

Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Anlagenbeispiel sei angenommen, daß diese Anlage zur Herstellung von Ze­ mentklinker und dabei zur gleichzeitigen Erzeugung von elektrischer Energie, d. h. Stromerzeugung ausgebildet ist.

Dieses Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 enthält ein Ofensystem mit einem mehrstufigen Zyklonvorwärmer 1, einem Brennofen 2 sowie mit einem diesem Brennofen 2 gutmäßig nachgeordneten Kühler 3. Ferner enthält die Anlage ein zur Erzeugung von elektrischer Energie, also zur Stromerzeugung ausgebildetes System 4, das nachfol­ gend als Stromerzeugungssystem bezeichnet wird.

Der mehrstufige Zyklonvorwärmer dieses ersten Ausfüh­ rungsbeispieles (Fig. 1) ist durch einen vierstufigen Zyklonvorwärmer 1 mit den Zyklonstufen 5, 6, 7, 8 ge­ bildet. Zumindest der Zyklonvorwärmer 1 und der vor­ zugsweise in Form eines Drehrohrofens 2 ausgebildete Brennofen des Ofensystems werden insgesamt weitgehend im Gegenstrom von dem vorzuwärmenden und zu brennenden Gut und den Brenn- und Vorwärmgasen durchströmt, wobei die Gasströmungsrichtung durch gestrichelte Pfeile 9 und die Bewegungsrichtung des Gutes durch ausgezogene Pfeile 10 angegeben ist. Bei Betrachtung der Gasströ­ mungsrichtung 9 im Zyklonvorwärmer 1 stellt somit die unterste Zyklonstufe 5 die erste Zyklonstufe, die zweitunterste Zyklonstufe 6 die zweite Zyklonstufe, die Zyklonstufe 7 die dritte und die oberste Zyklonstufe 8 die vierte Zyklonstufe dar.

Das Guteinlaufende 2a des Drehrohrofens 2 ist mit der untersten, ersten Zyklonstufe 5 des Zyklonvorwärmers 1 durch eine Ofengasleitung 11 verbunden, die in an sich bekannter Weise auch gleichzeitig als Calcinier­ stufe ausgebildet sein kann, wobei dann eine gesonderte Brennstoffzuführung (nicht dargestellt, da bekannt) dieser Ofenabgasleitung 11 zugeordnet sein kann. Die einander benachbarten Zyklonstufen sind jeweils in an sich bekannter Weise - wie in Fig. 1 zu erkennen - zum einen durch Gasleitungen und zum andern durch Gutlei­ tungen entsprechend miteinander verbunden. Die Gutlei­ tung 12 aus der untersten, ersten Zyklonstufe 5 führt direkt in das Guteinlaufende 2a des Drehrohrofens 2.

Eine obere Abgasleitung 13 führt im veranschaulichten ersten Beispiel Abgase aus dem Zyklonvorwärmer über ein Gebläse 14 zu einer nur ganz schematisch angedeuteten, in üblicher Weise ausgebildeten Mahltrocknungseinrich­ tung 15, aus der die verbrauchten Abgase - entsprechend Pfeil 16 - einer nicht näher veranschaulichten Filter­ einrichtung und das aufbereitete Gut, insbesondere Ze­ mentrohmehl, entsprechend Pfeil 10 der obersten, vier­ ten Zyklonstufe 8 zugeführt wird.

Das aufbereitete Zementrohmehl, wird somit mittels der Abgase des Drehrohrofens 2 im Zyklonvorwärmer 1 vorge­ wärmt und wenigstens teilweise calciniert und danach in dem Drehrohrofen 2 unter Einsatz von Brennstoff mittels der heißen Ofengase gebrannt. Das den Drehrohrofen 2 verlassende Gut gelangt in den Kühler 3, wo es für die Weiterverarbeitung mittels Kühlluft hinreichend abge­ kühlt wird, die zu einem Teil dem Drehrohrofen 2 und zum andern Teil - über eine Leitung 17 - in die Ofenab­ gasleitung 11 geführt werden kann.

Was die Ausbildung des Stromerzeugungssystems 4 be­ trifft, so kann dieses in an sich bekannter Weise aus­ gebildet sein und dabei zumindest eine Abhitzeverwer­ tungseinrichtung, vorzugsweise in Form eines Abhitzekessels 18 zur Erzeugung von Dampf sowie einen geeigneten Generator 19 zur Stromerzeugung enthalten.

Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Anlage wird wenig­ stens der größte Teil, vorzugsweise der ganze Anteil der Vorwärmgase - bei Betrachtung der aufeinanderfol­ genden Vorwärmer-Zyklonstufen 5, 6, 7, 8 in Gasströ­ mungsrichtung 9 - im Bereich nach der zweiten Zyklon­ stufe, aber vor der letzten Zyklonstufe 8 aus dem Vor­ wärmer 1 abgeleitet, durch den Abhitzekessel 18 des Stromerzeugungssystems 4 hindurchgeleitet und anschlie­ ßend wieder in die nächstfolgende Zyklonstufe 7 des Vorwärmers 1 zurückgeführt. Bei diesem ersten Anla­ genbeispiel in Fig. 1 mit dem vierstufigen Zyklonvorwär­ mer 1 ist der Abhitzekessel 18 an diesen Vorwärmer 1 über eine Gasverbindungsleitung angeschlossen, die durch eine Vorwärmergasleitung 20 gebildet ist, die - in Gasströmungsrichtung 9 betrachtet - zwei mittlere Zyklonstufen 6 und 7 miteinander verbindet. Dies bedeu­ tet, daß der Abhitzekessel 18 des Stromerzeugungssy­ stems 4 wenigstens teilweise bzw. weitgehend in den Zy­ klonvorwärmer 1 integriert ist.

Wie in durchgehenden Linien veranschaulicht ist, ist der Abhitzekessel 18 dieses ersten Anlagenbeispieles in die die zweite Zyklonstufe 6 mit der dritten Zyklon­ stufe 7 verbindende Vorwärmergasleitung 20 integriert, wodurch sich eine ganz besonders hohe Stromerzeugungs­ rate erzielen läßt. Statt dessen ist es jedoch auch mög­ lich, in der strichpunktiert dargestellten Weise den Abhitzekessel 18′ des Stromerzeugungssystems 4′ in die Vorwärmergasleitung 20′ zu integrieren, die die dritte Zyklonstufe 7 mit der obersten bzw. letzten, vierten Zyklonstufe 8 verbindet.

Bei der Auswahl der Stelle, an der der Abhitzekessel 18 bzw. 18′ in eine Vorwärmergasleitung 20 bzw. 20′ zwi­ schen zwei mittleren Zyklonstufen integriert werden kann, wird zweckmäßig darauf geachtet, daß die Vorwärm­ gase dort mit einer Temperatur von etwa 400 bis 660°C in den Abhitzekessel 18 bzw. 18′ eingeführt werden kön­ nen, d. h. je nach der Ausführungsart und der günstig­ sten Betriebsweise kann das Temperaturniveau gewählt werden, bei dem die Vorwärmgase durch den Abhitzekessel hindurchgeleitet werden.

Wie bereits weiter oben erwähnt worden ist, kann das Temperaturniveau der den Vorwärmer 1 durch die Abgas­ leitung 13 verlassenden Abgase durch die Abhitzeverwer­ tung im Abhitzekessel so gesteuert werden, daß der Wär­ meinhalt dieser Vorwärmerabgase gerade noch für die Mahltrocknung in der Mahltrocknungseinrichtung 15 aus­ reicht.

Das in Fig. 2 veranschaulichte zweite Anlagenbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor anhand Fig. 1 erläuter­ ten hauptsächlich in zwei Punkten, so daß alle Teile und Führungen, die gleichartig zum Beispiel der Fig. 1 ausgebildet sind, mit denselben Bezugszeichen versehen sind, wodurch eine nochmalige Erläuterung dieser Teile weitgehend unterbleiben kann.

Ein erster Unterschied zum Beispiel der Fig. 1 ist darin zu sehen, daß der mehrstufige Zyklonvorwärmer in Form eines fünfstufigen Zyklonvorwärmers 1′ ausgebildet ist, d. h. er weist zusätzlich zu den Zyklonstufen 5, 6, 7 und 8 noch eine fünfte Zyklonstufe 21 auf, die in die­ sem Falle die oberste und letzte Zyklonstufe des Vor­ wärmers 1′ bildet.

Ansonsten kann das Ofensystem dieses zweiten Anla­ genbeispieles neben dem Zyklonvorwärmer 1′ den Dreh­ rohrofen 2 und den Kühler 3 enthalten, wobei die unter­ ste, erste Zyklonstufe 5 des Vorwärmers 1′ mit dem Drehrohrofen 2 wiederum durch die Ofenabgasleitung 11 verbunden ist.

Der zweite Hauptunterschied dieses Anlagenbeispieles gemäß Fig. 2 zum Beispiel der Fig. 1 ist die - in ausge­ zogenen Linien dargestellte - bevorzugte Einschaltung des zum Stromerzeugungssystem 4 gehörenden Abhitzekes­ sels 18 in die Vorwärmerleitung 20′, die die dritte Zy­ klonstufe 7 mit der vierten Zyklonstufe 8 verbindet, d. h. die entsprechend den Pfeilen 9 strömenden Vorwärm­ gas,e werden vorzugsweise nach der dritten Zyklonstufe 7 zum Abhitzekessel 18 abgeleitet und nach Durchströmen dieses Abhitzekessels 18 in den Vorwärmer 1′ zurückge­ leitet, und zwar in dessen vierte Zyklonstufe 8. Auch in diesem Falle kann das Stromerzeugungssystem 4 in an sich bekannter Weise ausgeführt sein (so wie im Zusam­ menhang mit Fig. 1 erläutert).

Im Bedarfsfalle besteht jedoch auch im Beispiel der Fig. 2 die strichpunktiert angedeutete Möglichkeit, den Abhitzekessel 18′ des Stromerzeugungssystems 4′ an ei­ ner geeigneten anderen Stelle anzuordnen, wenn der Ab­ hitzekessel 18′ mit einem anderen Temperaturniveau der Vorwärmgase durchströmt werden soll. Hierfür bietet sich - bei entsprechend höherem Temperaturniveau der Vorwärmgase - vor allem die in Fig. 2 angedeutete Stelle im Bereich zwischen der zweiten Zyklonstufe 6 und der dritten Zyklonstufe 7 an, so daß die diese beiden Zy­ klonstufen 6, 7 verbindende Vorwärmergasleitung 20 dann gleichzeitig die Gasverbindungsleitung zum Abhitzekes­ sel 18′ bildet. Bei dieser zuletzt genannten Ausfüh­ rungsvariante weisen die durch den Abhitzekessel 18′ hindurchgeleiteten Vorwärmgase dann ein besonders hohes Temperaturniveau auf. Dagegen kann dort, wo ein relativ niedriges Temperaturniveau der durch den Abhitzekessel strömenden Vorwärmgase gewünscht wird bzw. zweckmäßig erscheint, der Abhitzekessel eventuell auch in die die vierte Zyklonstufe 8 mit der fünften Zyklonstufe 21 bildende Vorwärmergasleitung in ansonsten gleichartiger Weise wie oben geschildert integriert werden.

In der nachfolgenden Tabelle sind einige Vergleichs­ werte von sieben verschiedenen Vorwärmertypen als Ver­ gleich bzw. zur Darstellung der Kraft-Wärme-Kopplung bei etwa vergleichbaren Verfahren zur Herstellung von Zementklinker zusammengestellt, d. h. die verschiedenen Vorwärmertypen unterscheiden sich zum einen durch die Anzahl der Zyklonstufen und zum andern durch die Posi­ tion des Abhitzekessels eines angeschlossenen Stromer­ zeugungssystems. Dabei zeigen die Beispiele 1 und 2 vor allem Vergleichsbeispiele, von denen das Beispiel 1 einen Vorwärmertyp mit sechs Zyklonstufen ohne die Zu­ ordnung eines Stromerzeugungssystems und das Beispiel 2 ein weiteres Vergleichsbeispiel eines Vorwärmertyps mit fünf Zyklonstufen offenbart, bei dem die den Vorwärmer verlassenden Abgase erst nach dessen fünfter und letz­ ter Zyklonstufe über den Abhitzekessel eines zugeordne­ ten Stromerzeugungssystems geleitet werden. Die Bei­ spiele 3 bis 7 betreffen fünfstufige und vierstufige Vorwärmertypen, wie sie weiter oben anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben worden sind und die sich nur durch die jeweilige Position des Abhitzekessels unterschei­ den.

Vergleicht man die mit den Beispielen der Fig. 2 bis 7 jeweils an elektrischer Energie erzeugten Größen, dann lassen sich deutliche Steigerungen bei der Stromerzeu­ gung (in kWh/tKl) einerseits bei den vier- und fünfstu­ figen Vorwärmertypen, bei denen der Abhitzekessel nach einer der mittleren Zyklonstufen angeordnet ist, gegen­ über dem zweiten Beispiel erkennen, dessen fünfstufigem Vorwärmertyp der Abhitzekessel des Stromerzeugungssy­ stems - im Vorwärmerabgas - nachgeschaltet ist. Beson­ ders hohe Stromerzeugungsraten lassen sich mit den Aus­ führungsbeispielen 5 und 7 erzielen, in denen Vorwärm­ gas nach der zweiten Zyklonstufe über den Abhitzekessel umgeleitet wird, wo also die Stromerzeugung mit einem relativ hohen Temperaturniveau (660 bzw. 627°C) durch­ geführt wird. Besonders wirtschaftlich lassen sich bei einem geringen Mehrverbrauch an Wärmeenergie - vergli­ chen mit dem Beispiel der Fig. 1 - auch die Ausführungs­ beispiele 4 und 6 betreiben, in denen die Vorwärmgase nach der dritten Zyklonstufe über den Abhitzekessel ge­ leitet werden, d. h. hiernach kann bei wirtschaftlicher Betriebsweise sowohl eine ausreichende Vorwärmung und wenigstens teilweise Calcination des zu brennenden Gutes als auch eine bereits recht günstig verwertbare Menge an elektrischer Energie erzeugt werden. Wenn man dabei in der Tabelle nochmals die in der untersten Zeile angegebene Stromerzeugung betrachtet, dann können durch das Ausführungsbeispiel 7 ca. 43,3 kWh an elek­ trischer Energie je Tonne erzeugten Klinkers gleichzei­ tig bei ausreichender Vorwärmung des zu brennenden Gutes erzeugt werden, was etwa 50% des gesamten elek­ trischen Energiebedarfs für die Zementproduktion ent­ spricht.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von gebranntem Gut, insbe­ sondere zur Herstellung von Zementklinker, sowie zur gleichzeitigen Erzeugung von elektrischer Energie, wobei aufzubereitendes rohes Gut in einem Ofensystem mit einem mehrstufigen Zyklonvorwärmer (1, 1′) und einem Brennofen (2) zunächst mittels der Abgase des Brennofens vorgewärmt und wenigstens teilweise cal­ ciniert und das so erhitzte Gut anschließend in dem Brennofen unter Einsatz von Brennstoff mittels hei­ ßer Ofengase gebrannt wird und wobei heiße Gase aus dem Ofensystem durch eine Abhitzeverwertungseinrich­ tung eines Systems zur Erzeugung von elektrischer Energie hindurchgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der größte Teil der Vorwärmgase - bei Betrachtung der aufeinanderfolgenden Vorwärmer-Zy­ klonstufen in Gasströmungsrichtung (9) - im Bereich nach der zweiten Zyklonstufe (6), aber vor der letz­ ten Zyklonstufe (8, 21) aus dem Vorwärmer (1, 1′) abgeleitet, durch die Abhitzeverwertungseinrichtung (18, 18′) des Energieerzeugungssystems (4, 4′) hin­ durchgeleitet kund anschließend wieder in die nächst­ folgende Zyklonstufe (7, 8) des Vorwärmers zurückge­ führt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmgase mit einer Temperatur von etwa 400°C bis etwa 660°C durch die Abhitzeverwertungs­ einrichtung hindurchgleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierstufiger Zyklonvorwärmer (1) verwendet wird und die Vorwärmgase nach der dritten oder - vorzugsweise nach der zweiten Zyklonstufe (7 bzw. 6) zur Abhitzeverwertungseinrichtung (18, 18′) abgelei­ tet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines fünfstufigen Zyklonvorwär­ mers (1′) die Vorwärmgase nach der zweiten oder - vorzugsweise - nach der dritten Zyklonstufe (6 bzw. 7) zur Abhitzeverwertungseinrichtung (18, 18′) abge­ leitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Wärmeinhalt der Abgase aus dem Zyklonvorwärmer (1) noch zur Mahl­ trocknung (15) des aufzubereitenden Gutes ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturni­ veau der Vorwärmerabgase durch die Abhitzeverwertung so gesteuert wird, daß der Wärmeinhalt dieser Vor­ wärmerabgase gerade noch für die Mahltrocknung des Gutes ausreicht.

6. Anlage zur Herstellung von gebranntem Gut, insbeson­ dere zur Herstellung von Zementklinker, sowie zur gleichzeitigem Erzeugung von elektrischer Energie, enthaltend

• a) ein Ofensystem mit einem mehrstufigen Zyklonvor­ wärmer (1, 1′) zum Vorwärmen und wenigstens teilweisen Calcinieren von aufbereitetem, rohen Gut sowie mit einem Brennofen (2) zum Fertig­ brennen des wenigstens teilweise calcinierten Gutes, wobei der Brennofen mit dem Zyklonvorwär­ mer durch eine Ofenabgasleitung (11) verbunden ist,
• b) ein zur Erzeugung von elektrischer Energie aus­ gebildetes System (4, 4′) mit einem Abhitzekes­ sel (18, 18′), der über eine Gasverbindungslei­ tung (20, 20′) an das Ofensystem angeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• c) der Abhitzekessel (18, 18′) des Energieerzeu­ gungssystems (4′, 4′) wenigstens teilweise in den Zyklonvorwärmer (1, 1′) integriert und die Gas­ verbindungsleitung zum Abhitzekessel durch eine Vorwärmergasleitung (20, 20′) gebildet ist, die - in Gasströmungsrichtung (9) des Vorwärmers be­ trachtet - zwei mittlere Zyklonstufen (6 und 7, 7 und 8) miteinander verbindet.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abhitzekessel (18, 18′) in eine Vorwärmergaslei­ tung (20, 20′) integriert ist, in der die Vorwärm­ gase eine Temperatur von ca. 400 bis 660°C aufwei­ sen.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abhitzekessel (18, 18′) bei einem vierstufigen Zyklonvorwärmer (1, 1′) - in Gasströmungsrichtung (9) betrachtet - in die die zweite Zyklonstufe (6) mit der dritten Zyklonstufe (7) verbindende Vorwär­ mergasleitung (20) oder in die die dritte Zyklon­ stufe (7) mit der vierten Zyklonstufe (8) verbin­ dende Vorwärmergasleitung (20′) integriert ist.

9. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abhitzekessel (18, 18′) bei einem fünfstufigen Zyklonvorwärmer (1′) - in Gasströmungsrichtung (9) betrachtet - in die die zweite Zyklonstufe (6) mit der dritten Zyklonstufe (7) verbindende Vorwärmer­ gasleitung (20) oder in die die dritte Zyklonstufe (7) mit der vierten Zyklonstufe (8) verbindende Vor­ wärmergasleitung (20) integriert ist.