DE1966684A1

DE1966684A1 - Heat treating particulate material - esp. limestone, dolomite or magnesite

Info

Publication number: DE1966684A1
Application number: DE19691966684
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr-Ing Deussner
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1969-01-18
Filing date: 1969-01-18
Publication date: 1973-08-30
Also published as: DE1966684B2

Abstract

Treated product is separated and treatment gases leaving separator are recycled to preheater. Latter is single or multi stage cyclone heat exchanger. Gases leave this, wholly or in part, to go to hot gas generator and completing a circuit between generator, treatment chamber and preheater. Process esp. applies to treatment of limestone, dolomite or meerschaum suspended in a flow of hot gases.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von feinkörnigen Stoffen, insbesondere von Kalk, Dolomit oder Magnesit in der Schwebe in einem durch einen Behandlungsraum geleiteten Heißgasstrom mit nachfolgender Abscheidung des behandelten Gutes in einer Abscheidekammer, der eine Vorerhitzungseinrichtung für das zu behandelnde Gut vorgeschaltet und eine Kühivorrichtung zur Kühlung des behandelten Gutes mit Luft nachgeschaltet ist.The invention relates to a method for the thermal treatment of fine-grained substances, especially lime, dolomite or magnesite in suspension in a hot gas stream passed through a treatment room with subsequent deposition of the treated material in a separation chamber, which has a preheating device upstream for the item to be treated and a cooling device for cooling the treated material is downstream with air.

Bei der thermischen Behandlung von feinkörnigen Stoffen ist es vielfach erforderlich, das zur Durchführung des gewunschten chemischen Prozesses eine Mindesttemperatur für die Behandlung erforderlich ist. Beispielsweise bei der Entsanerung von Kalk muß wegen der Dissoziationstemperatur für das Kohlendioxid die gesamte Dissoziationswärme oberhalb von 8000 C mit den Heißgasen aufgebracht werden. Es ist daher beim Brennen von Kalk ausv feinkörnigem Kalkstein in der Schwebe in einem Heißgasstrom für den praktischen Betrieb erforderlich, die Heißgastemperatur auf eine Temperatur von etwa 10000 C einzustellen, wobei wegen der Gefahr des nUberbrennens dieses Temperaturniveau nur geringfügig überschritten werden darf. Dies zieht in jedem Fall einen erhöhten Wärmeverbrauch nach sich, da infolge der Tatsache, daß die Dissoziation erst oberhalb etwa 8000 C vonstatten geht, und somit die Dissoziationswärme in dem Temperaturintervall von 800 bis 10000 C mit dem Heißgas zur Verfügung gestellt werden muß. Dementsprechend ist im Verhältnis zur Gutmenge eine große Heißgasmenge notwendig, deren Wärmeinhalt unterhalb 8000 C aber für die Dissoziation, also den eigentlichen Brennprozess nicht nutzbar ist.It is often the case with the thermal treatment of fine-grained materials required a minimum temperature to carry out the desired chemical process is required for treatment. For example, when removing limestone the total heat of dissociation must be due to the dissociation temperature for the carbon dioxide be applied above 8000 C with the hot gases. It is therefore when burning from Lime from fine-grain limestone in suspension in a stream of hot gas for practical use Operation required, the hot gas temperature to a temperature of about 10,000 C set, with this temperature level only because of the risk of overburning may be exceeded slightly. In any case, this entails increased heat consumption as a result of the fact that the dissociation only occurs above about 8000 C takes place, and thus the heat of dissociation in the temperature interval of 800 to 10000 C with the hot gas must be made available. Accordingly a large amount of hot gas is necessary in relation to the amount of material, its heat content below 8000 C but not for the dissociation, i.e. the actual firing process is usable.

Es ist üblich hinter dem Behandlungsraum in derartigen Fällen eine Vorwärmeeinrichtung für das Behandlungsgut, beispielsweise ein ein- oder mehrstufiges Zyklonwärmetauschersystem vorzusehen. Wie in dem geschilderten Beispiel gehen jedoch mit den aus der Vorerhitzungseinrichtung abgezogenen Abgasen wegen der großen Gasmengen erhebliche Wärmemengen verloren. Im Prinzip ist es, beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 961 607 bekannt, in einem solchen Fall, einen Teil der anfallenden Abgase im Kreislauf in den Heißgaserzeuger zurückzuführen.It is common to have one behind the treatment room in such cases Preheating device for the item to be treated, for example a single or multi-stage Provide cyclone heat exchanger system. As in the example shown, however, go with the exhaust gases drawn off from the preheating device because of the large amounts of gas significant amounts of heat lost. In principle it is, for example, from the German Patent specification 961 607 known, in such a case, part of the accruing Return exhaust gases in the circuit to the hot gas generator.

Einem derartigen Verfahren sind jedoch durch die Temperaturbeständigkeit der~Abgasventilatoren, die zu dem in vielen praktischen Fällen wegen der großen Gasmengen erhebliche Dimensionen aufweisen, enge Grenzen gesetzt.Such a process, however, is characterized by its temperature resistance the ~ exhaust fans that are too large in many practical cases because of the Gas quantities have considerable dimensions, narrow limits are set.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das auch bei hohen Abgastemperaturen die Aufrechterhaltung eines Heißgaskreislaufes gestattet, Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß ein Teil der aus der Kühlvorrichtung austretenden aufgeheizten Kühlluft mit den aus der Vorerhitzungseinrichtung austretenden heißen Abgasen vor Eintritt in ein saugendes Abgasgebläse gemischt wird und der andere Teil unmittelbar dem Heißgaserzeuger als aufgeheizte Verbrennungsluft zugeführt wird. Durch die Zumischung der aufgeheizten Kühlluft, deren Temperatur mit Sicherheit unter der zulässigen Höchsttemperatur für das Abgasgebläse liegt, kann die Gastemperatur soweit gesenkt werden, daß die Abgase ohne Gefährdung des Gebläses gefördert und im Kreislauf durch die gesamte Behandlungsanlage geführt werden können. Hierdurch läßt sich insbesondere bei Behandlungsverfahren, die aufgrund der erforderlichen hohen Wärmemengen bei vorgegebener Temperatur erhebliche Gasmengen benötigen, eine wesentliche Senkung des Wärmeverbrauchs erzielen.The invention is now based on the object of creating a method This means that a hot gas cycle is maintained even at high exhaust gas temperatures allowed, This is done according to the invention in that a part of the Cooling device exiting heated cooling air with the from the preheating device Exiting hot exhaust gases mixed before entering a suction exhaust fan and the other part directly to the hot gas generator as heated combustion air is fed. By adding the heated cooling air, its temperature is definitely below the maximum permissible temperature for the exhaust fan, the gas temperature can be reduced so far that the exhaust gases without endangering the Fan promoted and circulated through the entire treatment system can be. This makes it possible, in particular in the case of treatment methods, which are due to the required high amounts of heat at a given temperature considerable amounts of gas need to achieve a significant reduction in heat consumption.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die in Strömungsrichtung der Behandlungsgase gesehen, in Hintereinanderschaltung einen Heißgaserzeuger, einen Behandlungsraum und einen Abscheider für die Trennung des Behandlungsgutes von den Gasen aufweist, wobei die heißen Behandlungsgase aus dem Abscheider mit Hilfe eines Abgasgebläses durch eine Vorerhitzungseinrichtung für das zu behandelnde Gut gesaugt werden. Hierbei ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß eine von der Kühleinrichtung abzweigende Leitung für aufgeheizte Kühlluft in die Abgasleitung der Vorerhitzungseinrichtung auf der Saugseite des Abgasgebläses einmündet und daß die Leitung für das abströmende Behandlungsgas auf der Druckseite des Abgasgebläses in zwei Zweigleitungen aufgeteilt ist, wobei eine Zweigleitung über eine Regelklappe mit einer Entstaubungseinrichtung und die andere Zweigleitung über eine Regelklappe mit dem Heißgaserzeuger verbunden ist. Durch eine derartige Anordnung wird mit Vorteil erreicht, daß die gesamte aus Heißgaserzeuger, Behandlungsraum, Vorerhitzungseinrichtung sowie der KUhleinrichtung bestehende Anlage hinsichtlich des Gaskreislaufes und der zu verarbeiteten Wärmemengen, die in der aufgeheizten Kühlluft und in den heißen Abgasen hinter dem Vorerhitzer anfallen, im Hinblick auf den Wärmeverbrauch optimalauf-einen Kreislauf eingestellt werden kann.The invention also relates to an implementation device of the process, seen in the flow direction of the treatment gases, in series a hot gas generator, a treatment room and a separator for the separation of the material to be treated from the gases, the hot treatment gases from the separator with the help of an exhaust fan through a preheating device be sucked for the item to be treated. It is provided according to the invention, that a line branching off from the cooling device for heated cooling air in the exhaust pipe of the preheating device on the suction side of the exhaust fan opens and that the line for the outflowing treatment gas on the pressure side of the exhaust fan is divided into two branch lines, one branch line via a control flap with a dedusting device and the other branch line is connected to the hot gas generator via a control flap. By such a Arrangement is achieved with the advantage that the entire hot gas generator, treatment room, Preheating device as well as the cooling device with regard to the existing system of the gas cycle and the amount of heat to be processed, which is in the heated Cool air and occur in the hot exhaust gases behind the preheater, in view on the heat consumption optimally Circulation can be adjusted can.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist ferner vorgesehen, daß gasseitig gesehen hinter der Kühlvorrichtung die Leitung für die aufgeheizte Kühlluft so aufgeteilt ist, daß eine Zweigleitung zum Abgasgebläse der Vorerhitzungseinrichtung und die andere Zweigleitung zu dem Heißgaserzeuger führt. Mit Hilfe dieser Ausgestaltung ergibt sich eine gute Regelungsmöglichkeit für die Gesamtanlage sowohl für die Temperatur des Gaskreislaufes wie auch hinsichtlich des Sauerstoffangebotes für den Heißgaserzeuger.In an advantageous embodiment of the device according to the invention it is also provided that the line is seen behind the cooling device on the gas side for the heated cooling air is divided so that a branch line to the exhaust fan the preheater and the other branch line to the hot gas generator leads. With the help of this refinement, there is a good possibility of regulation for the entire system both for the temperature of the gas circuit and with regard to the oxygen supply for the hot gas generator.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des Fließschemas eines Ausfüurungsbeispieles für das Brennen von feinkörnigem Kalk dargestellt. Ein schachtförmiger Behandlungsraum 1 ist mit seinem unteren Ende über die Rohrleitung 2 mit einem Heißgaserzeuger 3 verbunden. Das obere Ende des Behandlungsraumes ist über die Abgasleitung 4 zweckmäßiger Weise mit einem Abscheider, vorzugsweise einem Zyklonabscheider 5 verbunden, um das behandelte Gut von den Behandlungsgasen (Abgasen) zu trennen und weiteren Behandlungsstufen, beispielsweise einer Kühlstufe zuzuführen. Die aus dem Abscheider 5 austretenden Abgase werden einer Vorerhitzungseinrichtung, hier einem mehrstufigem Zyklonwärmetauscher zugeführt. Dieser besteht - in Bezug auf die Strömungsrichtung der Abgase - aus hintereinandergeschalteten Zyklonabscheidern 6, 7 und 8, durch die die Abgase von einem Abgasgebläse 9 hindurchgesaugt werden. Mit Rücksicht auf einen besseren Abscheidungsgrad ist der Zyklon 8 als Doppelzyklon ausgebildet. Die Staubaustragsleitung des Zyklon 8 mündet in die Abgasrohrleitung zwischen den Zyklonen 6 und 7, die Staubaustragsleitung des Zyklons 7 mündet in die Abgasrohrleitung zwischen den Zyklonen 5 und 6 und die Staubaustragsleitung des Zyklons 6 mündet in den Behandlungsraum 1.The inventive method is based on the flow chart of a Ausfüurungsbeispieles shown for the burning of fine-grain lime. A shaft-shaped one The lower end of the treatment room 1 is connected to a hot gas generator via the pipeline 2 3 connected. The upper end of the treatment room is more practical via the exhaust pipe 4 Way with a separator, preferably a cyclone separator 5 connected to to separate the treated goods from the treatment gases (exhaust gases) and further treatment stages, for example to be fed to a cooling stage. The emerging from the separator 5 Exhaust gases are passed to a preheating device, here a multi-level Cyclone heat exchanger supplied. This exists - in relation to the direction of flow the exhaust gases - from cyclone separators 6, 7 and 8 connected in series which the exhaust gases are sucked through by an exhaust fan 9. With regard to For a better degree of separation, the cyclone 8 is designed as a double cyclone. the The dust discharge line of the cyclone 8 opens into the exhaust pipe between the cyclones 6 and 7, the dust discharge line of the cyclone 7 opens into the exhaust pipe between the cyclones 5 and 6 and the dust discharge line of the cyclone 6 opens into the treatment room 1.

Das kalte Aufgabegut und zweckmäßigerweise der in der Entstaubungseinrichtung, beispielsweise einem elektrostatischem Staubabscheider 10 abgeschiedene Staub wird in die Abgasrohrleitung zwischen den Zyklonen 7 und 8 eingeführt. Auf diese Weise ist es möglich, das Aufgabegut in direktem Kontakt mit dem heißen Abgas stufenweise entgegen dem Abgasstrom über die Zyklone 8, 7 und 6 in den Behandlungsraum zu führen und so den noch beträchtlichen Wärmeinhalt der aus dem Zyklon 5 austretenden Abgase zur Vorerhitzung des Aufgabegutes bis nahe an die Dissoziationstemperatur auszunUtzen. Anstelle des beschriebenen Zyklonwärmetauschers kann Jede andere Wärmetauschervorrichtung, die zur Erhitzung von feinkörnigem Material geeignet ist, beispielsweise eine nach dem Wirbelschichtprinzip arbeitende oder eine ähnliche Vorrichtung eingeführt werden.The cold feed material and expediently the one in the dedusting device, For example, an electrostatic dust collector 10 is separated dust introduced into the exhaust pipe between the cyclones 7 and 8. In this way it is possible to have the feed material in direct contact with the hot exhaust gas in stages against the exhaust gas flow via the cyclones 8, 7 and 6 into the treatment room and so the still considerable heat content of the exhaust gases emerging from the cyclone 5 to preheat the feed material to close to the dissociation temperature. Instead of the cyclone heat exchanger described, any other heat exchanger device, the is suitable for heating fine-grained material, for example one after the Fluidized bed principle or a similar device are introduced.

Das über den Zyklonabscheider 5 aus dem Behandlungsgasstrom ausgeschiedene, fertiggebrannte Gut wird einer mit Luft betriebenen Kühlvorrichtung aufgegeben, vorzugsweise ebenfalls einem mehrstufigem Zyklonwärmetauscher. Der Kühiwärmetauscher besteht hier - mit Bezug auf die Strömungsrichtung der Kühlluft - aus hintereinander geschalteten Zyklonen 11, 12, 13 und 14. Die Kühlluft wird über eine Rohrleitung 15 in den Zyklon 11 eingeführt und über das Kühlluftgebläse 16 aus dem Zyklon 14 abgezogen, der in bekannter Weise mit Rücksicht auf einen besseren Abscheidegrad als Doppelzyklon ausgebildet ist.The separated from the treatment gas flow via the cyclone separator 5, Finished goods are fed into an air-operated cooling device, preferably also a multi-stage cyclone heat exchanger. The cooling heat exchanger consists here - with reference to the direction of flow of the cooling air - from one behind the other switched cyclones 11, 12, 13 and 14. The cooling air is via a pipe 15 is introduced into the cyclone 11 and out of the cyclone 14 via the cooling air fan 16 deducted in a known manner with a view to a better degree of separation is designed as a double cyclone.

Das im Abscheider 5 aus dem Behandlungsgasstrom abgeschiedene Gut wird zunächst in die Kühiluftrohrleitung 17 zwischen den Zyklonen 13 und 14 eingeführt und gelangt dann stufenweise im Gegenstrom zu der Kühlluft zum Zyklon 11, wo es zum Abtransport ausgetragen wird. Ein Teil der mit dem Kühlluftgebläse abgezogenen ausgeheizten Kühlluft wird über eine Rohrleitung 18 dem Heißgaserzeuger 3 als Verbrennungsluft zugeführt.The material separated from the treatment gas stream in the separator 5 is first introduced into the cooling air pipeline 17 between the cyclones 13 and 14 and then gradually goes in countercurrent to the cooling air to the cyclone 11, where it is carried out for removal. Some of the ones removed with the cooling air fan Heated cooling air is sent via a pipe 18 to the hot gas generator 3 as combustion air fed.

Der andere Teil der Kühlluft wird über die Rohrleitung 19 (strichpunktiert dargestellt) in die Ansaugleitung 20 des Abgasgebläses 9 eingeführt. Durch die Zumischung der aufgeheizten Kühlluft, deren Temperatur mit Sicherheit unter der höchstzulässigen Temperatur für das Abgasgebläse liegt, wird die Abgastemperatur soweit gesenkt, daß die Abgase ohne Gefährdung des Gebläses gefördert werden können.The other part of the cooling air is via the pipe 19 (dash-dotted line shown) is introduced into the suction line 20 of the exhaust fan 9. Through the admixture the heated cooling air, the temperature of which is definitely below the maximum permissible Temperature for the exhaust fan is, the exhaust gas temperature is reduced to the extent that that the exhaust gases can be conveyed without endangering the fan.

Die Abgasleitung 21 hinter dem Abgasgebläse ist in zwei Zweigleitungen 22 und 23 aufgeteilt, so daß durch eine entsprechende Aufteilung der über die Leitung 18 in den Heißgaserzeuger eingeleiteten Kühlluft einerseits und der mit aufgeheizter Kühlluft vermischten Abgasmenge die für das Verfahren erforderliche Gesamtgasmenge eingestellt werden kann. Zu Regelzwecken sind hierzu in den Zweigleitungen 22 und 23 entsprechende Drosselklappen vorgesehen, wobei die für den Heißgaskreislauf nicht benötigten Gasmengen über den Staubabscheider 10 abgeleitet werden.The exhaust line 21 behind the exhaust fan is in two branch lines 22 and 23 divided so that by a corresponding division of the line 18 introduced into the hot gas generator cooling air on the one hand and the heated with Cooling air mixed the amount of exhaust gas the total amount of gas required for the process can be adjusted. For control purposes, this is done in the branch lines 22 and 23 corresponding throttle valves are provided, but not for the hot gas circuit required amounts of gas can be derived via the dust separator 10.

Claims

New patent claims

1. Process for the thermal treatment of fine-grained materials, especially of lime, dolomite or magnesite in suspension, in one through one Hot gas flow directed to the treatment room with subsequent deposition of the treated Good things in a separation chamber, with the treatment gas flowing out of the separator a preheating device for the item to be treated, preferably a single or multi-stage cyclone heat exchanger system is fed and from the preheating device wholly or partially in a hot gas generator to form a gas cycle between Hot gas generator, treatment room and preheating device is introduced, and the material emerging from the separator in a downstream cooling device is cooled with air, characterized in that part of the from the cooling device exiting, heated cooling air with the exiting from the preheating device Exhaust gases are mixed before entering a suction exhaust fan and the other Part directly fed to the hot gas generator as heated combustion air will.

2. Device for performing the method according to claim 1, the seen in the flow direction of the treatment gas in series connection one Hot gas generator, a treatment room and a separator for the separation of the Has material to be treated of the gases, the withdrawn from the separator hot treatment gases in a preheating device for the material to be treated are initiated, characterized in that behind the exhaust fan (9) the Line (21) for the outflowing treatment gas is divided that a branch line (22) is connected to a dedusting device (10) via a control flap and another branch line via another control flap to the hot gas generator (3) is connected.

3. Device according to claim 2, characterized in that behind the cooling device (11, 12, 13, 14) the line for the heated cooling air so is divided that a branch line (19) to the exhaust fan (9) of the preheating device (6, 7, 8) and another branch line (18) with the hot gas generator (3) in Connection.