DE19706265A1 - Verfahren zum Brennen von basischem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von basischem Material wie Kalk, Magnesit und dergleichen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Verfahren der vorausgesetzten Art werden in der Praxis bereits in verschiedenen Ausführungsformen angewendet. Dabei ist es im allgemeinen üblich, zunächst ein fein­ körniges bzw. mehlförmiges Ausgangsmaterial herzustel­ len, dieses dann in einem mehrstufigen Schwebegasvor­ wärmer (z. B. Zyklonvorwärmer) unter Ausnutzung der Ab­ gase einer Calcinierzone vorzuwärmen, dieses vorge­ wärmte Material dann unter Zugabe von Brennstoff und Verbrennungsluft bzw. Verbrennungsgasen in Suspension weiter aufzuheizen und zu calcinieren. Dieses weitere Aufheizen, Calcinieren und Fertigbrennen geschieht da­ bei vielfach in der Weise, daß wenigstens ein Teil des aus der Calcinierzone ausgetragenen und in einem Ab­ scheider abgeschiedenen, weitererhitzten Materiales in die Calcinierzone rezirkuliert wird und dabei einen mehrfachen Wärmebehandlungsumlauf erfährt, wobei es auch bekannt ist, dies in einer zweistufigen Calcinier­ zone durchzuführen, bevor das so wärmebehandelte Mate­ rial in einer nachgeschalteten Kühlzone mit Hilfe von zugeführter Kühlluft bzw. zugeführten Kühlgasen abge­ kühlt wird. Die erwärmte Abluft aus der Kühlzone kann dann als Verbrennungsluft bzw. Tertiärluft in die Cal­ cinierzone eingeleitet werden. Für die Durchführung dieser bekannten Verfahren ist somit ein relativ großer anlagentechnischer Aufwand erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzuentwickeln, daß auch bei relativ niedrigem an­ lagentechnischen Aufwand ein zuverlässiges Brennen des basischen Ausgangsmateriales gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzei­ chen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das basische Ausgangsmaterial in stückiger Form der Vorwärmzone aufgegeben, das vorge­ wärmte Material in der Calcinierzone in einem einfachen Durchlauf weitererhitzt und calciniert und das so cal­ cinierte Material zunächst in einer Verweilzone einer weiteren Wärmebehandlung unterworfen wird, bevor das fertiggebrannte Material der Kühlzone zugeführt wird. Im Vergleich zu den oben erläuterten bekannten Verfah­ ren kann somit erfindungsgemäß zunächst die Aufberei­ tung des basischen Ausgangsmaterial es deutlich einfa­ cher gehalten werden, da zumindest seine Feinzerkleine­ rung entfallen und es in relativ grobstückiger Form ei­ ner entsprechend ausgebildeten Vorwärmzone direkt zuge­ leitet werden kann, d. h. das Ausgangsmaterial kann bei­ spielsweise in feinstückiger Form ab ca. 20 bis 50 mm Stückgröße, aber auch in Stücken mit deutlich mehr als 50 mm Kantenlänge, z. B. bis ca. 200 mm Kantenlänge und mehr, aufgegeben werden. Es sei in diesem Zusammenhang auch noch erwähnt, daß das Material alle Behandlungszo­ nen in stückiger Form durchläuft.

Es wird hierbei weiterhin als Vorteil angesehen, wenn das vorgewärmte Material in einem einfachen Durchlauf in der Calcinierzone weitererhitzt und calciniert und dieses so clacinierte und gebrannte Material dann - ebenfalls in einem einfachen Durchlauf - in der Ver­ weilzone weiter wärmebehandelt bzw. nur für eine be­ stimmte Zeit auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird, bevor das so fertiggebrannte Material in der Kühlzone abgekühlt wird.

Durch diese erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahrens­ weise läßt sich zum einen ein zuverlässiges Brennen des basischen Ausgangsmaterial es in der gewünschten Art und zum andern ein gegenüber dem oben beschriebenen bekann­ ten Verfahren herabgesetzter anlagentechnischer Aufwand erreichen.

In Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird es ferner für zweckmäßig angesehen, wenn das cal­ cinierte Material in der Verweilzone unter Zugabe von Brennstoff sowie unter Zuführung eines Teiles (einer Teilmenge) der erwärmten Abluft aus der Kühlzone auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten und fertigge­ brannt wird. Hierbei werden die heißen Abgase der Ver­ weilzone wenigstens teilweise der Calcinierzone als Be­ handlungsgase zugeführt.

In dem zuvor erwähnten Zusammenhang ist es ferner be­ sonders günstig, daß die Reaktivität in der Verweilzone durch eine Einstellung der Zuführung der Brennstoff- und/oder Kühlzonen-Abluftmengen gesteuert werden kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird es ferner als Vorteil angesehen, wenn die Verweilzone unter reduzierenden Bedingungen betrie­ ben wird, wobei reduzierende Abgase dieser Verweilzone dann in der Calcinierzone nachverbrannt werden können.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, bei der es sich in einer einzigen Figur um ein einfaches Blockschaltbild dieses erfindungsgemäßen Brennverfahrens handelt.

Nach der Darstellung in diesem Blockschaltbild durch­ läuft das zu brennende basische Material, bei dem es sich insbesondere um Kalk handeln soll, jedoch auch um Magnesit, Dolomit und dergleichen handeln kann, bei seiner Wärmebehandlung entsprechend den durchgehend ausgezogenen Pfeilen nacheinander eine Vorwärmzone 1, eine Calcinierzone 2, eine Verweilzone 3 und eine Kühl­ zone 4. Hierbei kann als Vorwärmzone grundsätzlich jede geeignete Vorwärmeinrichtung verwendet werden, wobei vor allem Rostvorwärmer, insbesondere an sich bekannte Wanderrostvorwärmer, oder Schachtvorwärmer in Frage kommen. In einer so ausgebildeten Vorwärmzone 1 kann das in stückiger Form aufgegebene basische Ausgangsma­ terial (Pfeil 5) ganz gezielt und zuverlässig auf die jeweils erforderliche Temperatur vorgewärmt werden.

Das so vorgewärmte Material (Pfeil 6) wird dann in die entsprechend ausgebildete Calcinierzone 2 eingeleitet, in die außerdem ein angemessener Anteil Brennstoff ge­ mäß Pfeil 7, eine - vorzugsweise einstellbare - Teil­ menge (gestrichelter Pfeil S) der erwärmten Abluft aus der Kühlzone 4 als Tertiärluft sowie Abgase (gestrichelter Pfeil 9) der Verweilzone 3 eingeleitet werden. Die Tertiärluft (Pfeil 8) wird im Bereich vor der Verweilzone 3 aus der Abluft der Kühlzone 4 abge­ zweigt.

Die Calcinierzone 2 kann durch jede zweckmäßige Ein­ richtung gebildet werden, die für das Calcinieren von stückigem Material geeignet ist. Des weiteren können je nach den betrieblichen und baulichen Gegebenheiten bzw. Vorgaben die Vorwärmzone 1 und die Calcinierzone 2 grundsätzlich als getrennte Behandlungszonen (durch entsprechende getrennte Wärmebehandlungseinrichtungen) betrieben werden, oder es kann in vielen Fällen auch besonders zweckmäßig sein, die Vorwärmzone 1 und die Calcinierzone 2 in einer einzigen Behandlungseinrich­ tung aufeinanderfolgend auszubilden, wobei eine solche Behandlungseinrichtung - bezogen auf den Materialfluß - in einem ersten Wärmebehandlungsabschnitt für das Vor­ wärmen und in einem entsprechend ausgebildeten zweiten Wärmebehandlungsabschnitt für das Calcinieren des stüc­ kigen Materiales ausgestaltet ist. Dies ist beispiels­ weise sowohl im Zusammenhang mit einem Wanderrostvor­ wärmer als auch im Zusammenhang mit einem Schachvorwär­ mer möglich.

Das im einfachen Durchlauf weitererhitzte und calci­ nierte bzw. gebrannte Material (Pfeil 10) wird an­ schließend in die Verweilzone 3 eingeführt, in der es einer weiteren Wärmebehandlung unterworfen wird, d. h. das calcinierte Material (Pfeil 10) wird in der Ver­ weilzone unter Zugabe von Brennstoff (entsprechend Pfeil 11) sowie unter Zuführung eines Anteiles (gestrichelter Pfeil 12) der erwärmten Abluft aus der Kühlzone (4) auf einer vorbestimmten Temperatur für einen abgemessenen Zeitraum gehalten und fertigge­ brannt. Wie bereits weiter oben erwähnt worden ist, kann durch eine entsprechende Einstellung der Zufüh­ rungsmengen für Brennstoff (Pfeil 11) und Kühlzonenab­ luft (Pfeil 12) die Reaktivität des Materiales in der Verweilzone in der erforderlichen Weise gesteuert wer­ den.

Obwohl es im Bedarfsfalle grundsätzlich möglich ist, die Wärmebehandlung in der Verweilzone 3 so zu steuern, daß darin eine oxidierende Atmosphäre eingestellt und gehalten werden kann, wird es bei diesem erfindungsge­ mäßen Verfahren jedoch im allgemeinen vorgezogen, in dieser Verweilzone 3 - durch Steuerung der Brennstoff- und/oder Kühlzonenabluft - unter reduzierenden Bedin­ gungen zu betreiben. Die dabei entstehenden reduzieren­ den Abgase können anschließend in der Calcinierzone nachverbrannt werden.

Wie in dem Blockschaltbild ferner angedeutet ist, kann bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren ferner auch da­ für gesorgt werden, daß zwischen der Verweilzone 3 und der Calcinierzone 2 eine vorzugsweise einstellbare Teilmenge der Abgase aus der Verweilzone 3 in einer By­ pass-Gasführung abgezogen wird, wie es durch die gestrichelte Linie 13 angedeutet ist. Auf diese Weise kann ein angemessener Teil an Schadstoffen (z. B. Schwefeldioxid und dergleichen) abgezogen werden, d. h. es können Schadstoffkreisläufe reduziert werden.

Wie das Blockschaltbild ferner erkennen läßt, wird es für zweckmäßig angesehen, wenn zumindest die Verweil­ zone 3 und die Kühlzone 4 als getrennte Materialbehand­ lungszonen betrieben werden, wobei sie nur durch Gas- und Materialleitungen miteinander bzw. mit den anderen Behandlungszonen in Verbindung stehen.

Für die Verweilzone 3 kann grundsätzlich jede geeignete Einrichtung bzw. jeder geeignete Reaktor verwendet wer­ den. Besonders bevorzugt wird ein Schachtreaktor oder ein Drehrohrreaktor, die etwa nach Art eines Schacht­ ofens bzw. eines Drehrohrofens betrieben werden können.

Auch für die Kühlzone 4 kann jede geeignete Kühlein­ richtung Verwendung finden, soweit sie für stückiges Material geeignet ist, beispielsweise irgendein Rost­ kühler, ein Drehrohrkühler, Schachtkühler oder derglei­ chen. In jedem Falle erfolgt das Abkühlen des gemäß Pfeil 14 aus der Verweilzone 3 kommenden Materiales in an sich bekannter Weise mit Hilfe von der Kühlzone 4 zugeführter Kühlluft bzw. einem entsprechenden Kühlgas entsprechend dem gestrichelten Pfeil 15, die bzw. das sich beim Wärmeaustausch mit dem abzukühlenden Gut in der bereits angedeuteten Weise erwärmt.

Claims (10)

1. Verfahren zum Brennen von basischem Material, wie Kalk, Magnesit und dergleichen, indem das basische Ausgangsmaterial in einer Vorwärmzone vorgewärmt, das vorgewärmte Material in einer Calcinierzone un­ ter Zugabe von Brennstoff und Verbrennungsluft wei­ tererhitzt und calciniert und fertiggebranntes Ma­ terial in einer Kühlzone unter Zuführung von Kühl­ luft abgekühlt wird, wobei heiße Abgase aus der Cal­ cinierzone in der Vorwärmzone zum Vorwärmen des Aus­ gangsmateriales ausgenutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das basische Ausgangsmaterial (5) in stückiger Form der Vorwärmzone (1) aufgegeben, das vorgewärmte Material (6) in der Calcinierzone (2) in einem ein­ fachen Durchlauf weitererhitzt und calciniert und das so calcinierte Material (10) zunächst in einer Verweilzone (3) einer weiteren Wärmebehandlung un­ terworfen wird, bevor das fertiggebrannte Material (14) der Kühlzone (4) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das calcinierte Material in der Verweilzone (3) unter Zugabe von Brennstoff (11) sowie unter Zufüh­ rung eines Anteiles (12) der erwärmten Abluft aus der Kühlzone (4) auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten und fertiggebrannt wird, wobei die Abgase (9) dieser Verweilzone wenigstens teilweise der Cal­ cinierzone (2) zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Teilmenge (8) der erwärmten Ab­ luft aus der Kühlzone (4) vor der Verweilzone (3) abgezweigt und als Tertiärluft in die Calcinierzone (2) eingeleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktivität in der Verweilzone (3) durch eine Einstellung der Zuführung der Brennstoff- und/oder Kühlzonenabluft-Mengen gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzone (3) unter reduzierenden Bedin­ gungen betrieben wird, wobei Abgase dieser Verweil­ zone in der Calcinierzone (2) nachverbrannt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Verweilzone (3) ein Schacht- oder Drehrohrreaktor verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Verweilzone (3) und der Calcinierzone (2) eine Teilmenge der Abgase in einer Bypass-Gasführung (13) abgezogen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Verweilzone (3) und die Kühlzone (4) als getrennte Materialbehandlungszonen betrieben werden und nur durch Gas- und Materialleitungen mit­ einander bzw. mit den anderen Behandlungszonen in Verbindung stehen.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmzone und die Calcinierzone als ge­ trennte Behandlungszonen betrieben oder in einer einzigen Behandlungseinrichtung aufeinanderfolgend ausgebildet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorwärmzone ein Rostvorwärmer, insbesondere ein Wanderrostvorwärmer, oder ein Schachtvorwärmer verwendet wird.