DE19851646B4 - Thermisches Verfahren zur Minimierung von Alkalien im Brennprozess von Zementrohmehl zum Zementklinker - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von Zementklinker, bei dem
– Rohmehl unverzweigt über einen einstufigen oder mehrstufigen Dehydrator (2) und einen sich daran anschließenden Calcinator (3) in den Einlauf einer Sinterstufe (1) geführt und der dort erbrannte Zementklinker über einen Kühler (4) ausgetragen wird, wobei das Rohmehl im Calcinator (3) bei einer Temperatur bis 1100°C vollständig calciniert und in der Sinterstufe nur noch gesintert wird,
– das Abgas der Sinterstufe unter Umgehung des Calcinators (3) über einen Abgasentstauber (10) dem Dehydrator (2) entstaubt zugeführt
– und alkaliangereicherter Staub über einen Austrag (16) aus dem Calcinator (3) ausgetragen wird, bevor auch das Calcinatorabgas in den Dehydrator (2) eingeleitet wird,
– von wo aus Sinterstufenabgas und Calcinatorabgas als Gesamtabgas aus dem Dehydrator abgezogen werden
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Calcination aus zwei aufeinander folgenden Stufen einer Calcinator- Vorstufe (3a), in der Temperaturen zwischen 700°C und 900°C vorliegen...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von Zement-Rohmehl zur Erzeugung von Zement-Klinker bei vollständiger Entsäuerung im Calcinator und der Reduzierung der alkalischen Verbindungen von Natrium und Kalium (Chloride und Sulfate) auf einen für die Klinkerbildung erforderlichen Mindestgehalt.
• Das Drehrohrofen-Abgas bei Vorcalcinier- Anlagen wird bei unterschiedlichen Brennstoff-Eingaben im. Ofenkopf hochtemperiert in die Vorcalcinierung geführt, wobei die unteren Werte bei etwa 30 % liegen. In Ausnahmefällen, z. B. für eine Alkali- Absenkung, wird das Drehrohrofen-Abgas oder ein Teilstrom hiervon über einen Bypass, am Wärmetauscher vorbei, aus dem Gesamt- System abgezogen. Von Nachteil sind hierbei der hohe Wärmeverlust und die im Bypassgas enthaltenen Alkalien. Beim LEPOL- Verfahren wurde in Einzelfällen durch die Zwischen- Entstaubung im LEPOL- Rost ein teilweises Austreiben der Alkalien erreicht.
• Eine Absenkung der Alkalien ist auch aus den Offenlegungsschriften DE 43 15 212 A1 / DE 43 29 021 A1 bekannt. Nachteilig und problematisch sind bei allen bekannten Vorwärmer-Konstruktionen und fast allen sonstigen noch betriebenen Brennverfahren die Anbackungen und die Ansatzbildung im Temperatur-Bereich ab etwa 850°C auch für normale Rohmehle bis in den Bereich vor der Schmelzphasen- Bildung. Besonders kritisch ist das Problem der Ansatzbildung im Temperatur-Bereich ca. 700-900° C bei Na-, K- und Cl- haltigen Verbindungen, wie u.a. in den Kreiden, die z. B. in Lagerstätten nahe der norddeutschen Küste vorkommen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Brennverfahren zu schaffen, dass die Material- Anbackungen und Ansatzbildungen im Wärmetauscher, besonders bei Rohmehlen mit hohem Alkali- Anteil minimiert und gleichzeitig die Herstellung eines Klinkers mit niedrigem Alkali-Gehalt für einen lowalkali- cement ermöglicht.
• Die Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird die Calcination in einem zweiteiligen Calcinator (3a, 3b) in zwei hintereinander-liegenden Stufen durchgeführt. Die Temperatur in der Calcinator- Vorstufe (3a) liegt zwischen 700 °C und 900 °C, zum Erhalt der Temperatur oberhalb des Siedepunktes von Na und K, bzw. zur Vermeidung des Kondensierens der in chemischen Verbindungen NaOH und KOH enthaltenen Elemente, je nach Na- und K- Gehalt der Rohmehle. Die Temperatur in der Calcinator- Endstufe 3b reicht vom 950°C bis 1100 °C, mit dem Abgas aus dieser Stufe werden die flüchtigen Alkalien- Verbindungen dem Kondensierer 19 zugeführt und auf das erforderliche Minimum reduziert.
• Mit diesen Verfahrenschritten werden Anbackungen und Ansatzbildungen weitgehend vermieden und im Nebeneffekt auch der durch Brennstoff eingebrachte Alkali- Anteil reduziert.
• Bei einer gleichbleibenden chemischen Zusammensetzung und einem thermisch homogenen Rohmehl liegt der Temperatur-Bereich für das Austreiben der Alkalien in engen Grenzen. Aus Betriebserfahrungen einiger Anlagen ist bekannt, dass deren Grenze bei etwa 700-900°C liegt. Die für die Klinkerbildung unerlässliche Mindestmenge an Alkalien wird über einen Bypass, am Kondensierer vorbei, eingestellt.
• Eine weitere, hilfreiche Lösung des Problems der Vermeidung von Ansatzbildung und Anbackungen der vom Gut und Gas berührten Flächen der Wärmetauscher-Stufen sowie deren Einbauten besonders im Temperatur-Bereich ca. 650 °C-größer 1100°C ist eine Auskleidung in einem hochhitzebeständigen Edelstahl von etwa 3 mm Stärke, dessen Fe-Gehalt unter 50 % liegt, auch die Einbauten sind aus diesem Material hergestellt.
• Die Erfindung ist in den anliegenden Zeichnungen 1 und 2 schematisch gezeigt und wird im Zusammenhang mit den darin gezeigten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
• Die 1 u. 2 zeigen Beispiele von Anlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In beiden Figuren sind gleich markiert: der Gutstrom durch *Strich mit Pfeil*, die Gasströme gestrichelt*, die Luft- Führungen *strich-punktiert* und die Staubleitungen *punktiert*.
• Die 1 zeigt das Austreiben von Na und K. Das Abgas aus der Calcinator-Endstufe 3b wird unter Umgehung der Calcinator- Vorstufe 3a direkt in den Dehydrator 2 geführt. Die Calcinator- Stufe 3a erhält eine zusätzliche Brennstoff-Eingabe 17, das Abgas mit den flüchtigen Natrium- und Kalium-Verbindungen wird über die Leitung 18 aus dem System in den Kondensierer 19 zur Austreibung der unerwünschten Elemente gezogen. Das gereinigte Gas wird in der Gabelung mit dem aus dem Indirekt- Kühler 11 kommenden Drehrohrofen- Abgas vereint.
• Die 2 zeigt ein Beispiel, in welchem wie in dem Verfahren nach 1 verfahren wird, nur dass die Calcinator- Stufe 3a ein horizontaler, rotierender Wärmetauscher ist.

1

Sintereinrichtung

2

Dehydrator- Stufen 2a-2c

3

Calcinator- Stufen 3a+3b

4

Klinker-Kühler

5

Brennstoff-Eingabe in 1

6

Brennstoff-Eingabe in 3b

7

Abgas-Ventilator

8

Gaseintritt in 2c

9

Gaseintritt in 2b

10

Abgas- Entstauber

11

Indirekt-Kühler

12

Abgasleitung

13

Integrierte Zwischen-Entstaubung

14

Integrierte Zwischen-Entstaubung 14b+14c

15

Endentstaubung

16

Alkali-Austrag

17

Brennstoff-Eingabe in 3a

18

Leitung zum Kondensierer 19

19

Kondensierer für Natrium u. Kalium

Claims (1)

1. Verfahren zur Erzeugung von Zementklinker, bei dem – Rohmehl unverzweigt über einen einstufigen oder mehrstufigen Dehydrator (2) und einen sich daran anschließenden Calcinator (3) in den Einlauf einer Sinterstufe (1) geführt und der dort erbrannte Zementklinker über einen Kühler (4) ausgetragen wird, wobei das Rohmehl im Calcinator (3) bei einer Temperatur bis 1100°C vollständig calciniert und in der Sinterstufe nur noch gesintert wird, – das Abgas der Sinterstufe unter Umgehung des Calcinators (3) über einen Abgasentstauber (10) dem Dehydrator (2) entstaubt zugeführt – und alkaliangereicherter Staub über einen Austrag (16) aus dem Calcinator (3) ausgetragen wird, bevor auch das Calcinatorabgas in den Dehydrator (2) eingeleitet wird, – von wo aus Sinterstufenabgas und Calcinatorabgas als Gesamtabgas aus dem Dehydrator abgezogen werden dadurch gekennzeichnet, dass – die Calcination aus zwei aufeinander folgenden Stufen einer Calcinator- Vorstufe (3a), in der Temperaturen zwischen 700°C und 900°C vorliegen und einer liegenden, rotierenden drehrohrofenähnlichen Calcinator-Endstufe (3b) mit gegenüber der Horizontalen geneigter Drehachse, in der Temperaturen zwischen 950°C und 1100°C vorliegen durchgeführt wird, – wobei die Calcinator- Vorstufen- Temperatur mittels einer Calcinator- Vorstufen eigenen Brennstoff- Eingabe, über die 15 % des Gesamtbrennstoffanteils eingebracht werden, oberhalb des Siedepunktes von im Rohmehl enthaltenen Na und K gehalten und deren Kondensation vermieden wird – und das Abgas der Calcinator- Vorstufe (3a) unabhängig von dem der Calcinator Endstufe (3b) abgezogen wird.