DE19909904A1 - Device for spraying a cooling medium into a hot gas stream used in a rotary furnace for producing cement clinker comprises a nozzle directed against a cooling medium nozzle for spraying a cleaning medium - Google Patents

Device for spraying a cooling medium into a hot gas stream used in a rotary furnace for producing cement clinker comprises a nozzle directed against a cooling medium nozzle for spraying a cleaning medium

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Abstract

Device for spraying a cooling medium into a hot gas stream charged with dust and condensing/crystallizing vapors comprises a nozzle (13) directed against a cooling medium nozzle (10) for spraying a cleaning medium (15) to self-clean the cooling medium nozzle. Preferred Features: The cleaning medium is a pressurized gas and/or liquid. The nozzle tube (11) for conveying the cooling medium (12) to the nozzle (10) is encased by an outer tube (16) that conveys the gas cleaning medium.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Eindüsung eines Strö­ mungsmediums, insbesondere des Kühlmediums Wasser, in einen Heißgasstrom, der mit zu Anbackungen neigenden Staubfrachten und/oder kondensierenden/kristallisierenden Dämpfen belastet ist, insbesondere in der Mischkammer einer Bypass- bzw. Teilgasabzugs- Anlage zum Abzug eines schadstoffhaltigen Teilstromes des Drehofenabgases einer Zementklinkerproduktionslinie mit Kühlung des zu entstaubenden Teilgasstromes.The invention relates to a device for injecting a stream mungsmediums, especially the cooling medium water, in one Hot gas flow with dust loads that tend to stick and / or condensing / crystallizing vapors, especially in the mixing chamber of a bypass or partial gas discharge Plant for the extraction of a pollutant-containing partial flow of Rotary kiln exhaust gas from a cement clinker production line with cooling of the partial gas stream to be dedusted.

In der Technologie der Herstellung von Zementklinker aus Ze­ mentrohmehl, das in wenigstens einem vom Abgas eines Drehrohr­ ofens durchströmten Wärmetauscherstrang insbesondere Zyklon­ schwebegaswärmetauschersystem vorerhitzt und in der Sinterzone des Drehrohrofens zu Zementklinker gebrannt wird, ist es bekannt, daß viele Einsatzstoffe, ggfs. auch die Brennstoffe, Nebenbestand­ teile wie z. B. Alkaliverbindungen, Chlor, Schwefelverbindungen, Schwermetalle etc. enthalten, die im Bereich der Sinterzone z. B. als Alkalichlorid- und Alkalisulfatverbindungen verdampfen, im Vorwär­ merbereich wieder kondensieren/kristallisieren und somit Kreisläufe aufbauen, wodurch sowohl die Qualität des Zementklinkers ungünstig beeinflußt als auch der Brennprozeß selbst erheblich gestört werden können. Zur Unterdrückung solcher Kreisläufe in einer Zementklin­ kerbrennanlage sowie zur Reduzierung des Gehaltes kreislaufbilden­ der Stoffe im Klinkerherstellungsprozeß ist es bekannt (z. B. DE-A- 197 18 259), durch einen sogenannten Bypassgasabzug bzw. Teil­ gasabzug einen Teil der die Alkaliverbindungen enthaltenden heißen staubbeladenen Ofenabgase aus dem unteren Bereich der Drehofen­ abgassteigleitung bzw. direkt aus der Drehofeneinlaufkammer abzu­ zweigen, in einer Mischkammer durch Einführung eines Kühlmediums wie Wasser und/oder Außenluft abzukühlen, die im Teilgasstrom ent­ haltenen dampfförmigen Schadstoffe an den Feststoffpartikeln kon­ densieren zu lassen und dann den abgekühlten Teilgasstrom durch Abtrennung des schadstoffhaltigen Staubes zu reinigen.In the technology of manufacturing cement clinker from Ze Mentrohmehl that in at least one of the exhaust gas of a rotary kiln furnace through which the heat exchanger flows, in particular cyclone Floating gas heat exchanger system preheated and in the sintering zone of the rotary kiln is burned to cement clinker, it is known that many feedstocks, possibly also the fuels, secondary stock parts such as B. alkali compounds, chlorine, sulfur compounds, Contain heavy metals, etc. in the area of the sintering zone z. B. as Evaporate alkali chloride and alkali sulfate compounds in the preheater condense / crystallize again and thus cycles build up, making both the quality of the cement clinker unfavorable influenced and the burning process itself can be significantly disturbed can. To suppress such circuits in a cement clinic core burning system and to reduce the content of the cycle the substances in the clinker manufacturing process are known (e.g. DE-A-  197 18 259), by a so-called bypass gas discharge or part part of the gas extraction containing the alkali compounds dust-laden furnace gases from the lower area of the rotary kiln exhaust pipe or directly from the rotary kiln inlet chamber branches, in a mixing chamber by introducing a cooling medium such as cooling water and / or outside air, which ent in the partial gas stream held vaporous pollutants on the solid particles kon Allow to densify and then through the cooled partial gas stream Separation of the contaminated dust to clean.

Um die zu behandelnden Volumina des Teilgasstromes nicht zu groß werden zu lassen, ist es vorteilhaft, in den z. B. 1100°C heißen Teil­ gasstrom statt Außenluft Wasser einzudüsen, das eine Schockküh­ lung des Teilgasstromes bewirken soll. Gerade besonders bei der Eindüsung von Kühlwasser ist aber die Gefahr nicht ausgeschlossen, daß es im Bereich der Einspritzdüse zu Feststoffanbackungen kommt, weil der abzukühlende heiße Teilgasstrom die als Kondensa­ tionskeime dienenden Staubfrachten sowie die kondensieren­ den/kristallisierenden Schadstoffdämpfe mit sich führt, die bei ihrer raschen Abkühlung zu Anbackungen neigen, welche die Kühlmittel- Eindüsung funktionsunfähig machen können.In order not to make the volumes of the partial gas stream to be treated too large to be, it is advantageous in the z. B. 1100 ° C hot part gas flow instead of outside air to inject water, which is a blast chiller tion of the partial gas flow. Especially with the Injection of cooling water does not rule out the danger, that there is solid buildup in the area of the injector comes because the hot partial gas stream to be cooled as the condensate dust loads serving as germs and condense the / crystallizing pollutant vapors with them rapid cooling tend to cake, which the coolant Injection can make it inoperable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach ge­ baute Einrichtung zur Eindüsung eines Strömungsmediums, insbe­ sondere des Kühlmediums Wasser in einen Heißgasstrom zu schaf­ fen, der wie bei einer Bypassgas- bzw. Teilgasabzugsanlage einer Zementklinkerproduktionslinie mit zu Anbackungen neigenden Staub­ frachten und/oder kondensierenden/kristallisierenden Dämpfen bela­ stet ist, wobei die Düse über eine lange Standzeit funktionsfähig blei­ ben soll. The invention is therefore based on the object, a simple ge built device for injection of a flow medium, esp special of the cooling medium to create water in a hot gas stream fen, which like a bypass gas or partial gas extraction system Cement clinker production line with dust prone to caking freight and / or condensing / crystallizing vapors bela is steady, whereby the nozzle remains functional over a long service life should.  

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Einrichtung mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen angegeben.This object is achieved with a device according to the invention solved the features of the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims Chen specified.

Charakteristisch für die erfindungsgemäße selbstreinigende Ein­ düsung insbesondere Kühlwassereindüsung ist, daß gegen die Kühl­ mediumdüse wenigstens eine weitere Düse zwecks Ausdüsung eines Abreinigungsmediums zur selbsttätigen Abreinigung der Kühlmedi­ umdüse gerichtet ist. Das Abreinigungsmedium kann ein Druckgas und/oder eine Druckflüssigkeit sein. Das Kühlmedium, z. B. Kühlwas­ ser, sowie das Abreinigungsmedium können sogar identisch sein. Eine einfache und doch wirkungsvolle Abreinigung der Kühlmitteldüse gelingt z. B. dann, wenn von der Abreinigungsdüse intermittierend Druckluftstöße abgegeben werden, wobei die Impulslänge und/oder die Impulsfrequenz der Druckluftstöße in Abhängigkeit der Meßgröße des Verkrustungszustandes der jeweiligen Kühlmediumdüse steuer­ bar sein können. Jedenfalls wird durch die Erfindung eine vollkom­ men selbsttätige Abreinigung der jeweiligen Kühlmitteleinspritzdüse erreicht.Characteristic of the self-cleaning one according to the invention In particular cooling water injection is that against the cooling medium nozzle at least one further nozzle for spraying out a Cleaning medium for automatic cleaning of the cooling media is directed around the nozzle. The cleaning medium can be a compressed gas and / or be a hydraulic fluid. The cooling medium, e.g. B. cooling water water, as well as the cleaning medium can even be identical. A simple yet effective cleaning of the coolant nozzle succeeds z. B. if intermittent from the cleaning nozzle Compressed air blasts are given, the pulse length and / or the pulse frequency of the compressed air pulses depending on the measured variable control the incrustation of the respective cooling medium nozzle can be cash. In any case, a completely men automatic cleaning of the respective coolant injection nozzle reached.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung können die Kühlme­ diumdüse, insbesondere Kühlwassereinspritzdüse, die eine Zerstäu­ bungsdüse bzw. Injektordüse ist, und die Abreinigungsdüse zur einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt sein, indem das Düsenrohr zur Heranführung des Kühlmediums zur Kühlmediumdüse mit Ab­ stand von einem das Gasabreinigungsmedium heranführenden Man­ telrohr umhüllt ist, wobei vom Mantelrohr ein Rohr-Rüssel abgezweigt ist mit der Abreinigungsdüse, deren Ausmündung mit geringem Ab­ stand quer gegen die Kühlmediumdüse gerichtet ist. According to a special feature of the invention, the cooling arms diumdüse, in particular cooling water injection nozzle, the atomization is exercise nozzle or injector nozzle, and the cleaning nozzle to one compact unit can be summarized by the nozzle tube to bring the cooling medium to the cooling medium nozzle with Ab stood from a man introducing the gas cleaning medium telrohr is encased, with a pipe trunk branching off from the tubular casing is with the cleaning nozzle, the mouth of which has a low ab stood across the coolant nozzle.  

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden an­ hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs­ beispieles näher erläutert.The invention and its further features and advantages are apparent from hand of the execution shown schematically in the drawing example explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel den Kopf einer Einrich­ tung zur Eindüsung von Kühlwasser in einen Heißgasstrom mit der erfindungsgemäßen selbsttätig arbeitenden Abreinigung der Wasser­ spritzdüse 10, die an das Düsenrohr 11 zur Heranführung des Kühl­ wassers 12 angesetzt ist. Eingesetzt in einem Heißgasstrom, der mit zu Anbackungen neigenden Staubfrachten und/oder kondensieren­ den/kristallisierenden Dämpfen belastet ist, ist die Düse 10 der Ge­ fahr von Feststoffanbackungen bzw. Verkrustungen ausgesetzt. Diese Gefahr wird vermieden, wenn - wie erfindungsgemäß vorgese­ hen - gegen die Düse 10 wenigstens eine Abreinigungsdüse 13 ge­ richtet ist, die an ein Düsenrohr 14 angesetzt ist, durch welches ein Abreinigungsmedium wie z. B. Wasser oder Druckluft 15 herangeführt wird, die mit Vorteil in Form von Druckluftstößen aus der Düse 13 austritt. Dabei können mit Vorteil die Impulslänge und/oder die Im­ pulsfrequenz der Druckluftstöße bzw. Abreinigungsstöße in Ab­ hängigkeit der Meßgröße des Verkrustungszustandes der Kühlmedi­ umdüse 10 steuerbar sein, z. B. durch Betätigung eines Magnetven­ tils, so daß auf diese Weise die Kühlwasserspritzdüse 10 vollkommen selbsttätig abgereinigt wird, wodurch die Funktionsfähigkeit der Düse 10 erhalten bleibt.The drawing shows an embodiment of the head of a device for injecting cooling water into a hot gas stream with the automatic cleaning of the water spray nozzle 10 according to the invention, which is attached to the nozzle pipe 11 for introducing the cooling water 12 . Used in a hot gas stream, which is loaded with dust loads and / or condensing the / crystallizing vapors, the nozzle 10 is exposed to the risk of solid build-ups or incrustations. This risk is avoided if - as provided according to the invention hen - at least one cleaning nozzle 13 is directed against the nozzle 10 , which is attached to a nozzle tube 14 through which a cleaning medium such as. B. water or compressed air 15 is introduced, which advantageously emerges in the form of compressed air blasts from the nozzle 13 . The pulse length and / or the pulse frequency of the compressed air blasts or cleaning blows can be controllable in dependence on the measured variable of the incrustation state of the cooling medium from the nozzle 10 , z. B. TILs, so that the Kühlwasserspritzdüse 10 is cleaned completely automatically in this manner, thereby maintaining the functionality of the nozzle 10 by operating a Magnetven.

Als Anwendungsbeispiel wird angegeben, daß die erfindungsgemäße Kühlmediums-Eindüsungsvorrichtung bei einer Zementklinkerproduk­ tionslinie mit Abzug eines heißen schadstoffhaltigen Bypass- bzw. Teilgasstromes eingesetzt wird, und zwar in einer Mischkammer, in welche aus der Gut-Einlaufkammer des Drehrohrofens ein z. B. 1100° C heißer, mit Staub, Kondensationskeimen und kondensieren­ den/kristallisierenden Dämpfen belasteter Teilgasstrom eingesaugt wird und in welcher durch Eindüsung des Kühlwassers 12 der Teil­ gasstrom schockartig auf z. B. 800°C zwecks nachfolgender Staubabscheidung abgekühlt wird.As an application example, it is stated that the cooling medium injection device according to the invention is used in a cement clinker production line with deduction of a hot pollutant-containing bypass or partial gas stream, in a mixing chamber into which a z. B. 1100 ° C hot, with dust, condensation nuclei and condense the / crystallizing vapors contaminated partial gas stream is sucked in and in which by gas injection of the cooling water 12 of the partial gas stream in shock on z. B. 800 ° C is cooled for subsequent dust separation.

Besonders kompakt gebaut ist die erfindungsgemäße Einrichtung dann, wenn das Düsenrohr 11 zur Heranführung des Kühlmediums 12 zur Kühlmediumdüse 10 mit Abstand von einem das Gasabreini­ gungsmedium 15 heranführenden Mantelrohr 16 umhüllt ist, von wel­ chem ein Rohr-Rüssel 17 mit der Abreinigungsdüse 13 abgezweigt ist, deren Ausmündung mit geringem Abstand quer gegen die Kühl­ mediumdüse 10 gerichtet ist. Auf diese Weise dient das Mantelrohr 16 gleichzeitig als Schutzrohr für den Kopf der erfindungsgemäßen Eindüsungseinrichtung. Durch einen Spalt 18 zwischen dem Ende des Mantelrohres 16 und dem Außenumfang des Düsenkopfes 19 der Wassereinspritzdüse 10 kann ggfs. ebenfalls noch ein Teil des Abrei­ nigungsmediums 15 mit Kühlung der gesamten Zuführungseinrich­ tung austreten.The device according to the invention is particularly compact when the nozzle tube 11 for introducing the cooling medium 12 to the cooling medium nozzle 10 is encased at a distance from a jacket tube 16 leading the gas cleaning medium 15 , from which a pipe nozzle 17 is branched off with the cleaning nozzle 13 . whose mouth is directed transversely against the cooling medium nozzle 10 at a short distance. In this way, the casing tube 16 also serves as a protective tube for the head of the injection device according to the invention. Through a gap 18 between the end of the jacket tube 16 and the outer circumference of the nozzle head 19 of the water injection nozzle 10 may also. Part of the cleaning medium 15 may emerge with cooling of the entire feeder device.

Die in der Zeichnung dargestellte Eindüsungseinrichtung kann in mehreren Höhenebenen der oben angesprochenen Mischkammer ei­ ner Bypass- bzw. Teilgasstrom-Abzugsanlage einer Zementklinker­ produktionslinie eingesetzt werden. Es können auch in einer Ebene einer solchen Mischkammer mehrere erfindungsgemäße Eindüsungs­ einrichtungen um den Umfang verteilt angeordnet sein.The injection device shown in the drawing can in several height levels of the above-mentioned mixing chamber ei ner bypass or partial gas flow extraction system of a cement clinker production line. It can also be in one level such a mixing chamber several injection according to the invention devices can be arranged distributed around the circumference.

Als in den heißen Teilgasstrom eingespritztes Kühlwasser 12 kann auch Seewasser oder auch Brauchwasser herangezogen werden.Sea water or process water can also be used as the cooling water 12 injected into the hot partial gas stream.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Eindüsung eines Strömungsmediums, insbeson­ dere des Kühlmediums Wasser (12), in einen Heißgasstrom, der mit zu Anbackungen neigenden Staubfrachten und/oder kondensieren­ den/kristallisierenden Dämpfen belastet ist, insbesondere in der Mischkammer einer Bypass- bzw. Teilgasabzugs-Anlage zum Abzug eines schadstoffhaltigen Teilstromes des Drehofenabgases einer Ze­ mentklinkerproduktionslinie mit Kühlung des zu entstaubenden Teil­ gasstromes, dadurch gekennzeichnet, daß gegen die Düse (10) des Strömungs­ mediums (12) (insbesondere Kühlwasser) wenigstens eine weitere Düse (13) zwecks Ausdüsung eines Abreinigungsmediums (15) zur selbstätigen Abreinigung der Kühlmediumdüse (10) gerichtet ist.1. Device for injecting a flow medium, in particular the cooling medium water ( 12 ), into a hot gas stream which is loaded with dust loads and / or condensate the / crystallizing vapors, especially in the mixing chamber of a bypass or partial gas extraction system for extracting a pollutant-containing partial stream of the rotary kiln exhaust gas from a cement clinker production line with cooling of the partial gas stream to be dedusted, characterized in that against the nozzle ( 10 ) of the flow medium ( 12 ) (in particular cooling water) at least one further nozzle ( 13 ) for the purpose of spraying a cleaning medium ( 15 ) is directed for automatic cleaning of the cooling medium nozzle ( 10 ). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abreinigungsmedium (15) ein Druckgas und/oder eine Druckflüssigkeit ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the cleaning medium ( 15 ) is a pressurized gas and / or a pressurized liquid. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (11) zur Heranführung des Kühlmediums (12) zur Kühlmediumdüse (10) mit Abstand von ei­ nem das Gasabreinigungsmedium (15) heranführenden Mantelrohr (16) umhüllt ist, von dem ein Rohr-Rüssel (17) abgezweigt ist mit der Abreinigungsdüse (13), deren Ausmündung quer gegen die Kühlme­ diumdüse (10) gerichtet ist. 3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that the nozzle tube ( 11 ) for introducing the cooling medium ( 12 ) to the cooling medium nozzle ( 10 ) at a distance from egg nem the gas cleaning medium ( 15 ) leading jacket tube ( 16 ) is enveloped by which a pipe trunk ( 17 ) branches off with the cleaning nozzle ( 13 ), the mouth of which is directed transversely against the cooling medium nozzle ( 10 ). 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abreinigungsmedium (15) aus der Abreinigungsdüse (13) intermittierend oder permanent ausgedüst wird, wobei Impulslänge und/oder Impulsfrequenz der Abreinigungs­ stöße, z. B. Druckluft- oder Wasserstöße, in Abhängigkeit der Meß­ größe des Verkrustungszustandes der Kühlmediumdüse (10) steuer­ bar sind.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the cleaning medium ( 15 ) from the cleaning nozzle ( 13 ) is intermittently or permanently sprayed, the pulse length and / or pulse frequency of the cleaning impacts, for. B. compressed air or water jets, depending on the measurement size of the incrustation of the cooling medium nozzle ( 10 ) are tax bar.
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