DE202008001982U1

DE202008001982U1 - Brennkammer für einen Calcinator

Info

Publication number: DE202008001982U1
Application number: DE200820001982
Authority: DE
Original assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Current assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2018-02-14
Also published as: WO2009101170A1

Abstract

Brennkammer (5) für eine Anlage zur Calcinierung von Zementrohmehl, die von außen an einen Calcinator (3) angesetzt ist, und einen Auslaufschacht (7) für Rohmehl (11) aufweist, durch welchen Rohmehl (11) in den Calcinator (3) fließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufschacht (7) eine im Wesentlichen waagrechte Anordnung (9) aufweist, über welche das Rohmehl (11) quer zur Gasstromrichtung des Calcinators (3) in den Calcinator (3) fließt.

Description

Die Neuerung betrifft eine Brennkammer für eine Anlage zur Calcinierung von Zementrohmehl, die von außen an den Calcinator angesetzt ist, und einen Auslaufschacht für Rohmehl aufweist, durch welchen Rohmehl in den Calcinator fließt.
TECHNISCHES GEBIET
Bei der Herstellung von Zementklinker wird gemahlenes Gesteinsmehl mit hohem Kalksteinanteil entgegen dem Fluss eines Gasstroms unter Abgabe von CO₂ aus dem Carbonatanteil in der Gas/Feststoffphase umgewandelt und anschließend in der Feststoffphase zu Zementklinker gesintert. Dabei wird das Gesteinsmehl zunächst in einer Vorwärmstufe durch die heißen Abgase eines Drehrohrofens erwärmt, dann in einem Calcinator erhitzt, um die Entsäuerungsreaktion vorzunehmen, bei welcher der Kalkstein unter formalem Verlust von CO₂ zu gebranntem Kalk umgewandelt und dann in einen Drehrohrofen geleitet wird, in welchem das Sintern mit silikathaltigem Gestein zu Zementklinker vorgenommen wird. Damit innerhalb des Calcinators eine nahezu vollständige endotherm stattfindende Entsäuerung geschieht, wird dem Calcinator weitere Wärme durch einen Brenner zugeführt. Dabei spielt die Positionierung einer Brennerflamme zur Wärmezufuhr eine große Rolle in Bezug auf das Zündverhalten des einzusetzenden Brennstoffes. In Altanlagen ist man dazu übergegangen, zur Modernisierung neben dem Calcinator eine optimierte Brennkammer anzuordnen, in welcher eine nach unten weisende Flamme ausgebildet wird und heiße Gase durch einen Auslaufschacht in den Calcinator gezogen werden. Um lokale Überhitzungen innerhalb der Brennkammer und im Auslaufschacht zu vermeiden, ist man dazu übergegangen, einen Teil des Rohmehls, das unter eigener Entsäuerung hohe Wärmemengen absorbieren kann, in die Brennkammer selbst und in den Auslaufschacht zum Calcinator kaltes Rohmehl aufzugeben. Innerhalb der Brennkammer wird ein Wirbel aus Rohmehl erzeugt innerhalb dessen die Brennerflamme brennt und durch den die Brennerflamme keine zu große Wärme an die Wand der Brennkammer abgeben kann.
Bei einer nachträglichen Umrüstung bestehender Anlagen, bei der eine Brennkammer seitlich an den Calcinator angesetzt werden soll, wurde beobachtet, dass häufig der zur Verfügung stehende Platz nicht ausreicht, problemlos die neue Brennkammer mit ihrer notwendigen Höhe neben dem bestehenden Calcinator unterzubringen. Das hat zur Folge, dass das aus dem Auslaufschacht der Brennkammer heraustretende Rohmehl direkt in den Drehrohrofen fällt, weil möglicherweise der kurze Abstand des Auslaufes zum Drehrohrofeneinlaufschacht oder die nach unten gerichtete Geschwindigkeitskomponente des Rohmehls dazu führt, dass das Rohmehl statt in den Calcinator direkt in den Drehrohrofen transportiert wird. Dadurch ist ein gleichmäßiger Betrieb des Drehrohrofens nicht möglich.
Aufgabe der Neuerung ist es daher, eine Brennkammer für Calcinatoren zur Verfügung zu stellen, bei der die oben genannten Probleme nicht auftauchen.
Die neuerungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Auslaufschacht eine im Wesentlichen waagerechte Anordnung aufweist, über welche das Rohmehl quer zur Gasstromrichtung des Calcinators in den Calcinator fließt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die waagerechte Anordnung innerhalb des Auslaufschachtes die Richtung des fließenden Mehls beeinflusst und zu einem stabilen Betrieb des Drehrohrofens führt. Dies kann daran liegen, dass die waagerechte Anordnung das Rohmehl wie über eine Sprungschanze quer in den Calcinator befördert, wo das Rohmehl durch die aufsteigenden Drehrohrofenabgase nach oben in den Calcinator zur vollständigen Entsäuerung transportiert wird, oder es kann daran liegen, dass die waagerechte Anord nung die effektive Länge zwischen dem unteren Ende des Auslaufschachtes und dem oberen Ende einer unterhalb des Auslaufschachtes angeordneten Drehrohrofeneinlaufkammer verlängert, wobei der verlängerte Weg des Ofenabgases im Gegensatz zum kürzeren Weg des Ofenabgases ohne die erfindungsgemäße waagerechte Anordnung dafür ausreicht, dass das zu Kühlzwecken verwendete Rohmehl vom Ofenabgas aufgenommen und darin dispergiert wird, ohne direkt in den Drehrohrofen zu fallen. Möglich ist auch, dass eine Kombination der beiden Effekte für den unerwartet stabilen Betrieb des Drehrohrofens ursächlich ist.
Die waagerechte Anordnung kann als fest montierter Tisch innerhalb des Auslaufschachtes ausgeführt sein, wobei der Tisch an den Seiten zu den Wänden des Auslaufschachtes abgedichtet ist. Es ist aber auch möglich, die waagerechte Anordnung als Prallschieber auszuführen, wobei der Prallschieber zusätzlich Arretiermöglichkeiten aufweisen kann, um den Prallschieber in seiner Länge zu variieren. Die Arretierstellungen erlauben eine reproduzierbare Einstellung des Prallschiebers bei verschiedenen Brennerzuständen, beispielsweise bei der Verwendung verschiedener Brennstoffe, die eine unterschiedliche Flammausbreitungsgeschwindigkeit und unterschiedliche Heizwerte aufweisen und damit unterschiedliche Flammen ausbilden, die wiederum innerhalb der Brennkammer unterschiedliche Strömungsverhältnisse erzeugen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Prallschieber eine Möglichkeit zur Verstellung des Winkels gegenüber der Waagerechten aus, so dass der Prallschieber zwar im Wesentlichen waagrecht, aber dennoch geringfügig angewinkelt ist, um eine optimale Wirkung zu entfalten. Die Variation des Winkels variiert dabei sowohl den Abstand von Auslaufschacht zu Drehrohrofeneinlaufkammer wie auch den Winkel, unter dem das Rohmehl in die aufsteigenden Abgase des Drehrohrofens auftrifft.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die waagerechte Anordnung am Ende ein angewinkeltes Ende auf, durch welches das darüber fließende Rohmehl einen nach oben weisenden Impuls erhält. Sofern die Wirkung der waagerechten Anordnung auf einer Veränderung des Winkels basiert, unter dem das Rohmehl in die nach oben steigenden Abgase des Drehrohrofens eintrifft, so wird durch das angewinkelte Ende der Winkel noch weiter verändert und der effektive Weg des Rohmehls innerhalb des Calcinators ist so bemessen, dass eine vollständige Entsäuerung stattfindet und ein störungsfreier Betrieb des Drehrohrofens möglich ist.
In besonderer Ausführungsform der Brennkammer weist die waagerechte Anordnung in den Calcinator hinein, so dass das Rohmehl im Extremfall bis in die Mitte des Drehrohrofenabgases eingeleitet wird, wo höhere Gasgeschwindigkeiten vorliegen als direkt an der Wand, wo die Gasgeschwindigkeit möglicherweise nicht ausreicht, das Rohmehl zu dispergieren, worauf das Rohmehl dann in einem kleinen Kanal an der Wand des Calcinators herunterfließt oder -fällt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung weist eine Möglichkeit zur Bewegung der waagrechten Anordnung auf, oder eine Anordnung zum darüberstreichen, um ggf. auf der waagrechten Anordnung liegen gebliebenes Rohmehl zu entfernen, sollte es dort verbacken sein. Neben einer Anordnung zum Darüberstreichen, im einfachsten Fall ein Rechen oder ein Schieber, eignen sich auch Pressluftdüsen, die als Shock-Blower bekannt sind, und durch sehr plötzliche Luftstöße Material von der Oberfläche der waagerechten Anordnung entfernen können.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist die waagerechte Anordnung in den Weg des Gasstromes des Brenners in der Brennkammer angeordnet, so dass die waagerechte Anordnung den Weg des Brennergases beeinflusst, vorteilhaft das Brennergas sogar zu einer Umlenkung verleitet, so dass sich eine rotierende Gaswalze bildet, die zu einer höheren Verweilzeit des Rohmehls im Calcinator führt, das zum Kühlen eingesetzt wird.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figur näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Skizze mit Teilen einer gattungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Zementklinker mit externer Brennkammer und eingezeichnetem Detail.
In 1 sind Teile einer Anlage 1 zur Herstellung von Zementklinker mit einem Vorwärmer 2, einem Calcinator 3, einem Drehrohrofen 4 und einer neben dem Calcinator 3 angeordneten Brennkammer 5 dargestellt. Der Weg des gemahlenen Kalksteins durch die Anlage läuft entgegen der Gasrichtung vom Vorwärmer 2 in den Calcinator 3, wo der Kalkstein unter Abgabe von CO₂ entsäuert wird. Die Brennkammer 5 weist eine Flamme zur Erzeugung von heißen Gasen auf, die über einen Auslaufschacht 7 in den Calcinator 3 geleitet werden. Der Rohmehlstrom 11, der durch die Rohmehlaufgabe 6 in die Brennkammer 5 zum thermischen Schutz der Brennkammer 5 selbst in die Brennkammer 5 eingeführt wird, fällt in den Auslaufschacht 7, nach dem es durch starke Verwirbelung die Wände der Brennkammer 5 geschützt hat. In der Detailzeichnung 8 ist rechts der Auslaufschacht 7 zu sehen und wie – angedeutet durch den von rechts kommenden Pfeil – Rohmehl 11 aus der Brennkammer 5 in die aufsteigenden Gase 12 Calcinators 3 geleitet wird. Eine im Wesentlichen waagerechte Anordnung 9 leitet den Rohmehlstrom 11 aus dem Auslaufschacht 7 so um, dass der Rohmehlstrom 11 nahezu senkrecht in die aufsteigenden Abgase 12 des Drehrohrofens gelangt. In besonderer Ausführungsform der Erfindung weist die waagerechte Komponente 9 ein angewinkeltes Ende 10 auf, das dem Rohmehlstrom 11 einen nach oben gerichteten Impuls verleiht.
Die waagerechte Anordnung 9 kann in Form eines fest montierten Tisches oder als Prallschieber ausgeführt sein, wobei im Fall des Prallschiebers sowohl die Stellung in Bezug auf das Hineinragen in den Calcinator 3 wie auch die Winkelstellung eingestellt werden kann.

1: Anlage
2: Vorwärmer
3: Calcinator
4: Drehrohrofen
5: Brennkammer
6: Rohmehlaufgabe
7: Auslaufschacht
8: Detailzeichnung
9: waagerechte Anordnung
10: Anordnungsende
11: Rohmehlstrom
12: aufsteigende Gase

Claims

Brennkammer (5) für eine Anlage zur Calcinierung von Zementrohmehl, die von außen an einen Calcinator (3) angesetzt ist, und einen Auslaufschacht (7) für Rohmehl (11) aufweist, durch welchen Rohmehl (11) in den Calcinator (3) fließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufschacht (7) eine im Wesentlichen waagrechte Anordnung (9) aufweist, über welche das Rohmehl (11) quer zur Gasstromrichtung des Calcinators (3) in den Calcinator (3) fließt.
Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die waagrechte Anordnung (9) ein fest eingebauter Tisch oder ein verstellbarer Prallschieber ist, der im Auslaufschacht (7) die Richtung des fließenden Rohmehls (11) beeinflusst.
Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die waagrechte Anordnung (9) den effektiven Abstand vom unteren Endes des Auslaufschachtes (7) bis zum oberen Ende einer unterhalb des Auslaufschachtes (7) angeordneten Drehrohrofeneinlaufkammer verlängert.
Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die waagrechte Anordnung (9) ein angewinkeltes Ende (10) aufweist, durch welches das über die waagrechte Anordnung (9) fließende Rohmehl (11) einen nach oben weisenden Impuls erhält.
Brennkammer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallschieber mehrere Arretierstellungen und/oder eine Winkelverstellung aufweist.
Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die waagrechte Anordnung (9) in den Calcinator (3) hineinragt.
Brennkammer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallschieber eine Vorrichtung zur Bewegen oder zum darüberstreichen aufweist, um auf dem Prallschieber liegen bleibendes Rohmehl (11) zu entfernen.
Brennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die waagrechte Anordnung im Weg des Gasstromes eines in der Brennkammer (5) angeordneten Brenners angeordnet ist.
Brennkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom des Brenners durch die Wirkung der waagrechten Anordnung (9) eine nach oben gerichtete Komponente erfährt, vorzugsweise eine rotierende Walze im Calcinator (3) ausbildet.