DE202010011776U1 - Firing plant for cement clinker with pre- and post-calcinator - Google Patents

Firing plant for cement clinker with pre- and post-calcinator Download PDF

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Abstract

Brennanlage (10) zur Herstellung von Zementklinker aus Rohmehl mit
einem Rohmehlvorwärmer (14) bestehend aus ein oder mehreren Zyklonstufen (14A–14E) zur Erwärmung des Rohmehls,
einem Vorkalzinator (16), in dem das vorgewärmte Rohmehl zu Heißmehl entsäuert wird und der mit einem Vorkalzinatorbrenner (20) ausgestattet ist,
einem Drehrohrofen (18), in dem das Heißmehl zu Klinker gebrannt wird und der mit einem Drehrohrofenbrenner (28) ausgestattet ist, und
einem Klinkerkühler zur Abkühlung des gebrannten Klinkers,
gekennzeichnet, durch
einen Nachkalzinator (34), dem das Heißmehl der untersten Zyklonstufe (14E) aufgegeben wird, und
einen dem Nachkalzinator (34) nachgeordneten Zyklonabscheider (36), in dem das Heißmehl aus dem Nachkalzinator (34) von der Gasphase abgeschieden und anschließend dem Drehrohrofen (18) aufgegeben wird, wobei die Abluft aus dem Nachkalzinator (34) und dem nachgeordneten Zyklonabscheider (36) in den Vorkalzinator (16) geleitet wird.
Combustion plant (10) for the production of cement clinker from raw meal with
a raw meal preheater (14) consisting of one or more cyclone stages (14A-14E) for heating the raw meal,
a precalciner (16) in which the preheated raw meal is deacidified into hot meal and equipped with a precalciner burner (20),
a rotary kiln (18) in which the hot meal is fired into clinker and which is equipped with a rotary kiln burner (28), and
a clinker cooler to cool the fired clinker,
marked by
a Nachkalzinator (34) to which the hot meal of the lowest cyclone stage (14E) is applied, and
a Nachklalzinator (34) downstream cyclone separator (36) in which the hot meal from the Nachkalzinator (34) separated from the gas phase and then the rotary kiln (18) is abandoned, the exhaust air from the Nachkalzinator (34) and the downstream cyclone separator ( 36) is passed into the precalciner (16).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennanlage zur Herstellung von Zementklinker aus Rohmehl mit einem Rohmehlvorwärmer bestehend aus ein oder mehreren Zyklonstufen zur Erwärmung des Rohmehls, mit einem Kalzinator, in dem das vorgewärmte Rohmehl zu Heißmehl entsäuert wird und der mit einem Kalzinatorbrenner ausgestattet ist, mit einem Drehrohrofen, in dem das Heißmehl zu Klinker gebrannt wird und der mit einem Drehrohrofenbrenner ausgestattet ist, und mit einem Klinkerkühler zur Abkühlung des gebrannten Klinkers.The invention relates to a firing plant for producing cement clinker from raw meal with a raw meal preheater comprising one or more cyclone stages for heating the raw meal, with a calciner in which the preheated raw meal is deacidified into hot meal and which is equipped with a calciner burner, with a rotary kiln, in which the hot meal is fired to clinker and which is equipped with a rotary kiln burner, and with a clinker cooler for cooling the fired clinker.

Bei der Herstellung von Zementklinker in nach dem Trockenverfahren arbeitenden Anlagen wird Rohmehl vorgewärmt, restgetrocknet, kalziniert, zu Klinker gebrannt und dann abgekühlt. Die Energiezuführung für die Stoffumwandlung in derartigen Anlagen erfolgt durch Brennstoffzuführung in den Drehrohrofen und in den Kalzinator.In the production of cement clinker in drying plants, raw meal is preheated, residue dried, calcined, fired to clinker and then cooled. The energy supply for the material conversion in such systems is carried out by supplying fuel into the rotary kiln and in the calciner.

Im Klinkerkühler erhitzte Luft wird zum Teil als so genannte Sekundärluft dem Drehrohrofen und zum Teil als so genannte Tertiärluft dem Kalzinator zugeführt. Die Abgase des Drehrohrofens werden durch eine Drehrohrofeneinlaufkammer zum Kalzinator geführt, durchströmen diesen und werden zusammen mit den im Kalzinator erzeugten Abgasen in den Zyklonvorwärmer abgeführt.Air heated in the clinker cooler is partly fed to the rotary kiln as so-called secondary air and partly to the calciner as so-called tertiary air. The exhaust gases of the rotary kiln are passed through a rotary kiln inlet chamber to the calciner, flow through this and are discharged together with the exhaust gases generated in the calciner in the cyclone preheater.

Der Zyklonvorwärmer besteht aus einem oder mehreren Fluten und jede Flut aus mehreren, meist 4, 5 oder 6 Zyklonstufen, die jeweils als Schwebegaswärmetauscher fungieren. Das getrocknete Zementrohrmehl wird dem Steigrohr der obersten Zyklonstufe aufgegeben, durchwandert von oben nach unten die Zyklonstufen und wird aus der vorletzten (zweituntersten) Zyklonstufe in den Kalzinator geleitet. Das Mehl der untersten Zyklonstufe wird der Drehrohrofeneinlautkammer des Drehrohrofens aufgegeben. Der Zyklonvorwärmer erwärmt, je nach Anzahl der Zyklonstufen, das Rohmehl auf 850 bis 880°C.The cyclone preheater consists of one or more floods and each flood of several, usually 4, 5 or 6 cyclone stages, which each act as a floating gas heat exchanger. The dried cement pipe meal is fed to the riser of the uppermost cyclone stage, passes through the cyclone stages from top to bottom and is passed from the penultimate (second lowest) cyclone stage into the calciner. The flour of the lowest cyclone stage is fed to the rotary kiln inlet chamber of the rotary kiln. Depending on the number of cyclone stages, the cyclone preheater heats the raw meal to 850 to 880 ° C.

Zwischen dem Drehrohrofen und dem Zyklonvorwärmer ist der Kalzinator angeordnet. Das Rohmehl wird durch Einsatz von ca. 60% der Gesamtbrennstoffwärme im Kalzinator bis auf einen CO2 Gehalt von 4 bis 6% zu Heißmehl entsäuert. Die Verbrennungsluft wird als Tertiärluft über eine Tertiärluftleitung aus dem Klinkerkühler dem Kalzinator zugeführt. Das im Kalzinator entsäuerte Heißmehl wird aus dem Gasstrom abgeschieden und rutscht durch die Drehrohrofeneinlaufkammer in den Drehrohrofen.Between the rotary kiln and the Zyklonvorwärmer the calciner is arranged. The raw meal is deacidified by using about 60% of the total fuel heat in the calciner to a CO 2 content of 4 to 6% to hot meal. The combustion air is supplied as tertiary air via a tertiary air line from the clinker cooler to the calciner. The hot meal deacidified in the calciner is separated from the gas stream and slips through the rotary kiln inlet chamber into the rotary kiln.

Der zylinderförmige Drehrohrofen umfasst eine Einlaufzone, eine Kalzinierzone, eine Übergangszone, eine Sinterzone und eine Auslaufzone. Das Drehrohr ist dabei in Längsrichtung leicht geneigt, so dass sich von der Einlaufzone zur Auslaufzone ein leichtes Gefälle von etwa 2–5% ergibt, im Normalfall 3–4%. Das Heißmehl wird dem Drehrohrofen in der Einlaufzone aufgegeben und dann aufgrund des Gefälles kontinuierlich durch den rotierenden Drehrohrofen gefördert. In der Kalzinierzone erfolgt dabei die Restentsäuerung des Heißmehles. Die thermische Umwandlung zu Zementklinker findet in der Sinterzone statt. Im Drehrohrofen wird ca. 40% der Gesamtbrennstoffwärme eingesetzt. Das Länge/Durchmesser Verhältnis solcher Drehöfen beträgt etwa 11:1.The cylindrical rotary kiln comprises an inlet zone, a calcining zone, a transition zone, a sintering zone and an outlet zone. The rotary tube is slightly inclined in the longitudinal direction, so that there is a slight gradient of about 2-5% from the inlet zone to the outlet zone, normally 3-4%. The hot meal is fed to the rotary kiln in the inlet zone and then continuously fed through the rotating rotary kiln due to the slope. In the calcining zone, the residual deacidification of the hot meal takes place. The thermal conversion to cement clinker takes place in the sintering zone. In the rotary kiln, about 40% of the total fuel heat is used. The length / diameter ratio of such rotary kilns is about 11: 1.

Drehrohröfen haben große thermische Wandverluste. Der Ofenzylinder und besonders die Ofenausmauerung unterliegen hohen thermischen und mechanischen Belastungen. Die exakten Prozessdaten sind dabei abhängig von der spezifischen Charakteristik der jeweiligen Rohmehle bzw. der Rohstoffe, der eingesetzten Brennstoffe, sowie der unterschiedlichen Umgebungsbedingungen. Die Kühlung des mit einer Temperatur von 1350 bis 1400°C aus dem Drehrohrofen fallenden Klinkers erfolgt in Kühlern unterschiedlicher Bauarten. Dabei wird der Klinker mit Umgebungsluft auf 60 bis 70°C über Umgebungslufttemperatur abgekühlt.Rotary kilns have large thermal wall losses. The furnace cylinder and especially the furnace lining are subject to high thermal and mechanical loads. The exact process data are dependent on the specific characteristics of the respective raw meal or the raw materials, the fuels used, as well as the different environmental conditions. The cooling of the falling from the rotary kiln with a temperature of 1350 to 1400 ° C clinker takes place in coolers of different types. The clinker is cooled with ambient air to 60 to 70 ° C above ambient air temperature.

Die thermischen Wandverluste und der Verschleiß der Ausmauerung des Drehrohrofens sind wesentliche Anteile an den Betriebskosten einer Zementklinkerbrennanlage. Je höher die thermischen Wandverluste, desto höher ist der Brennstoffenergieverbrauch und damit die Betriebskosten. Auch die Größe des Drehrohrofens spielt hier eine wichtige Rolle. Je größer der Drehrohrofen dimensioniert ist, desto mehr Ausmauerungsmasse wird benötigt und desto höher sind die damit verbundenen Ausmauerungskosten. Aber auch der Ausmauerungsverschleiß steigt mit der Größe des Brennofens, was zu erhöhten thermischen Wandverlusten und damit ebenfalls zur Erhöhung der Betriebskosten führt. Um dem Ausmauerungsverschleiß entgegenzuwirken muss der Drehrohrofen häufiger gewartet werden, was eine geringe zeitliche Anlagenauslastung zur Folge hat und damit ebenfalls zur Erhöhung der Betriebskosten beiträgt.The thermal wall losses and the wear of the lining of the rotary kiln are substantial parts of the operating costs of a cement clinker burning plant. The higher the thermal wall losses, the higher the fuel energy consumption and thus the operating costs. The size of the rotary kiln also plays an important role here. The larger the size of the rotary kiln, the more lining mass is required and the higher the associated lining costs. But the lining wear increases with the size of the furnace, which leads to increased thermal wall losses and thus also to increase the operating costs. To counteract the Ausmauerungsverschleiß the rotary kiln must be maintained more frequently, which has a low temporal capacity utilization and thus also contributes to increase the operating costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Betriebskosten einer Zementklinkerbrennanlage zu senken.The present invention is therefore based on the object of reducing the operating costs of a cement clinker burning plant.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Zementklinkerbrennanlage mit einem Nachkalzinator, dem das Heißmehl der untersten Zyklonstufe aufgegeben wird, und mit einem dem Nachkalzinator nachgeordneten Zyklonabscheider, in dem das Heißmehl aus dem Nachkalzinator von der Gasphase abgeschieden und anschließend dem Drehrohrofen aufgegeben wird, ausgestattet ist. Der bisherige Kalzinator fungiert nun als Vorkalzinator.According to the invention, this object is achieved in that the cement clinker firing with a Nachkalzinator, the hot meal of the lowest cyclone is abandoned, and with a Nachkalzinator downstream cyclone separator in which the hot meal from the Nachkalzinator is deposited from the gas phase and then fed to the rotary kiln equipped is. The previous calciner now acts as a precalciner.

Die Restentsäuerung des Heißmehls wird dabei nicht im Drehrohrofen durchgeführt, sondern erfolgt bereits in dem vor dem Drehrohrofen angeordneten Nachkalzinator. Die in herkömmlichen Drehrohröfen benötigte Kalzinierzone wird durch die Verwendung des Nachkalzinators entbehrlich. Dadurch verringern sich die benötigte Länge und damit die Oberfläche des Drehrohrofens. Durch die kleinere Oberfläche des Drehrohrofens werden die thermischen Wandverluste und die damit verbundenen Betriebskosten der Zementklinkerbrennanlage reduziert.The residual deacidification of the hot meal is not carried out in the rotary kiln, but takes place already in the arranged before the rotary kiln Nachkalzinator. The calcination zone needed in conventional rotary kilns is dispensable by the use of the post-calciner. This reduces the required length and thus the surface of the rotary kiln. The smaller surface of the rotary kiln reduces the thermal wall losses and associated operating costs of the cement clinker burning plant.

Der Nachkalzinator befindet sich zwischen der Drehrohrofeneinlaufkammer und dem Vorkalzinator. Das Drehrohrofenabgas strömt direkt in den Nachkalzinator. Das Heißmehl der untersten Zyklonstufe wird nicht dem Drehrohrofen, sondern dem Nachkalzinator aufgegeben.The post-calcinator is located between the rotary kiln inlet chamber and the precalciner. The rotary kiln exhaust gas flows directly into the Nachkalzinator. The hot flour of the lowest cyclone stage is not the rotary kiln, but the Nachkalzinator abandoned.

Das Heißmehl wird im Nachkalzinator mit dem Drehrohrofenabgas vermengt, wobei es vollständig entsäuert wird. Durch eine nachgeordnete Zyklonstufe wird das restentsäuerte Heißmehl aus dem Gasstrom abgeschieden und über eine Heißmehlrohrleitung der Drehrohrofeneinlaufkammer des Drehrohrofens aufgegeben.The hot meal is mixed in the Nachkalzinator with the rotary kiln exhaust gas, where it is completely deacidified. By a downstream cyclone stage, the residual deacidified hot meal is separated from the gas stream and fed via a hot meal pipe of the rotary kiln inlet chamber of the rotary kiln.

Das vollständig entsäuerte Heißmehl neigt verstärkt zur Ansatzbildung, so dass sowohl der Zyklonabscheider als auch die Rohmehlleitung zwischen dem Zyklonabscheider und der Drehrohrofeneinlaufkammer baulich an die Förderbeschaffenheit des restentsäuerten Heißmehls angepasst werden müssen.The completely deacidified hot meal tends increasingly to accumulate so that both the cyclone separator and the raw meal pipe between the cyclone separator and the rotary kiln inlet chamber have to be structurally adapted to the conveying condition of the residual deacidified hot meal.

Der dem Nachkalzinator nachgeordnete Zyklonabscheider unterscheidet sich deshalb von den Zyklonabscheidern des Rohmehlvorwärmers (mit Ausnahme der untersten Zyklonstufe) durch einen größeren Winkel der Einströmspiralenschräge gemessen zur Horizontalen. Die Einströmspiralenschräge weist gegenüber der Horizontalen einen Winkel von über 60°, vorzugsweise 62° bis 65°, auf.The cyclone separator downstream of the postcalzinator therefore differs from the cyclone separators of the raw meal preheater (with the exception of the lowest cyclone stage) by a larger angle of the inflow spiral slope measured to the horizontal. The Einströmspiralenschräge has with respect to the horizontal at an angle of about 60 °, preferably 62 ° to 65 ° on.

Der dem Nachkalzinator nachgeordnete Zyklonabscheider hat vorzugsweise einen größeren Konuswinkel als die Zyklonabscheider der zwei bis fünf unteren Stufen des Rohmehlvorwärmers. Der Konuswinkel des Zyklonabscheiders weist gegenüber der Horizontalen einen Winkel von über 70°, vorzugsweise 72° bis 75°, auf.The downstream of the Nachkalzinator cyclone preferably has a larger cone angle than the Zyklonabscheider the two to five lower stages of Rohmehlvorwärmers. The cone angle of the cyclone separator has an angle of more than 70 °, preferably 72 ° to 75 °, relative to the horizontal.

Der Durchmesser der Mehlrohrleitungen muss generell in Abhängigkeit vom Klinkerdurchsatz und dem Abscheidegrad der verwendeten Zyklonabscheider gewählt werden. Um Ansatzbildung des restentsäuerten Heißmehls in der Mehlrohrleitung zwischen der Drehrohrofeneinlaufkammer und der dem Nachkalzinator nachgeordneten Zyklonabscheiderstufe zu verhindern, muss der Durchmesser dieser Mehlrohrleitung größer sein als der Durchmesser der Mehlrohrleitungen der Vorwärmstufen.The diameter of the flour pipes must generally be selected as a function of the clinker throughput and the degree of separation of the cyclone separators used. In order to prevent buildup of the residual deacidified hot meal in the flour pipe between the rotary kiln inlet chamber and downstream of the Nachkalzinator Zyklonabscheiderstufe, the diameter of this flour pipe must be greater than the diameter of the flour pipes of the preheating stages.

In der erfindungsgemäßen Brennanlage wird das Rohmehl in einem Rohmehlvorwärmer bestehend aus ein oder mehreren Zyklonstufen erwärmt, das vorgewärmte Rohmehl in einem Vorkalzinator zu Heißmehl entsäuert, das Heißmehl in einem Drehrohrofen zu Klinker gebrannt und der gebrannte Klinker in einem Klinkerkühler abgekühlt, wobei die Restentsäuerung des Heißmehls in einem Nachkalzinator erfolgt.In the firing system according to the invention, the raw meal is heated in a raw meal preheater consisting of one or more cyclone stages, deacidified the preheated raw meal in a precalciner to hot meal, the hot meal baked in a rotary kiln to clinker and cooled the fired clinker in a clinker cooler, the residual deacidification of the hot meal done in a Nachkalzinator.

Die thermische Energie für die Restentsäuerung wird entweder durch den Drehrohrofenbrenner in das System eingeführt oder kann anhand eines zusätzlichen Nachkalzinatorbrenners direkt im Nachkalzinator erzeugt werden.The thermal energy for the residual deacidification is introduced into the system either by the rotary kiln burner or can be generated directly in the post-calciner by means of an additional post-calciner burner.

Dadurch dass der Drehrohrofen ohne eigene Kalzinierzone auskommt, reduziert sich die Länge des Ofens. Bei Anlagen ohne zusätzlichen Nachkalzinatorbrenner ergibt sich ein Länge/Durchmesser Verhältnis des Drehrohrofens von ca. 8:1. Bei Anlagen mit Nachkalzinatorbrenner ergibt sich ein Länge/Durchmesser Verhältnis des Drehrohrofens von ca. 7,5:1.The fact that the rotary kiln does not need its own calcining zone reduces the length of the kiln. In systems without additional Nachkalzinatorbrenner results in a length / diameter ratio of the rotary kiln of about 8: 1. In systems with Nachkalzinatorbrenner results in a length / diameter ratio of the rotary kiln of about 7.5: 1.

Die erforderliche Verbrennungsluft (Quartiärluft) für den Nachkalzinatorbrenner ist, wie die Tertiärluft, Rekuperationsluft, die über eine Quartiärluftleitung aus der Tertiärluftleitung in den Nachkalzinator geführt wird.The required combustion air (quartz air) for the Nachkalzinatorbrenner is like the tertiary air, Rekuperationsluft, which is fed via a quarti air line from the tertiary air line in the Nachkalzinator.

Sowohl Vorkalzinator als auch Nachkalzinator können als Strömungsrohr (Rohrkalzinator) (Gasgeschwindigkeit um 14 m/s) mit vertikal ansteigender und mit im Wesentlichen vertikal abfallender Strecke, als kompakter Behälter (Behälterkalzinator) (Gasgeschwindigkeit um 7 m/s) oder als Hybrid aus beiden (z. B. kompakter Behälter mit anschließendem Strömungsrohr) ausgeführt sein.Both precalciner and postcalzinator can be used as a flow tube (tube calciner) (gas velocity around 14 m / s) with a vertically rising and substantially vertically sloping path, as a compact container (tank calciner) (gas velocity around 7 m / s) or as a hybrid of both ( eg compact container with subsequent flow tube).

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings. Show it:

1 ein Prinzipschema einer Brennanlage nach dem Stand der Technik; 1 a schematic diagram of a combustion system according to the prior art;

2 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Brennanlage unter Einsatz von Rohrkalzinatoren ohne Nachkalzinatorbrenner; 2 a schematic diagram of a combustor according to the invention using Rohrkalzinatoren without Nachkalzinatorbrenner;

3 Schnittansicht (3A) und Draufsicht (3B) des dem Nachkalzinator nachgeordneten Zyklonabscheiders; 3 Sectional view ( 3A ) and plan view ( 3B ) of the Nachkalzinator downstream cyclone separator;

4 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Brennanlage unter Einsatz von Rohrkalzinatoren mit Nachkalzinatorbrenner; 4 a schematic diagram of a combustor according to the invention using Rohrkalzinatoren with Nachkalzinatorbrenner;

5 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Brennanlage unter Einsatz von Behälterkalzinatoren ohne Nachkalzinatorbrenner; 5 a schematic diagram of a combustor according to the invention using Behälterkalzinatoren without Nachkalzinatorbrenner;

6 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Brennanlage unter Einsatz von Behälterkalzinatoren mit Nachkalzinatorbrenner; 6 a schematic diagram of a combustor according to the invention using Behälterkalzinatoren with Nachkalzinatorbrenner;

7 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Brennanlage unter Einsatz von Hybridkalzinatoren ohne Nachkalzinatorbrenner; 7 a schematic diagram of a combustor according to the invention using hybrid calcinators without Nachkalzinatorbrenner;

8 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Brennanlage unter Einsatz von Hybridkalzinatoren mit Nachkalzinatorbrenner. 8th a schematic diagram of a combustor according to the invention using hybrid calciners with Nachkalzinatorbrenner.

In 1 ist ein Prinzipschema einer Brennanlage 10 nach dem Stand der Technik abgebildet. Das Rohmehl wird über eine Rohmehlaufgabe 12 der obersten Stufe 14A eines 5-stufigen Zyklonvorwärmers 14 aufgegeben. Im Zyklonvorwärmer wird das Rohmehl auf 850 bis 880°C erwärmt. Das vorgewärmte Rohmehl der zweituntersten Zyklonstufe 14D wird einem Kalzinator 16 aufgegeben. Im Kalzinator 16 wird das Rohmehl durch die Abgase aus einem Drehrohrofen 18, sowie durch einen Kalzinatorbrenner 20 weiter erhitzt und zu Heißmehl kalziniert. Die benötigte Verbrennungsluft wird als Tertiärluft über eine Tertiärluftleitung 24 aus dem Ofenauslaufkopf 22 und somit aus dem Klinkerkühler in den Kalzinator 16 geführt. Aus dem Kalzinator 16 wird als Heißmehl in die unterste Zyklonstufe 14E gefördert, wo es vom Gasstrom abgeschieden und anschließend der Drehrohrofeneinlaufkammer 26 des Drehrohrofens 18 aufgegeben wird. Im Drehrohrofen 18 wird das Heißmehl restentsäuert und zu Klinker gebrannt. Die erforderliche thermische Energie wird dabei von einem Drehofenbrenner 28 bereitgestellt. Die dazu benötigte Verbrennungsluft wird über den Verbindungsschacht 30 zwischen Kühler und Ofenauslaufkopf 22 dem Drehrohrofen zugeführt. Der Klinker verlässt die Brennanlage 10 über den Verbindungsschacht 30 und wird anschließend in einem Klinkerkühler (nicht dargestellt) auf etwa 60–70°C über Umgebungstemperatur abgekühlt.In 1 is a schematic diagram of a combustion plant 10 imaged according to the prior art. The raw meal is processed via a raw meal 12 the highest level 14A a 5-stage cyclone preheater 14 given up. In the cyclone preheater, the raw meal is heated to 850 to 880 ° C. The preheated raw meal of the second lowest cyclone stage 14D becomes a calciner 16 given up. In the calciner 16 The raw meal is removed by the exhaust gases from a rotary kiln 18 , as well as a calciner burner 20 further heated and calcined to hot flour. The required combustion air is called tertiary air via a tertiary air line 24 from the kiln outlet head 22 and thus from the clinker cooler into the calciner 16 guided. From the calciner 16 is used as hot meal in the lowest cyclone stage 14E where it is separated from the gas stream and then the rotary kiln inlet chamber 26 of the rotary kiln 18 is abandoned. In the rotary kiln 18 the hot meal is remuxed and fired to clinker. The required thermal energy is thereby from a rotary kiln burner 28 provided. The required combustion air is via the connection shaft 30 between radiator and oven outlet head 22 supplied to the rotary kiln. The clinker leaves the firing system 10 over the connection shaft 30 and is then cooled in a clinker cooler (not shown) to about 60-70 ° C above ambient temperature.

2 und 3 zeigen das Schema einer erfindungsgemäßen Brennanlage 10. Das Heißmehl der untersten Zyklonstufe 14E wird nicht dem Drehrohrofen 18 aufgegeben, sondern wird in einem Nachkalzinator 34 mit den Drehrohrofenabgasen vermischt und dort restentsäuert. Das restentsäuerte Heißmehl wird anschließend in einem Zyklonabscheider 36 von der Gasphase abgeschieden und der Drehrohrofeneinlaufkammer 26 des Drehrohrofens 18 aufgegeben. Die Abluft aus dem Nachkalzinator 34 und dem nachgeordneten Zyklonabscheider 36 wird in den Vorkalzinator 16 geleitet. Da das vollständig entsäuerte Heißmehl verstärkt zur Ansatzbildung neigt, ist der Winkel der Einströmspiralenschräge α und der Konuswinkel β bei dem zusätzlichen Zyklonabscheider 36 größer als bei den Zyklonabscheidern 14A14E des Zyklonvorwärmers 14. Auch die Mehlrohrleitung 38 vom Zyklonabscheider 36 zur Einlaufkammer 26 des Drehrohrofens 18 besitzt aus diesem Grund einen größeren Durchmesser, als die Mehlrohrleitungen des Zyklonvorwärmers 14. Die thermische Energie für die Restentsäuerung des Heißmehls im Nachkalzinator 34 wird in dieser Ausführungsform vom Drehrohrofenbrenner 28 bereitgestellt. 2 and 3 show the scheme of a combustor according to the invention 10 , The hot flour of the lowest cyclone stage 14E will not be the rotary kiln 18 abandoned, but is in a Nachkalzinator 34 mixed with the rotary kiln exhaust gases and there residual acidified. The residual deacidified hot meal is then placed in a cyclone separator 36 deposited from the gas phase and the rotary kiln inlet chamber 26 of the rotary kiln 18 given up. The exhaust air from the Nachkalzinator 34 and the downstream cyclone separator 36 gets into the precalciner 16 directed. Since the fully deacidified hot meal is prone to build up, the angle of the inflow spiral slope α and the cone angle β in the additional cyclone separator 36 larger than the cyclone separators 14A - 14E of the cyclone preheater 14 , Also the flour pipe 38 from the cyclone separator 36 to the inlet chamber 26 of the rotary kiln 18 For this reason, it has a larger diameter than the flour tubes of the cyclone preheater 14 , The thermal energy for the residual deacidification of hot meal in Nachkalzinator 34 is in this embodiment of the rotary kiln burner 28 provided.

Die 3A und 3B stellen eine Ansicht (3A) und eine Draufsicht (3B) des zusätzlichen Zyklonabscheiders 36 dar. Um Ansatzbildungen des restentsäuerten Heißmehls zu verhindern, besitzt die Einströmspriralenschräge einen Winkel α von 65° und der Auslaufkonus des Zyklonabscheiders einen Winkel β von 75° gegenüber der Horizontalen.The 3A and 3B make a view ( 3A ) and a plan view ( 3B ) of the additional cyclone separator 36 In order to prevent build-up of residual-acidified hot meal, the Einströmspriralenschräge has an angle α of 65 ° and the outlet cone of the cyclone an angle β of 75 ° relative to the horizontal.

Es ist möglich, den Nachkalzinator 34 mit einem eigenen Brenner 40 auszustatten. 4 zeigt eine derartige Klinkerbrennanlage 10 mit einem zusätzlichen Nachkalzinatorbrenner 40. Die dafür erforderliche Verbrennungsluft (Quartiärluft) ist Rekuperationsluft aus dem Klinkerkühler und wird über eine Rohrleitung 42 von der Tertiärluftleitung 24 dem Nachkalzinator 34 zugeführt.It is possible, the Nachkalzinator 34 with its own burner 40 equip. 4 shows such a clinker burning plant 10 with an additional Nachkalzinatorbrenner 40 , The required combustion air (quartz air) is recuperation air from the clinker cooler and is via a pipeline 42 from the tertiary air line 24 the postcalzinator 34 fed.

Die Brennanlagen der 5 und 6 entsprechen im Wesentlichen den Brennanlagen der 2 und 4. Der Unterschied zwischen den jeweiligen Brennanlagen besteht darin, dass Vor- und Nachkalzinator 16, 34 nicht als Rohrkalzinatoren, sondern als Behälterkalzinatoren mit einer Gasgeschwindigkeit von ca. 7 m/s ausgeführt sind. In 5 ist der Nachkalzinator 34 ohne eigenen Nachkalzinatorbrenner ausgebildet. Die benötigte Wärmeenergie wird dabei ausschließlich vom Drehrohrofenbrenner 28 bereitgestellt. In 6 ist der Nachkalzinator 34 dagegen mit einem eigenen Nachkalzinatorbrenner 40 ausgerüstet, so dass die für die Restentsäuerung zusätzlich benötigte thermische Energie direkt im Nachkalzinator 34 erzeugt werden kann.The firing systems of 5 and 6 essentially correspond to the firing systems of the 2 and 4 , The difference between the respective firing systems is that pre- and Nachkalzinator 16 . 34 not as tube calcinators but as container calciners with a gas velocity of approx. 7 m / s. In 5 is the Nachkalzinator 34 designed without own Nachkalzinatorbrenner. The required heat energy is exclusively from the rotary kiln burner 28 provided. In 6 is the Nachkalzinator 34 By contrast, with its own Nachkalzinatorbrenner 40 equipped so that the additionally required for the residual deacidification thermal energy directly in Nachkalzinator 34 can be generated.

Die Brennanlagen der 7 und 8 entsprechen im Wesentlichen den Brennanlagen der 2 und 4, bzw. der 5 und 6. Der einzige Unterschied zwischen den jeweiligen Brennanlagen besteht darin, dass Vor- und Nachkalzinator 16 und 34 nicht als reine Rohr- und Behälterkalzinatoren ausgeführt sind. In 7 ist der Nachkalzinator 34 dabei ohne eigenen Nachkalzinatorbrenner ausgebildet. In 8 ist der Nachkalzinator 34 dagegen mit einem eigenen Nachkalzinatorbrenner 40 ausgerüstet, so dass die für die Restentsäuerung zusätzlich benötigte thermische Energie auch in dieser Ausführungsform direkt im Nachkalzinator 34 erzeugt werden kann.The firing systems of 7 and 8th essentially correspond to the firing systems of the 2 and 4 , or the 5 and 6 , The only difference between the respective firing systems is that pre-and Nachkalzinator 16 and 34 not designed as pure tube and Behälterkalzinatoren. In 7 is the Nachkalzinator 34 thereby formed without own Nachkalzinatorbrenner. In 8th is the Nachkalzinator 34 By contrast, with its own Nachkalzinatorbrenner 40 equipped, so that additionally required for the Restentsäuerung thermal energy in this embodiment, directly in Nachkalzinator 34 can be generated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
ZementklinkerbrennanlageCement clinker burning plant
1212
Rohmehlaufgaberaw meal
1414
Zyklonvorwärmercyclone
14A14A
1. Stufe des Zyklonvorwärmers1st stage of the cyclone preheater
14B14B
2. Stufe des Zyklonvorwärmers2nd stage of the cyclone preheater
14C14C
3. Stufe des Zyklonvorwärmers3rd stage of the cyclone preheater
14D14D
4. Stufe des Zyklonvorwärmers4th stage of the cyclone preheater
14E14E
5. Stufe des Zyklonvorwärmers5th stage of the cyclone preheater
1616
Vorkalzinatorprecalciner
1818
DrehrohrofenRotary kiln
2020
VorkalzinatorbrennerVorkalzinatorbrenner
2222
OfenauslaufkopfKiln outlet head
2424
TertiärluftleitungTertiary air duct
2626
DrehrohrofeneinlaufkammerRotary kiln inlet chamber
2828
DrehrohrofenbrennerRotary kiln burner
3030
ÜbergangsschachtTransition shaft
3434
NachkalzinatorNachkalzinator
3636
Zyklonabscheidercyclone
3838
MehlrohrleitungFlour pipeline
4040
NachkalzinatorbrennerNachkalzinatorbrenner
4242
QuartiärluftleitungQuartiärluftleitung

Claims (11)

Brennanlage (10) zur Herstellung von Zementklinker aus Rohmehl mit einem Rohmehlvorwärmer (14) bestehend aus ein oder mehreren Zyklonstufen (14A14E) zur Erwärmung des Rohmehls, einem Vorkalzinator (16), in dem das vorgewärmte Rohmehl zu Heißmehl entsäuert wird und der mit einem Vorkalzinatorbrenner (20) ausgestattet ist, einem Drehrohrofen (18), in dem das Heißmehl zu Klinker gebrannt wird und der mit einem Drehrohrofenbrenner (28) ausgestattet ist, und einem Klinkerkühler zur Abkühlung des gebrannten Klinkers, gekennzeichnet, durch einen Nachkalzinator (34), dem das Heißmehl der untersten Zyklonstufe (14E) aufgegeben wird, und einen dem Nachkalzinator (34) nachgeordneten Zyklonabscheider (36), in dem das Heißmehl aus dem Nachkalzinator (34) von der Gasphase abgeschieden und anschließend dem Drehrohrofen (18) aufgegeben wird, wobei die Abluft aus dem Nachkalzinator (34) und dem nachgeordneten Zyklonabscheider (36) in den Vorkalzinator (16) geleitet wird.Burning plant ( 10 ) for the production of cement clinker from raw meal with a raw meal preheater ( 14 ) consisting of one or more cyclone stages ( 14A - 14E ) for heating the raw meal, a precalciner ( 16 ), in which the preheated raw meal is deacidified into hot meal and which is treated with a precalciner burner ( 20 ), a rotary kiln ( 18 ), in which the hot meal is burned to clinker and with a rotary kiln burner ( 28 ) and a clinker cooler for cooling the fired clinker, characterized by a Nachkalzinator ( 34 ) containing the hot meal of the lowest cyclone stage ( 14E ) and a Nachkalzinator ( 34 ) downstream cyclone separator ( 36 ), in which the hot flour from the Nachkalzinator ( 34 ) separated from the gas phase and then the rotary kiln ( 18 ), whereby the exhaust air from the Nachkalzinator ( 34 ) and the downstream cyclone separator ( 36 ) in the precalciner ( 16 ). Brennanlage gemäß Anspruch 1, wobei der Drehrohrofen (18) ein Länge/Durchmesser-Verhältnis von etwa 8:1 aufweist.Combustion plant according to claim 1, wherein the rotary kiln ( 18 ) has a length / diameter ratio of about 8: 1. Brennanlage gemäß Anspruch 1, wobei der Nachkalzinator (34) mit einem Nachkalzinatorbrenner (40) ausgerüstet ist.Combustion plant according to claim 1, wherein the post-calcinator ( 34 ) with a Nachkalzinatorbrenner ( 40 ) is equipped. Brennanlage gemäß Anspruch 3, wobei der Drehrohrofen (18) ein Länge/Durchmesser-Verhältnis von etwa 7,5:1 aufweist.Combustion plant according to claim 3, wherein the rotary kiln ( 18 ) has a length / diameter ratio of about 7.5: 1. Brennanlage gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die erforderliche Verbrennungsluft für den Nachkalzinatorbrenner (40) Rekuperationsluft aus dem Klinkerkühler ist, die über eine Quartiärluftleitung (42) in den Nachkalzinator (34) geführt wird.Combustion plant according to claim 3 or 4, wherein the required combustion air for the post-calciner burner ( 40 ) Recuperation air from the clinker cooler is, which via a quartiair ( 42 ) in the post-calcinator ( 34 ) to be led. Brennanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Vorkalzinator (16) und Nachkalzinator (34) als Rohrkalzinatoren ausgeführt sind.Combustion plant according to one of the preceding claims, wherein precalciner ( 16 ) and post-calcinator ( 34 ) are designed as Rohrkalzinatoren. Brennanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Vorkalzinator (16) und Nachkalzinator (34) als Behälterkalzinatoren ausgeführt sind.Combustion plant according to one of claims 1 to 5, wherein precalciner ( 16 ) and post-calcinator ( 34 ) are designed as Behälterkalzinatoren. Brennanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Vorkalzinator (16) und Nachkalzinator (34) jeweils als Hybrid aus Rohr- und Behälterkalzinatoren ausgeführt sind.Combustion plant according to one of claims 1 to 5, wherein precalciner ( 16 ) and post-calcinator ( 34 ) are each designed as a hybrid of tube and Behälterkalzinatoren. Brennanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einströmspiralenschräge des dem Nachkalzinator (34) nachgeordneten Zyklonabscheiders (36) einen Winkel von über 60°, vorzugsweise von zwischen 62° und 65°, gegenüber der Horizontalen aufweist.Firing installation according to one of the preceding claims, wherein the inlet spiral bevel of the Nachkalzinator ( 34 ) downstream cyclone separator ( 36 ) has an angle of more than 60 °, preferably of between 62 ° and 65 °, with respect to the horizontal. Brennanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Konuswinkel des dem Nachkalzinator (34) nachgeordneten Zyklonabscheiders (36) mehr als 70°, vorzugsweise 72° bis 75°, gegenüber der Horizontalen beträgt.Firing plant according to one of the preceding claims, wherein the cone angle of the Nachkalzinator ( 34 ) downstream cyclone separator ( 36 ) is more than 70 °, preferably 72 ° to 75 °, relative to the horizontal. Brennanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der Mehlrohrleitung (38) zwischen Nachkalzinator (34) und Drehrohrofeneinlaufkammer (26) größer ist als der Durchmesser der Mehlrohrleitungen des Zyklonvorwärmers (14).Combustion plant according to one of the preceding claims, wherein the diameter of the flour pipeline ( 38 ) between post-calcinator ( 34 ) and rotary kiln inlet chamber ( 26 ) is greater than the diameter of the flour pipes of the cyclone preheater ( 14 ).
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