DE2044048A1

DE2044048A1 - Carbon removal in cement-sulphuric acid - process

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Publication number: DE2044048A1
Application number: DE19702044048
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing χ 4602 Wittenberg Lutherstadt Klauß Jürgen Dipl Chem χ 8252 Coswig Munch Ursula Dipl Ing Dr Bock Dietrich Dipl Ing χ 4440 Wolfen Todtmann
Original assignee: VEB Stickstoffwerk Piestentz, χ 4602 Wittenberg Lutherstadt
Priority date: 1969-09-22
Filing date: 1970-09-05
Publication date: 1971-04-22
Also published as: AT318466B

Abstract

Gas atmosphere which contains equiv. amount CO and/or S vapour after leaving furnace is generated by using a reducing furnace flame in a revolving cylindrical furnace, in order to eliminate O2 content of gas, caused by unavoidable penetration of infiltrated air, in a fluidised bed gas heat exchanger. Preventing burning out of C in cement-H2SO4 process where crude gypsum cement powder is preheated with waste gas from revolving cylindrical furnace, by providing CO, H2S and S which have higher affinity to O2 than C. Pref. waste gases leaving heat exchanger contain over 0.1% CO and max. 0.5% O2.

Description

Verfahren zur Verhinderung der Aus-brennung von Kohlenstoff bei der Vorwärmung von Rohmehl für den Zement-Schwefelsäureprozeß Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Austrennung von Kohlenstoff bei der Vorwärmung von Bohrmehl für den Zement-Schwefelsäureprozeß, Zementrohmehl der Basis Kalziumsulfat stellt die Grundlage für die Herstellung von Schwefelsäure und Zement nach dem sogenannten Gipsschwefelsäureverfahren dar. Zum Unterschied von den anderen aohmehlen der Basis Kalziumkarbonat für die Herstellung von Portlandzement enthält der kalziumsulfathaltige Rohmehl für den Zementschwefelsäureprozeß eine exakt dosierte Menge an Kohlenstoff, um eine quantitative Zersetzung des Kalziumsulfates zu Schwefeldioxid und Kalziumoxid zu ermöglichen, ohne daß es zu einer Kalziumsulfidbildung im Klinker kommt, Zum zwecke einer besseren Wärmeausnutzung der Abgase der Lementindustrie wurden in der Vergangenheit zahlreiche Systeme zur Hohmehlvorwärmung entwickelt, die darauf beruhen, daß das aufzugebende Rohmehl in einem Schwebegasaustauscher mit den Abgasen des Zementdrehr ohr ofens vorgewärmt wird. Solche bewährten Kohmehlvorwärmvorrichtungen lassen sich Jedoch nicht ohne weiteres auf den Zementschwefelsäureprozeß übertragen, da es bisher nicht möglich ist, den drehenden Ofen gegen das stationäre Wärmeaustauschsystem soweit abzudichten, daß es zu keiner Falschlufteinbrüchen in das Schwebegasaustauschaystem kommt. Bei den relativ hohen Abgastemperaturen der Drehrohrofenabgase von 700 - 800 °C jedoch erfolgt bei Anwendung eines kohlenstoffhaltigen Kalziumsulfatrohmehls eine vollständige oder teilweise Ausbrennung des Kohlenstoffes, so daß Kohlenstoff für den eigentlichen Reduktionsprozeß- der bei ca. 1000 - 1100 oO erfolgt, nicht mehr oder nur unzureichend zur verfügung steht. Um kohlenstoffhaltiges Rohmehl auf der basis Kalziumsulfat bei der betreibung des Zement-Schwefelsäureprozesses vorzuwärmen, wurden in der Vergangenheit indirekte Rohmehlvorwärmer vorgeschlagen (DDR-Patent 58 499). Eine solche verfahrensweise ist jedoch technologisch recht kompliziert und gestattet nur eine ungenügende bzw. keine Wärmeausnutzung der Abgase des Drehrohrofens.Process to prevent carbon burnout in the Preheating Raw Meal for the Cement-Sulfuric Acid Process This invention relates a method of preventing carbon separation during preheating of drilling dust for the cement-sulfuric acid process, cement raw meal based on calcium sulfate provides the basis for the production of sulfuric acid and cement according to the so-called Gypsum-sulfuric acid process. In contrast to the other flours of the base Calcium carbonate for the production of Portland cement contains calcium sulfate Raw meal for the cement sulfuric acid process an exactly dosed amount of carbon, a quantitative decomposition of calcium sulfate to sulfur dioxide and calcium oxide to enable without calcium sulphide formation in the clinker, Zum purposes of a better heat utilization of the exhaust gases of the Lementindustry were in the In the past, numerous systems for ground meal preheating have been developed based on that the raw meal to be fed in a suspended gas exchanger with the exhaust gases of the Cement rotary ear furnace is preheated. Such proven coal meal preheating devices However, they cannot simply be transferred to the cement-sulfuric acid process, since it has not been possible to date the rotating furnace against the stationary heat exchange system to be sealed so that there is no leakage of air into the suspension gas exchange system comes. With the relative high exhaust gas temperatures of the rotary kiln exhaust gases from 700 - 800 ° C, however, occurs when using a carbonaceous calcium sulphate raw meal a complete or partial burnout of the carbon, leaving carbon for the actual reduction process, which takes place at approx. 1000-1100 oO, not more or only insufficiently is available. To get carbonaceous raw meal on to preheat the base calcium sulphate during the operation of the cement-sulfuric acid process, Indirect raw meal preheaters were proposed in the past (GDR patent 58 499). However, such a procedure is technologically quite complicated and only allows insufficient or no heat utilization of the exhaust gases from the rotary kiln.

Nach einem anderen Verfahren erfolgt die vorwärmung der einzelnen Kohmehlkomponenten getrennt, wobei die zerkleinerten Zuschlagstoffe Ton, Sand und Kohlenstoff in die unterste Stufe eines herkömmlichen Schweb egasaiistauschers eingetragen werden, damit keine Vorwärmung des Kohlenstoffes über die Zündtemperatur erfolgt, während die Hauptkomponente, nämlich das Kalziumsulfat, in den oberen Stufen mit den heißen Ofengasen 700 - 800 oO in Kontakt gebracht wird, die Gase auf etwa 400 - 450 oO abgekühlt und anschließend mit den bereits erwähnten C-haltigen Zuschlagstoffen in Xärmeaustausch gebracht werden, ohne daß die Gefahr einer Yi-Ausbrennung bei einer solchen niedrigen Abgastemperatur besteht (DDR-Patent 67 065).Another method is used to preheat each one Coal meal components separated, with the crushed aggregates clay, sand and Carbon entered into the lowest stage of a conventional suspended gas exchanger so that the carbon is not preheated above the ignition temperature, while the main component, namely the calcium sulfate, in the upper stages with the hot furnace gases 700 - 800 oO is brought into contact, the gases to about 400 - Cooled 450 oO and then with the aforementioned C-containing additives can be brought into heat exchange without the risk of Yi burnout such a low exhaust gas temperature exists (GDR patent 67 065).

Eine solche verfahrensweise setzt jedoch eine aufwendige separate Zerkleinerung der Gips- bzw. Anhydritkomponente neben der Vermahlung der Luschlagstoffe voraus. Auch ist es nach diesem Verfahren notwendig, zur Absenkung der Temperatur Wasser in den wasstrom einzudüsen, wodurch die Wirkung des Wärmeaustauschsystems erheblich abgeschwächt wird.Such a procedure, however, requires an expensive separate one Comminution of the gypsum or anhydrite components in addition to the grinding of the wholesalers in advance. It is also necessary after this procedure to lower the temperature Injecting water into the wasstrom, thereby reducing the effect of the heat exchange system is weakened considerably.

Zweck der vorliegenden erfindung ist die gemeinsame forwärleung aller dohmehlkomponenten durch einen direkten Wärmeaustausch mit den Abgasen des Drehrohrofenprozesses, ohne daß die Gastemperatur durch Wasserzugabe abgesenkt zu werden braucht und ohne daß es zu einer störenden C-Ausbrennung kommt.The purpose of the present invention is the common advancement of all raw meal components through direct heat exchange with the exhaust gases from the rotary kiln process, without the gas temperature to be lowered by adding water and without causing a disruptive C burnout.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, durch Zugabe von reduzierenden Verbindungen, die eine größere Affinität gegenüber Sauerstoff besitzen als Kohlenstoff, in das Wärmeaustauschsystem, die störende C-Ausbrennung bei der xohmehlvorwärmung zu vermeiden.The object of the present invention is, by adding reducing Compounds that have a greater affinity for oxygen than carbon, in the heat exchange system, the disruptive carbon burnout when preheating the flour to avoid.

tiberraschenderweise wurde nun gefunden, daß man gasförmige reduzierende Verbindungen, die sich während des Reaktionsprozesses im Drehrohrofen als Nebenprodukte bilden, ausnutzt, um die O-Ausbrennung im Schwebegasaustauschsystem bei der xohmehlvorwärmung durch Falschfluft zu eliminieren.Surprisingly, it has now been found that gaseous reducing agents Compounds that appear as by-products during the reaction process in the rotary kiln form, exploited to prevent the O-burnout in the suspended gas exchange system when preheating the flour to be eliminated by false air.

Solche reduzierenden gasförmigen Verbindungen, die in den Ofengasen bei stark reduzierender Fahrweise der Öfen enthalten sind, sind Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff und Schwefeldampf. Diese Verbindungen besitzen bei den im Rohmehlvorwärmer herrschenden Temperaturen von ca. 800 °C eine größere Reaktionsfreudigkeit gegenüber dem Sauerstoff der Falschluft als der im Hohmehl enthaltene Kohlenstoff.Such reducing gaseous compounds are found in the furnace gases when the furnaces are operated in a highly reducing manner are carbon monoxide and hydrogen sulfide and sulfur vapor. These connections have the prevailing in the raw meal preheater Temperatures of approx. 800 ° C are more responsive to oxygen the false air as the carbon contained in the Hohmehl.

Erfindungsgemäß werden dafür jeden Nm3 Falschluft, der in das System hineingelangt, ca. 0,2 Nm3 CO verbraucht. In einer technisch betriebenen Anlage muß mit mindestens 2 0 Sauerstoff in norm von Falschlufteinbruch gerechnet werden, die durch eine Mehraufgabe von brennstoff bei der neuerung kompensiert werden müssen unter berücksichtigung, daß die SinterzonenteXmperatur 1400 Oo nicht überschritten wird.According to the invention, every Nm3 false air entering the system got in, about 0.2 Nm3 CO consumed. In a technically operated facility must be expected with at least 2 0 oxygen in norm of air infiltration, which have to be compensated for by more fuel when upgrading taking into account that the sintering zone temperature does not exceed 1400 Oo will.

Die erfindung soll nunmehr an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.The invention will now be explained using an exemplary embodiment will.

Ausführungsbeispiel: bei der herstellung von Schwefelsäure und Zement nach dem \:ipsschwefelsäureverfahren mit Rohmehlvorwärmung des kohlenstoffhaltigen aohmehls in einem Schwebegaswärmetauscher erfolgt auf eine Abgasmenge von 20.000 Nm3/h mit einer Temperatur von 760 o ein unvermeidlicher Falschlufteinbruch beim Eintritt in das direkte Wärmeaustauschsystem von 1500 m3/h, wodurch sich eine Gasatmosphäre im Schwebetauscher einstellt die einen O2-Gehalt von 1,3 Vo aufweist und 25 % des C-Gehaltes des Kohmehls ausgebrannt werden.Exemplary embodiment: in the production of sulfuric acid and cement according to the \: ipsulfuric acid process with raw meal preheating of the carbonaceous aohmehls in a suspended gas heat exchanger takes place on an exhaust gas quantity of 20,000 Nm3 / h with a temperature of 760 o an unavoidable infiltration of air in the Entry into the direct heat exchange system of 1500 m3 / h, creating a gas atmosphere sets in the suspension exchanger which has an O2 content of 1.3 Vo and 25% of the C content of the coal meal can be burned out.

Durch Einstellung einer reduzierenden Ofenflamme wird nunmehr in der Ofenatmosphäre ein CO-Gehalt von 1,2 W0 erzeugt, wodurch der 02-Gehalt in der Atmosphäre des Wärmeaustauschers auf einen Wert von 0,45 A0 absinkt. Unter diesen bedingungen wird ein merkliches Ausbrennen des C-Anteils des Hohmehls im Vorwärmer vermieden.By setting a reducing furnace flame is now in the Furnace atmosphere generates a CO content of 1.2 W0, reducing the 02 content in the atmosphere of the heat exchanger drops to a value of 0.45 A0. Under these conditions a noticeable burn-out of the C-component of the hollow meal in the preheater is avoided.

Claims

Patent claims:

1. Method of preventing carbon burnout the preheating of Hohmehl with a suspended gas heat exchanger in the cement-sulfuric acid process, characterized in that by a reducing furnace flame in the rotary kiln a gas atmosphere is generated which, after leaving the furnace, is equivalent Amount of carbon monoxide and / or sulfur vapor it contains to reduce the oxygen content of the Gas atmosphere in the heat exchanger, caused by unavoidable infiltration of air, to be eliminated practically quantitatively,

2. The method according to claim 1, characterized in that that the exhaust gases after leaving the heat exchanger have a CO content of at least 0.1% and an oxygen content of maximum 0.5 vol.