DE2052653C - Verfahren und Vorrichtung zum Auffangen der in den Ofenabgasen einer Zementherstellungsanlage enthaltenen Alkalien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffangen der in den Ofenabgasen einer im Trockenverfahren arbeitenden Zemer.therstellungsanlage enthaltenen Alkalien, bei dem die Alkalien auf gekühlten, in einer von den zu behandelnden Gasen durcl römten Leitung angeordneten Elementen zur Kondensation gebracht werden.

Solche bekannte Verfahren verfolgen den Zweck, die im Ofen in den flüchtigen Zustand übergehenden und von den Ofenabgasen mitgenommenen Alkalien zu entfernen, bevor die Abgase den Vorwärmer erreichen, um zu verhindern, daß sie an den Wandungen des Vorwärmers kondensieren und Krusten bilden, die zu häufigen Betriebsunterbrechungen zwingen. Es ist ferner bekannt, daß es im allgemeinen genügt, nur einen Teil der vom Ofen zum Vorwärmer strömenden Gase zu reinigen, um ein zufriedenstellendes Arbeiten der Anlage zu erreichen.

Bei einem bekannten Verfahren (britische Patentschrift 1 001 368) werden in den Ofenabgasstrom kalte, beispielsweise aus keramischen Raschigringen oder bereits den Ofen durchlaufenes Material bestehende Elemente eingeführt, auf welchen die Alkalien kondensieren, worauf die Elemente aus dem Gasstrom entnommen und durch mechan^:sche Einwirkung und/oder eine Waschung von den Alkaliniederschlägen befreit werden. Anschließend werden die Elemente in einem Kreislauf wieder in den Gasstrom eingebracht. Obwoh! die Durchführung dieser Vorgänge technisch beherrscht werden kann, ist das genannte Verfahren mit dem Nachteil behaftet, daß die im kalten Zustand eingeführten Elemente nur für sehr kurze Zeit so kalt bleiben, daß die Alkalien zur Kondensation gelangen, so daß jedes Element nur eine sehr kleine Menge von Alkalien binden kann.

Ein nicht zum Stand der Technik gehörigtr Vorschlag zur Ausbildung einer Einrichtung für die fortlaufende Ausscheidung der Alkalien aus den Abgasen eines Zementofens (bekanntgemachte deutsche Prientanmeldung P 18 13 762.7-24) besteht darin, daß in dem Abgaskanal des Ofens ein Vorhang vorgesehen ist, der aus einer Vielzahl von biegsamen, endlosen Metallteilen, vorzugsweise Ketten, besteht, die ständig angetrieben und in zwei einander entgegengesetzten Richtungen über außerhalb des Abzugskanals angeordnete Umlcnkrollen geführt werden, und daß in jeder dieser beiden Umlenkschleifen der Ketten die Kettentrums der Wirkung eines Kühl- und Reinigungsmediums ausgesetzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das mit relativ geringem apparativen Aufwand die Kondensation relativ dickoi Alkalikrusten auf den Elementen und den einfachen Abwurf dieser Krusten von den Elementen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abgase über hohl ausgebildete, ständig im Abgaskanal angeordnete Elemente geführt werden, wobei diese Elemente im normalen Setrieb von einem strömenden Medium auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur der Alkalidämpfe gehalten und in periodischen Abständen durch Einführen eines kalten Mediums so stark abge kühlt werden, daß sie sich zusammenziehen, und die auf den Elementen gebildete Alkalikruste abgeworfen wird.

Zweckmäßig wird in die hohl ausgebildeten Elemente zum starken Abkühlen eine kalte Flüssigkeit eingespritzt, wobei vorteilhaft das Hinspritzen der Flüssigkeit durch die Gewichtserhöhung ausgelöst wird, welche durch das Anwachsen der Alkalikruste bedingt ist. Das Abwerfen der Alkalikruste kann dadurch gefördert werden, daß die als Rohre ausgebildeten Elemente Vibrationen ausgesetzt werden, während sie stark abgekühlt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auffangen der in den Ofenabgasen einer im Trockenverfahren arbeitenden Zementherstellungsanlage enthaltenen Alkalien kennzeichnet sich dadurch, daß im Inneren einer von den zu reinigenden Abgasen durchströmten Leitung ein Bündel von an den unteren Enden offenen senkrechten Metallrohren oder ähnlichen Elementen angeordnet ist, deren obere Enden mit einer kalter Gas solchen Drucks liefernden Quelle verbunden ist, um eine nach unten gerichtet; Gasströmung in den Rohren aufrechtzuerhalten und daß sie eine Einrichtung zum Einspritzen einer kalten Flüssigkeit in das Innere der Rohre in zeitlich regelmäßig wiederkehrenden Abständen enthält, um deren piöizliches Zusammenziehen zu erreichen.

Vorteilhaft sind die Rohre mit ihren oberen Enden an d-jr Wand der Leitung frei dehnbar aufgehängt. In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist jedes Rohr oder jede Rohrgruppe von einem mit einem Gegengewicht ausgestatteten Hebel getragen, dd mit einPT. Kontakt ιίγ Auslösung der Einspritzung der kalten Flüssigkeit in Wirkverbindung steht. In der L"itjng ist zweckmäßig unter dem Bündel von Rohren ein Sammelbehälter angeordnet, der mit einer dicht abschließenden Schleuße zur Entfernung d>.r abgeworfenen Alkalikrusten versehen ist.

Da sich herausgestellt hat, daß es genügt, nur einen Teil der aus dem Ofen austretenden Abgase von den Alkalien zu befreien, wenn erreicht werden soll, daß sich diese nicht in den nachfolgenden Vorwärmern kondensieren, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die das Bündel von Rohren enthaltende Leitung im Nebenschluß zu der die Gase des Ofens dem ersten Zyklon des Vorwärmers zuführenden Leitung angeordnet ist. Wenn bei dieser Anord nurig auf Grund der Strömungswiderslände in der das Bündel von Rohren enthaltenden Leitung kein ausreichend großer Feil der Jen Ofen verlassenden Abgase durch diese Leitung hindurchtritt, so kann diese Leitung, auch im Nebenschluß zu der Reihenschaltung der die Gase des Ofens im ersten Zyklon zuführenden Leitung und dem Zyklon seihst angeordnet sein. d. h., dergestalt, daß die Einlaßscitc der das Bündel von Rohren enthaltenden Leitung mit dem Gasaustritt des Ofens und die Auslaßseite dieser Leitung mit dem Gasaustritt des ersten Zyklons verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch den unteren Teil einer mit der erfindungsgemäßen Auffangvoi richtung für ίο Alkalien ausgerüsteten. Zementherstellungsanlage und

Fig.2 eine Einzelheit des Alkalienabscheiders. In Fig. 1 ist das Ende eines Drehofens 10 und der ■untere Teil eines, bezogen auf dem Wege des.Rohstoffes, vor dem Ofen angeordneten Zyklon-Vorwär mers gezeigt. Diese Anlage ist zur Herstellung von Zement in trockenen Verfahren bestimmt.

Der Vorwärmer ist in F ;m einer Reihe von Zyklonen ausgebildet, von denen nur ein einziges Zyao klon 12 in der F i g. 1 teilweise dargestellt ist.

Die den Ofen verlassenden heißen Gase werden durch eine Leitung 14 zum Zyklon 12 geführt und passieren dann vor dem Austritt zur Atmosphäre die anderen Zyklone.

Die Rohstoffe fließen in gleicher Weise, aber in umgekehrter Richtung durch alle Zyklone und werden schließlich durch ein an der Spitze des Zyklons 12 angeschlossenes Rohr in den Ofen eingeführt.

Wenn die Rohstoffe Alkalien enthalten, gehen diese im Ofen in flüchtige Form über und werden von den entweichenden Gasen bis zum Vorwärmer mitgenommen. Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, kondensieren die Alkalien im Vorwärmer auf den Rohstoffteilchen und kleben an den Wandungen der Leitungen und Zyklone fest, was häufige Betiiebsunterbrechungen der Anlage erforderlich macht. Es ist daher erforderlich, die Alkalien aus den Ofenabgasen zu entfernen, bevor diese in Berührung mit den in die Leitung 14 eingeführten Rohstoffen kommen.

Es hat sich herausgestellt, daß nur ein Teil des den Ofen verlassenden Gases gereinigt werden braucht, um den vorstehend beschriebenen Mangel zu beseitigen. Deswegen ist der den Gegenstand der Erfindung bildende Alkalienabscheider in einer im Nebenschluß zur Leitung 14 liegenden Leitung 20 angeordnet.

Die senkrecht angeordnete Leitung 20 ist an ihrem oberen Ende durch ein Rohr 22 und an ihrem unteren Ende durch ein Rohr 26 mit der Leitung 14 verbunden. Diese Anordnung setzt voraus, daß der Strömungswiderstand in der Leitung 14, in der die Gase mit Staub beladen sind, größer ist als derjenige in der Leitung 20, in der die Gase relativ sauber sind. Trifft ■ dies nicht zu, so müßte das obe'c Ende der Leitung 20 mit den Ausgang des Zyklons 12 verbunden werden.

Die Leitung 20 weist einen konischen Boden 25 auf, der mit einer dicht abschließenden Schleuse 28 versehen ist. An ihrem oberen Ende ist die Leitung durch eine Abdeckung 30 abgeschlossen, die ein Bünde! von frei in die Leitung herabhängenden Rohren 32 trägt. Diese sind aus Metall, vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, wird jedes Rohr 32 v.m einem an einer festen Achse 38 befestigten Hebel 36 getragen und durch ein Gegengewicht 40 im Gleichgewicht gehalten. Beim Verschwenken betätigt der Hebel 36 einen Kontaktgeber 44, der ein clcktromag-

nclischcs Ventil 43 steuert. Dieses ist in einer Leitung 41 angeordnet, die eine Düse 46 innerhalb des Rohres 32 mit einer Quelle kalten Wassers verbindet.

Zwischen den Rohren 32 und den Bohrungen der die Rohre aufnehmenden Abdeckung 30 ist ausreichendes Spiel vorgesehen, damit die Rohre sich frei ausdehnen können. Nachgiebige Verbindungselemente 49 sichern die Dichtheit zwischen den Rohren und der Abdeckung.

Das untere Ende der Rohre ist offen und die oberen Enden sind an ein Sammclrohr 34 angeschlossen, das mit einer Gasquelle von wesentlich niedrigerer Temperatur, als der Kondensationstemperatur der Alkalien entspricht, verbunden ist. Diese Gase können beispielsweise Abgase des Vorwärmers sein.

Der Druck der Gasquelle ist so bemessen, daß in jedem der Rohre eine nach unten gerichtete, relativ kalte Gasströmung entsteht, die so stark ist, daß sich an den Rohrwandungen eine Temperatur einstellt, die niedriger als die Kondensationstemperatur der ao Alkalien ist.

Die aus dem Ofen austretenden Gase passieren die Leitung 20 mit einer Temperatur von etwa 1000° C. Die kalten, das Innere der Rohre 32 durchströmenden Gase erzeugen an der Außenfläche dieser Rohre as eine Temperatur von etwa 700° C. Bei Berührung mit diesen kälteren Flächen kondensieren die Alkalien und schlagen sich auf den Rohren nieder.

Wenn die Masse der auf irgendeinem der Rohre niedergeschlagenen Alkalien so groß ist, daß das Gesamtgcwicht des mit den Alkalien belasteten Rohres das des entsprechenden Gegengewichtes 40 überschreitet, wird der Hebel 36 in einer Drehrichtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verschwenkt und betätigt den Kontaktgeber 44, der das öffnen des elektromagnetischen Ventils 43 auslöst. In diesem Fall wird in das Innere des Rohres kaltes Wasser eingespritzt, was eine plötzliche Abkühlung auf etwa 100° C hervorruft. Das Rohr zieht sich also zusammen, wodurch das Abspringen der Alkalikruste von der Rohrwandung bewirkt wird. Die Kruste fällt auf den Boden der Leitung 20 und wird von dort durch die Schleusenkammer 28 entfernt. Durch die Gewichtsverminderung des Rohres verschwenkt sich der Hebel wieder in entgegengesetzter Richtung, das Ventil 43 schließt sich wieder und unterbricht damit die Versorgung der Düse 46 mit Wasser.

Man kann auf diese Weise periodisch jedes Rohr reinigen, ohne die Anlage stillzusetzen.

Anstatt jedes Rohr für sich zu reinigen, können Gruppen von mehreren Rohren zusammengestellt werden, in die gleichzeitig Kühlwasser eingespritzt wird.

Selbstverständlich können auch andere Einrichtungen verwendet werden, um automatisch das Einspritzen des Wassers in die Rohre auszulösen. Diese Einspritzungen könnten in vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt werden.

Die Rohre könnten auch Vibrationen ausgesetzt werden, um das Abspringen der Alkalienkruste zu erleichtern

Erforderlichenfalls könnte auch das gesamte aus dem Öfen ausströmende Gas dieser Behandlung unterzogen werden, wobei dann die Rohre in der Leitung 14 anzuordnen wären. Die Gase können auch vor ihrem Einiriii iri die Leiiung 14 entstaubt werden.

In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, an Stelle der Rohre hohle Platten oder andere hohle Elemente zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auffangen der in den Ofen·· abgasen einer im Trockenverfahren arbeitenden Z^mentherstellungsanlage enthaltenen Alkalien, bei dem die Alkalien auf gekühlten, in einer von den zu behandelnden Gasen durchströmten Leitung angeordneten Elementen zur Kondensation gebracht werden, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abgase über hohl ausgebildete, ständig irn Abgaskanal angeordnete Elemente geführt werden, wobei diese Elemente im normalen Betrieb von einem strömenden Medium auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur der Alkalidämpfe gehalten und in periodischen Abständen durch Einführen eines kalten Mediums so stark abg ;kühlt werden, daß sie sich zusammefiZiehen und die auf den Elementen gebildete Alkalikruste abgeworfen wird.

2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die hohl ausgebildeten Elemente zum starken Abkühlen eine kalte Flüssigkeit eingespritzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzen der kalten Flüssigkeit in die Elemente durch deren Gewichtserhöhung ausgelöst wird.

4. Verf"hren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Rohre ausgebildeten Elemente Vibra'uonen ausgesetzt werden, während sie stark abgekünlt werden.

5. Vorrichtung zum Au« fangen der in den Ofenabgasen einer im Trockenverfahren arDeitenden Zementherstellungsanlage enthaltenen Alkalien, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren einer von den zu reinigenden Abgasen durchströmten Leitung (20) ein Bündel von an den unteren Enden offenen, senkrechten Metallrohren (32) oder ähnlichen Elementen angeordnet ist, deren obere Enden mit einer kaltes Gas solchen Drucks liefernden Quelle verbunden ist, um eine nach unten gerichtete Gasströmung in den Rohren aufrechtzuerhalten, und daß sie eine Einrichtung (41, 43, 46) zum Einspritzen einer kalten Flüssigkeit in das Innere der Rohre in zeitlich regelmäßig wiederkehrenden Abständen enthält, um deren plötzliches Zusammenziehen zu erreichen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (32) mit ihren oberen Enden an der Wand der Leitung (20) frei dehnbar aufgehängt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr oder jede Rohrgruppe von einem mit einem Gegengewicht (40) ausgestatteten Hebel (36) getragen ist, der mit einem Kontakt (44) zur Auslösung der Einspritzung der kalten Flüssigkeit in Wirkverbindung steht. bo

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (20) unter dem Bündel von Rohren (32) ein Sammclbelvälter angeordnet 1St₁ der mit einer dicht abschließenden Schleuße (28) zur Entfernung der abgeworfenen Alkalikrusten versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 für die Verwendung in einer einen Zyklonvorwärmer und einen Ofen enthaltenden Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bündel von Rohren (32) enthaltende Leitung (20) im Nebenschluß zu der die Gase des Ofens (10) dem ersten Zyklon (12) des Vorwärmers zuführenden Leitung (14) angeordnet ist

i0. Vorrichtung nach Anspruch 5 für die Verwendung in einer einen Zyklonvorwärmer und einen Ofen enthaltenden Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßseite der das Bündel von Rohren (32) enthaltenden Leitung (20) mit dem Gasaustritt des Ofens (10) und die Auslaßseite dieser Leitung mit dem Gasaustritt des ersten Zyklons (12) verbunden ist.