DE2201765A1

DE2201765A1 - Verfahren und Vorrichtung fuer das Brennen von Zement

Info

Publication number: DE2201765A1
Application number: DE19722201765
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Knudsen Poul Asker
Original assignee: FLSmidth and Co AS
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 1971-01-19
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1972-08-03
Also published as: FR2170314A5; IT946676B; ZA72251B; GB1322313A; ES426858A1; ES398960A1; DE2201765B2

Description

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6192-3 F.L. Smidth & Co. A/S

Vigerslev Alle 77
KOPENHAGEN-VALBY / DÄNEMARK

Verfahren und Vorrichtung für das Brennen von Zement

Priorität: 19. Januar 1971, Großbritannien, Nr. 2604/71

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren, nach denen Zementrohmaterial, enthaltend Alkalien oder Chlorverbindungen oder auch beide, in einer Trockenanlage gesintert oder gebrannt wird , welche einen Drehrohrofen, einen Schwebegasvorwärmer, durch den die den Drehrohrofen verlassenden Gase gehen, um das Zementrohmaterial vorzuwärmen, und ein Filter/ durch das Staub aus dem Strom von Gasen ausgeschieden wird, umfassen. Dieses Filter ist gewöhnlich ein Elektrofilter. Die Erfindung umfasst auch Vorrichtungen für die Durchführung der Verfahren.

Faet alle Zementrohmaterialien enthalten flüchtige Bestandteile in Form von Alkalien, normalerweise als Sulfate und Karbonate, und Chlorverbindungen, und An der Kalzinierzone und der Brennzone des Ofens werden einige dieser Bestandteile verflüchtigt und in den Verbrennungsabgasen aus der Kalzinierzone herausgetragen.

Die Temperatur der flüchtigen Bestandteile sinkt dabei soweit, dass sie kondensieren nicht nur auf dem Rohmaterial in der Vorwärme- und Trookenzone des Ofens, sondern einige von

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denen werden aus dem Ofen herausgetragen und sind im Staubabscheider teils als kleine Teilchen von festgewordenem Alkali oder festgewordenen Chlorverbindungen, teils als Beschichtungen von Alkaliverbindungen, die auf Staubteilchen kondensieren, zu finden.

Da mindestens ein Teil des abgeschiedenen, Alkalijent halt enden Staubes zum Ofen zurückgeführt wird, ist ein geschlossener Kreis zwischen dem Ofen und dem Staubabscheider hergestellt worden·

Im praktischen Betrieb eines Zementbrennofens macht ein hoher Alkaligehalt des Material klebrig, so dass es dazu neigt, eine Agglomerierung des Klinkers in grosse Klumpen zu be-

dats

wirken undfder Klinker an der Ofenwandung klebt. Es ist wohlbekannt, dass es wichtig ist, die Menge an Alkali zu kontrollieren,, die zirkuliert; in diesem Sinne wird auch Chlor umfasst.

Verschiedene Vorschläge für die Beseitigung von mindestens einem Teil der Alkalien sind gemacht worden; nach einem Verfahren eoll ein Teil des Gases vom Verbindungsrohr zwischen dem Drehofen und dem Vorwärmer den Vorwärmer umgehen, so dass ein entsprechender Anteil der Alkalien zwangsläufig an einem Kontakt mit dem Rohmehl im Schwebegasvorwärmer gehindert wird. Die festen alkalitragenden Teile, welche im umgehenden Gasstrom schweben, werden beispielsweise in einem Zyklon entfernt» wonach der umgeleitete Gasstrom zum Hauptgasstrom im Schwebegasvorwärmer oder nach diesem zurückgeleitet wird. Dieses Verfahren ist wirksam, führt aber mit sich, dass beachtliche Mengen Rohmaterial zirkuliert werden. Der Grund hierzu ist der, dass das Ofeneinlaufende oder die Verbindung zwischen Ofen und Vorwärmer normalerweise eingeengte Passagen haben, so dass die Gasgeschwindigkeit hierdurch erhöht wird und die Gase beachtliche Mengen Rohmehl tragen, die zum Vorwärmer zurückgeführt werden. Dementsprechend zieht eine Gasumleitung vom Verbindungsrohr unvermeidlich grosse Mengen Rohmehl aus dem System.

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Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Teil der Abgase aus dem Ofen selbst abgelassen· Die Abgase im Innern des Ofens bewegen sich aufwärts mit massiger Geschwindigkeit und tragen deshalb nur Staub und kleinere Mengen Rohmehl; zugleich enthalten sie aber alle flüchtigen Alkali- bzw_e Chlorverbindungen. Demzufolge ist die Konzentration dieser Bestandteile in einem vom Ofen selbst abgelassenen Strom höher als in einem Strom, der erst dann abgelassen wird, nachdem die Gase den Ofen verlassen haben· Dadurch, dass ein Teil der Gase in diese: Weise umgeleitet wird, vermindert sich ferner die Gasmenge, die durch das Ofeneinlaufende und die Verbindung zwischen diesem und dem Vorwärmer gehen muss, so dass die Gasgeschwindigkeit durch das Ofeneinlaufende gesenkt wird. Polglich wird der Teil des vorgewärmten Rohmehls, der von den den Ofen verlassenden Gasen eingefangen und fortgetragen wird, wesentlich vermindert.

Der vom Ofen abgelassene Gasstrom kann ins Freie gehen, wo dies sich durchführen lässt, vornehmlich werden aber Staub und Alkalien aus diesem entfernt, und der Strom kann dann mit dem Hauptgasstrom im Vorwärmer wieder vereinigt werden, falls seine Temperatur so ist, dass die Wärme der Gase mit Vorteil im Vorwärmeprozess verwertet werden kann. Vornehmlich wird der abgelassene Strom gar nicht in den Vorwärmer eingeführt, sondern wird zum Staubabscheider geführt, nachdem die flüchtigen Bestandteile aus ihm entfernt worden sind. In diesem Fall ist es im allgemeinen notwendig, ihn zu kühlen, bevor er in den Staubabscheider geht oder mit dem Hauptstrom zwischen Vorwärmer und Staubabscheider zusammenläuft. Kühlung ist wünschenswert, um sicherzustellen, dass alle flüchtigen Bestandteile kondensiert sind und dass die Temperatur der Gase ■ nicht so hoch ist, dass der Staubabscheider in Mitleidenschaft gezogen werden kann.

Die Gase, die abgelassen werden , haben eine hohe Temperatur und können deshalb die Teile der Anlage beschädigen, in die sie unmittelbar hineinströmen. Dies kann dadurch vermieden werden, dass kalte atmosphärische Luft in den Ofen an einer

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Stelle oder an ^ütellen nahe der öffnungen, durch welche das Gas abgelassen wird, zugelassen wird, sodass die kalte Luft und das abgelassene Gas sich sofort vermischen·

Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Anlage für die Durchführung des Verfahrene, wobei die Anlage einen Schwebegasvorwärmer und einen Drehrohrofen umfasst, der eine öffnung oder öffnungen im Ofenmantel besitzt zum Ablassen eines Stromes heisser Verbrennungsgase, wobei die Öffnung oder die Öffnungen von einem im wesentlichen luftdichten,ortsfesten Gehäuse umgeben sind, das durch eine Verbindung mit einem Gebläse zum Abziehen des aus dem Innern des Ofens abgelassenen Gases in Verbindung steht·

Der abgelassene Gasstrom kann mit dem Hauptgasstrom im Schwebe gas vorwärmer oder zwischen dem Vorwärmer und dem Elektrofilter wieder vereinigt werden.

Der Ofenmantel besitzt vorzugsweise eine oder mehrere öffnungen, durch die das Gas den Ofen verlassen kann, und die Stelle, wo sich die öffnung oder die Öffnungen befinden, ist durch ein im wesentlichen luftdichtes, ortsfestes Gehäuse umgeben, das mit einer Verbindung mit einem Gebläse in Verbindung steht» Mit Hilfe des Gebläses können eingestellte Mengen von Gas abgezogen werden, um die Zirkulation von Alkalien zwischen dem Drehofen und dem Vorwärmer zu regulieren«

Das Brenngut im Ofen darf natürlich nicht durch die öffnungen heraustreten, und automatische Ventile, die sich schliessen, wenn sie im Laufe der Drehung des Ofens von Brenngut bedeckt werden, können vorgesehen werden. Die Notwendigkeit, solche Ventile vorzusehen, kann jedoch dadurch umgangen werden, dass nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Rohre am Ofen befestigt werden, die sich von den öffnungen erstrecken Diese Rohre können sich längs des Ofenumfanges so weit von den öffnungen erstrecken, dass,selbst wenn das Material in diese hineingeht, es nicht durch die Schwere aus ihren Auslassenden heraustreten wird, oder die Rohre können sich von der Einlassseite der öffnungen radial nach innen erstrecken und an einer Stelle im Ofen enden, wo während der Drehung des Ofens nie Material eintritt. '

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Eine Anlage gemäss der Erfindung zusammen mit vier verschiedenen Konstruktionen des Ofens ist schematisch in den Zeichnungen wiedergegeben· Es stellen dar:

Fig· 1 die Anlage,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Ofen senkrecht zu seiner Achse an einer Stelle, wo Öffnungen angebracht sind,

Pig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Pig. 2,

Pig. 4 einen Schnitt durch einen modifizierten Ofen,

Pig. 5 einen Schnitt txxxk nach V-V in Pig, 4,

Pig. 6 einen Schnitt durch einen anderen modifizierten Ofen,

Pig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Pig. 6,

Pig. 8 einen Schnitt durch noch einen modifizierten Ofen,und

Pig. 9 einen Schnitt nach IX-IX in Pig. 8.

Figur 1 zeigt das obere Ende eines Drehrohrofens 1, der durch sein Einlaufende und ein Steigrohr 2 mit einem Schwebegaevorwärmer 3 in Verbindung steht, der sich aus vier untereinander verbundenen Zyklonen 4t 5,6 und 7 zusammensetzt. Der Schwebegasvorwärmer besitzt ein Speiserohr 8 für die Speisung von Rohmaterial zur Anlage und ein Abgasrohr 9,

Ventilator _w . . jersaeüjer 10 abgezogen

werden, um zu einem Elektrofilter 11 zu gehen. Das Elektrofilter 11 besitzt einen Auslass 12 für reines Gas, durch den die Abgase direkt oder über einen Schornstein ins Freie gehen können. Im Elektrofilter abgeschiedener Staub wird am Boden des Abscheiders gesammelt und durch einen Schraubenförderer 13 entfernt. Nahe an seinem oberen Ende wird der Ofenmantel durch ein ortsfestes Gehäuse 15 umgeben, durch das Gas aus dem Ofen abgelassen werden kann, und das durch ein Verbindungsrohr 16, ein Gebläse 17, einen Abscheider 18 und einen Gaskühler 19 mit dem Elektrofilter 11 in Verbindung steht. Der Abscheider 18 besitzt einen Auslass 20 für abgeschiedenes Material und der Gaβkühler 19 ist mit einem Rohr 21 versehen, durch das Kühlwasser in diesen eingeführt werden kann, und mit einem Auslass 22 für das Ablassen ▼on Schlamm, weloher sich am Boden ansammelt.

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Innerhalb dee Gehäuses 15 ist der Ofen mit Öffnungen 14 versehen, die,wie in Figur 2 und 3 gezeigt, mit Gittern abgedeckt sein können· Von jeder der Öffnungen 14, welche in diesen zwei Figuren gezeigt sind, erstreckt sich ein Rohr 23 längs des Ofenumfanges. Gase aus dem Ofen gehen durch die öffnungen, solange diese nicht von Material am Boden des Ofens bedeckt sind, und wenn sie so von Material bedeckt sind, flieset dieses Material in die Rohre 14» sperrt sie gegen die Passage von Gas und fällt wieder aus ihnen heraus, wenn der Ofen sich durch einen genügend grossen Winkel gedreht hat.

Die in den Figuren 4 und 5 gezeigten Rohre 24 sind im Innern eher als an der Aussenseite des Ofenmantels angebracht, sodass das Gas, welches abgelassen wird, durch dieWundung einer dieser Rohre und dann durch eine Öffnung 14 in das Gehäuse 25» welches dem Gehäuse 15 entspricht, gehen muss· Dieses Gehäuse 25 ist mit einem Bundring 26 kombiniert, der einen Teil der Abgasführung 2 ausmacht. Eine Dichtung 27 ist zwischen diesem und dem Ofen auf der ofenabwärts gerichteten Seite des Gehäuses Vorhanden,während auf der ofenaufwärts gedichteten Seite ganz einfach ein Trennring 28 angebracht ist. Bin kleinerer Strom von Gas in jeder Richtung über den Trennring 28 ist nicht schädlich, und diese Strömung kann jedenfalls durch passende Einstellung der Ventilatoren 10 und 17 geregelt werden· Diese Einstellung kann, falls erwünscht, faktisch automatisch erfolgen und sogar den Trennring 28 unnötig machen· Bei dieser Kontruktion wird das vorgewärmt· Rohmehl dem Ofen durch ein Rohr 29 zugeführt und fällt auf eine Zunge 371 die vom Steigrohr 2 in den Ofen hineinragt«

Da die Rohre 24 eich im Innern des Ofens befinden, ist es möglich, ein ortsfestes Gehäuse 25 mit angelenkten Klappen anzubringen, welche duroh (nichtgezeigte) Mittel in Berührung mit dem Ofen gedrückt werden und das Gehäuse so aufteilen, dass das Gas nur duroh die Öffnungen entweichen kann, wenn diese den oberen Teil des Gehäuses durchlaufen. Dies vermindert die Gefahr, dass ein Teil des Rohmehles mit dem den ftg Ofen verlasβendtη Gas fortgezogen wird.

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Die Bauart, bei der das Gehäuse um die Öffnungen auch einen Teil des den Ofeneinlauf umgebenden Gehäuses bildet, ist vorteilhaft dadurch, dass nur eine Dichtung wie die in Fig· 5 mit 27 bezeichnete dazu dient, das Abströmen von Gas/sowohl dem Hauptstrom ale auch dem abgelassenen Strom zu verhindern. Andererseits gibt die Anbringung eines getrennten Gehäuses, wie in Pig· 1 bis 3 gezeigt, obwohl dann zwei Satz Dichtungen ,notwendig sind, eine weit grössere Wahl für die Anbringung der Öffnungen 14·

eines Me Figuren 8 und 9 zeigen eine Bauart 4«e- Ofens, wobei kalte atmosphärische Luft zum Kühlen des abgelassenen Gases zugelassen wird· Bei diesem Ofen ist i* ein Gehäuse 32 zwischen das gehäuse 25 und den Ofenmantel 1 eingeschoben und mit Rohren 33 ausgebildet, welche Rohre 31 der in Figur 6 gezeigter Art umschlieseen· Um den Ofen ist das Gehäuse 32 ein wenig vom Ofenmantel abgehoben, sodass ein Spalt 34 entsteht, durch den atmosphärische Luft einströmen kann, um durch den ringförmigen Raum zwischen den Rohren 31 und 33 zu fliessen und sofort in die Rohre 31 gezogen zu werden mit dem durch diese aus dem Ofen abgelassenen Gas«, Das Gehäuse 32 rotiert mit dem Ofen und eine Dichtung 35 ist zwischen dem Gehäuse 32 und dem Gehäuse 25 angebrachte

Diese Figuren zeigen auch Ketten 36, die in die Rohre 33 eingebaut sind, um jegliches Matefial, das sich auf den Seiten der Rohre absetzen sollte, abzustossen· Diese Ketten 36 können selbstverständlich durch entsprechende Vorrichtungen ersetzt werden«

Beim Betrieb der in Figur 1 gezeigten Anlage wird der durch das Rohr 16 abgezogene Anteil der Abgase durch die verhältnismässige Ansaugung der Gebläse 17 und 10 bestimmt.Im Ktihlturm 19 sichert ein Wasserstaub von der Wasserversorgungsleitung 21 einerseits, dass die Temperatur auf ein Niveau heruntergebracht wird, bei welchem alle flüchtigen Alkali-. oder Chlorverbindungen oder beides kondensiert sind, und zum anderen, dass die Temperatur auf ein Niveau gebracht ist, bei dem kein Schaden am Elektrofilter entstehen kann. Der Wasserkann einem dritten Zweck dienen, und zwar der Anfeuch-

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tung der Gase auf einen bestimmten Grad, wodurch sie so aufbereitet werden, dass die Abscheidung im Elektrofilter 11 verbessert wird β

Der im Abscheider 18 abgeschiedene Staub und der am Boden des Kühlturmes 19 gesammelte Schlamm haben beide einen hohen Alkaligehalt und sie können fortgeworfen werden, da sie nur einen kleinen Anteil der gesamten Speisung zum Ofen ausmachen. Falls erwünscht,können Staub und Schlamm ausgelaugt und getrocknet und zum Vorwärmer oder Drehofen zurückgeführt werden.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemässe Anlage in verschiedener Weise abgeändert werden, ohne aus dem Bereich der Erfindung herauszukommen_e Der abgelassene Gasstrom kann mit dem Hauptgasstrom im Vorwärmer wieder vereinigt werden, ohne dass eine Kühlung im Kühlturm stattgefunden hat, oder nur eine massige Kühlung, die gerade sicherstellt, dass die flüchtigen Bestandteile kondensieren. Eine derartige Kühlung kann durch Einspritzen von Wasser in das Rohr 16 oder in den Abscheider 18 durchgeführt werden.

Falls eine schon bestehende Anlage dazu abgeändert wird, gemäss der Erfindung zu arbeiten, kann es vorteilhaft sein, ein getrenntes Elektrofilter für den abgelassenen Gasstrom zu installieren.

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Claims

-9-Patentansprüche

Verfahren nach welchem Zementroh a» enthaltend Alkalien oder Chlorverbindungen oder beide, in einem Drehrohrofen gesintert oder gebrannt wird, von dem die Abgase durch einen Schwebegasvorwärmer gehen, um das im Drehrohrofen zu brennende Material vorzuwärmen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Abgase fortlaufend aus dem Ofen (1) selbst abgelassen wird bevor die Gase das Ofeneinlaufende erreichen, wo das vorgewärmte Rohmaterial in den Ofen (1) eintritto
2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gras zusammen mit einer Menge kalter atmosphärischer Luft aus dem Ofen (1) gezogen wird, die an einer Stelle oder an ^üteilen nahe an den oder bei den öffnungen zugelassen wird, durch die das Gas abgelassen wird«
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das abgelassene Gas um den Ofeneinlauf umgeleitet wird, um mit dem Hauptgasstrom während oder nach der Passage des Hauptgasströmes durch den Schwebegasvorwärmer (3) wieder ▼ereinigt zu werden·
4· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das abgelassene Gae vor der Wiedervereinigung mit dem Hauptgasstrom gekühlt wird«
5· Anlage für Verwendung bei einem Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schwebegasvorwärmer (3) und einen Drehrohrofen (1) umfasst, der eine öffnung oder öffnungen (H) im Ofenmantel zum Ablassen eines Stromes heisser Verbrennungsgase besitzt, wobei die öffnung oder Öffnungen (H) von einem im wesentlichen luftdichten,ortsfesten Gehäuse (15,25) umgeben sind, das durch eine Verbindung (16) mit einem Gebläse (17) zum Abziehen des aus dem Innern des Ofens abgelassenen Gases in Verbindung steht·
6· Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsfeste Gehäuse ein den Ofen (1) umgebendes Gehäuse (15,25) mit Dichtungsmitteln (27) zwischen Ofenmantel (1) und Gehäuse (15,25) ist.

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7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsfeste Gehäuse einen Teil eines Auslassgehäuses (25) ausmacht, das das Ofeneinlaufende umgibt.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekenn· zeichnet, dass die Öffnung oder Öffnungen (H) im Ofenmantel mit Rohren (23,24) ausgestattet sind, die den Durchtritt von Gas durch die Öffnung oder die Öffnungen (14) erlaubt, aber dem Verschütten von Rohmaterial durch die Öffnung oder Öffnungen (14) vorbeugt·
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Doppelmantelrohre (31,33) in den Öffnungen (14) im Ofenmantel (1) angebracht sind, wobei die innere Wandung der Rohre mit einem anderen den Ofen umgebenden Gehäuse (32) kombiniert wird, sodass der Ofenmantel (1) gleichsam doppelwandig wird und so das Einströmen atmosphärischer Luft zwischen das Gehäuse (32) und den Ofenmantel (1) und zwischen die Doppelwandung der Rohre (31,33) erlaubt, wobei das ortsfeste Gehäuse (25) im wesentlichen luftdicht gegen das andere Gehäuse (32) abgedichtet ist·
10« Anlage naoh einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umleitung vorgesehen ist, die einen oder mehrere Staubabscheider (18), einen Gaskühler (19) und ein Gebläse (17) umfasst.
11· Anlage naoh Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umleitung mit den Hauptgasstrom im Schwebegasvorwärmer (3) in Verbindung steht·
12. Anlage naoh Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umleitung mit dem Hauptgasstrom in Verbindung steht, nachdem dieser den Schwebegasvorwärmer (3) verlassen hat·

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