DE2201765B2 - Verfahren und Anlage zum Sintern oder Brennen von Zementrohmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Sintern oder Brennen von Alkalien und/oder Chlorverbindungen enthaltendem Zementrohmaterial gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 5.

Fast alle Zementrohmaterialien enthalten flüchtige Bestandteile in Form von Alkalien, normalerweise als Sulfate und Karbonate, und Chlorverbindungen; v.nd in 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 so weit, daß die Bestandteile nicht nur auf dem Rohmaterial in der Vorwärme- bzw. Trockenzone des Ofens kondensieren, sondern daß einige Bestandteile aus dem Ofen herausgetragen und teils als kleine Teilchen von verfestigtem Alkali oder verfestigten Chlorverbindungen und teils als Beschichtungen von Alkaliverbindungen, die auf Staubteilchen kondensieren, im Staubabscheider zu finden sind.

Da mindestens ein Teil des abgeschiedenen. Alkali enthaltenden Staubs zum Ofen zurückgeführt wird, besteht insoweit ein geschlossener Kreis zwischen Ofen und Staubabscheider.

Im praktischen Betrieb eines Zementbrennofens macht ein hoher Alkaligehalt das Material klebrig, so daß es ?u einer Agglomeration des Klinkers in großen Klumpen kommt und der Klinker an der Ofenwandung anklebt. In bekannter Weise ist es wichtig, die zirkulierende Alkalimenge zu kontrollieren; diese Kontrolle muß auch das Chlor umfassen.

Für die Beseitigung mindestens eines Teils der Alkalien sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden. Nach einem bestimmten Vorschlag soll ein Teil des Gases vom Verbindungsrohr zwischen Drehofen und Vorwärmer letzteren umgehen, so daß ein entsprechender Anteil der Alkalien zwangsläufig an einem Kontakt mit dem Rohmehl im Schwebegasvorwärmer gehindert ist. Die festen. Alkali tragenden Teile, die im umgehenden Gasstrom schweben, werden beispielsweise in einem Zyklon entfernt, wonach der umgeleitete Gasstrom zum Hauptstrom im Schwebegasvorwärmer oder hinter diesem zurückgeleitet wird. Diese Verfahrensweise ist zwar wirksam, führt jedoch zur Zirkulation einer beachtlichen Menge des Rohmaterials. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß das Ofeneinlaufende oder die Verbindung zwischen Ofen und Vorwärmer normalerweise eingeengte Durchtritte besitzen, 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs hinsichtlich seiner Gattung bezeichnete Verfahren und die zugehörige Anlage so auszubilden, daß die im System zirkulierende Alkalimenge reduziert wird, ohne daß große Mengen Rohmehl aus dem System mittels einer Gasumleitung herausgezogen werden.

Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer bzw. vorrichtungstechnischer Hinsicht durch die im Kennzeichenteil der Ansprüche 1 bzw. 5 angegebenen Maßnahmen gelöst

Erfindungsgemäß wird ein Teil der Abgase aus dem Ofen selbst abgelassen. Die Abgase im Innern des Ofens bewegen sich aufwärts mit mäßiger Geschwindigkeit und tragen deshalb nur Staub und kleinere Mengen Rohmehl; zugleich enthalten sie aber alle flüchtigen Alkaii- bzw. 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 Jer Gase in dieser 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. Folglich 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 du* 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 mindestens einer Stelle nahe der öffnung, durch welche das Gas abgelassen wird, zugelassen wird, so daß die kalte Luft und das abgelassene Gas sich sofort vermischen.

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

Der Ofenmantel besitzt vorzugsweise mindestens eine oder mehrere öffnungen, durch die das Gas den Ofen verlassen kann, und die Stelle, wo sich die öffnung befindet, 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 uüd dem Vorwärmer zu

regulieren.

Das Brenngut im Ofen darf natürlich nicht durch die öffnungen heraustreten, und es können automatische Ventile, die sich schließen, wenn sie im Laufe der Drehung des Ofens von Brenngut bedeckt werden, vorgesehen werden. Die Notwendigkeit solcher Ventile kann jedoch dadurch umgangen werden, daß nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Rohre am Ofen befestigt werden, die von den öffnungen ausgehen. Diese Rohre können sich längs des Ofenumfanges so weit von den öffnungen erstrecken, daß es, selbst wenn das Material in diese hineingelangt, nicht durch die Schwere aus ihren Auslaßenden heraustritt, 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.

Im folgenden wird die Erfindung weiter ins einzelne gehend beschrieben; in den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Drehofenanlage,

Fig.2 einen Querschnitt durch den Ofen an einer Stelle mit Öffnungen,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-III der F i g. 2,

Fig.4 einen Querschnitt durch einen modifizierten Ofen,

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der F i g. 4,

F i g. 6 einen Querschnitt durch einen anderen modifizierten Ofen,

Fig.7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt durch einen weiteren modifizierten Ofen und

F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der F i g. 8.

Fig. 1 zeigt das obere Ende eines Drehrohrofens 1, der durch sein Einlaufende und ein Steigrohr 2 mit einem Schwebegasvorwärmer 3 in Verbindung steht, der sich aus vier untereinander verbundenen Zyklonen 4, 5, 6 und 7 zusammensetzt. Der Schwebegasvorwärmer besitzt ein Speiserohr 8 für die Speisung von Rohmaterial zur Anlage und ein Abgasrohr 9, durch welches die Abgase mittels eines Ventilators 10 zu einem Elektrofilter 11 hin abgezogen werden. Das Elektrofilter 11 besitzt einen Auslaß 12 für reines Gas, durch den die Abgase direkt oder über einen Schornstein ^;ns Freie gelangen können. Im Elektrofilter abgeschiedener Staub wird am Boden des Abscheiders gesammelt und durch einen Schraubenförderer 13 entfernt. Nahe an seinem oberen Ende ist 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 einem Elektrofilter 11 in Verbindung steht. Der Abscheider 18 besitzt einen Auslaß 20 für abgeschiedenes Material, und der Gaskühler 19 ist mit einem Rohr 21, durch das Kühlwasser in diesen eingeführt werden kann, und mit einem Auslaß 22 für das Ablassen von Schlamm, welcher sich am Boden ansammelt, ausgestattet

Innerhalb des Gehäuses 15 ist der Ofen mit öffnungen 14 versehen, die, wie in F i g. 2 und 3 gezeigt, mit Gittern abgedeckt sein können. Von jeder öffnung 14, welche in diesen zwei Figuren gezeigt ist, geht ein Rohr 23 aus, und zwar längs des Ofenumfanges. Gase aus dem Ofen gehen durch die öffnungen, solange diese nichi von Material am Boden des Ofens bedeckt sind; wenn sie aber von Material bedeckt sind, fließt dieses Material in die Rohre 14, sperrt sie gegen den Durchtritt von Gas und fällt wieder aus ihnen heraus, wenn der

Ofen sich durch einen genügend großen Winkel gedreht hat.

Die in den F i g. 4 und 5 gezeigten Rohre 24 sind mehr im Innern als an der Außenseite des Ofenmantels angebracht, so daß das Gas, welches abgelassen wird, ^r, durch die Mündung einer dieser Rohre und dann durch eine öffnung 14 in das Gehäuse 15 gehen muß. Dieses Gehäuse 15 ist mit einem Bundring 26 kombiniert, der einen Teil der Abgasführung 2 ausmacht. Eine Dichtung 27 ist zwischen diesem und dem Ofen auf der in ofenabwärts gerichteten Seite des Gehäuses vorgesehen, während auf der ofenaufwärts gerichteten Seite ganz einfach ein Trennring 28 angebracht ist. Ein kleinerer Strom von Gas in jeder Richtung über den Trennring 28 ist nicht schädlich, und diese Strömung kann jedenfalls durch geeignete 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 Konstruktion wird das vorgewärmte Rohmehl dem Ofen durch ein Rohr 29 zugeführt und fällt auf eine Zunge 37, die vom Steigrohr 2 in den Ofen hineinragt.

Da die Rohre 24 sich im Innern des Ofens befinden, ist es möglich, ein ortsfestes Gehäuse 15 mit angelenkten >5 Klappen 30 anzubringen, welche durch (nicht gezeigte) Mittel in Berührung mit dem Ofen gedrückt werden und das Gehäuse so aufteilen, daß das Gas nur durch die öffnungen entweichen kann, wenn diese den oberen Teil des Gehäuses durchlaufen. Die vermindert die Gefahr, daß ein Teil des Rohmehles mit dem den Ofen verlassenden Gas fortgezogen wird.

Der Vorteil der Bauart, bei der das Gehäuse um die öffnungen auch einen Teil des den Ofeneinlauf umgebenden Gehäuses bildet, besteht darin, daß nur 3-, eine Dichtung, wie die in F i g. 5 mit 27 bezeichnete, dazu dient, das Abströmen von Gas von sowohl dem Hauptstrom als auch dem abgelassenen Strom zu verhindern. Andererseits gewährt die Anbringung eines separaten Gehäuses, wie in F i g. 1 bis 3 gezeigt, obwohl dann zwei Satz Dichtungen norwendig sind, eine viel größere Anbringungsmöglichkeit für die Öffnungen 14.

Die Fig.8 und 9 zeigen eine Bauart eines Ofens, wobei kalte atmosphärische Luft zum Kühlen des abgelassenen Gases zugelassen wird. Bei diesem Ofen ist ein Gehäuse 32 zwischen das Gehäuse 15 und den Ofenmantel 1 eingeschoben und mit Rohren 31 ausgestattet, welche Rohre 33 der in F i g. 6 gezeigten Art umschließen. Um den Ofen ist das Gehäuse 32 ein wenig vom Ofenmantel abgehoben, so daß ein Spalt 3Ί entsteht, durch den atmosphärische Luft einströmer kann, um durch den ringförmigen Raum zwischen der Rohren 31 und 33 zu fließen und sofort in die Rohre 31 gezogen zu werden mit dem durch diese aus dem Ofer abgelassenen Gas. Das Gehäuse 32 rotiert mit dem Ofen, und eine Dichtung 35 ist zwischen dem Gehäuse

32 und dem Gehäuse 25 angebracht.

Diese Figuren zeigen auch Ketten 36, die in die Rohre

33 eingebaut sind, um jegliches Material, das sich auf den Seiten der Rohre ansetzen sollte, abzuschlagen. Diese Ketten 36 können selbstverständlich durch entsprechende Vorrichtungen ersetzt werden.

Beim Betrieb der in F i g. 1 gezeigten Anlage wird der durch das Rohr !6 abgezogene Anteil der Abgase durch die verhältnismäßige Ansaugung der Gebläse 17 und 10 bestimmt. Im Kühlturm 19 stellt Wasserstaub von der Wasserversorgungsleitung 21 sicher einerseits, daß die Temperatur so abgesenkt wird, daß alle flüchtigen Alkali- und/oder Chlorverbindungen kondensiert sind und andererseits, daß die Temperatur so abgesenki wird, daß kein Schaden am Elektrofilter entstehen kann Der Wasserstaub kann einem dritten Zweck dienen, und zwar der Anfeuchtung der Gase auf einen bestimmter Grad, wodurch sie so aufbereitet werden, daß die Abscheidung im Elektrofilter 11 verbessert wird.

Der im Abscheider 18 abgeschiedene Staub und der am Boden des Kühlturmes 19 gesammelte Schlamm besitzen einen hohen Alkaligehalt und 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 Anlage in verschiedenei Weise abgeändert werden.

Der abgelassene Gasstrom kann mit dem Hauptgas strom im Vorwärmer wieder vereinigt werden, ohne daß eine Kühlung im Kühlturm stattgefunden hat odei nur eine mäßige Kühlung, die gerade sicherstellt, daß die flüchtigen Bestandteile kondensieren. Eine derartige Kühlung kann durch Einspritzen von Wasser in da« Rohr 16 oder in den Abscheider 18 durchgefühn werden.

Falls eine schon bestehende Anlage zu einer erfindungsgemäßen Anlage abgeändert wird, kann eir separates Elektrofilter für den abgelassenen Gasstrom vorteilhaft sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   ί. Verfahren zum Sintern oder Brennen von Alkalien und/oder Chlorverbindungen enthaltendem Zementrohmaterial in einem Drehrohrofen, dessen Abgase zur Vorwärmung des im Drehrohrofen zu brennenden Materials durch einen Schwebegasvorwärmer hindurchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Abgase fortlaufend aus dem Ofen abgelassen wird, bevor die Gase das Ofeneinlaufende erreichen, wo das vorgewärmte Rohmaterial in den Ofen eintritt
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas zusammen mit einer Menge kalter atmosphärischer Luft aus dem Ofen gezogen wird, die an mindestens einer Stelle nahe an mindestens einer Öffnung zugelassen wird, durch die das Gas abgelassen wird.
3. 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 dem Durchlauf desselben durch den Schwebegasvorwärmer wieder vereinigt zu werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abgelassene Gas vor der Wiedervereinigung mit dem Hauptgasstrom gekühlt wird.
5. 5. Anlage zum Sintern oder Brennen von Alkalien und/oder Chlorverbindungen enthaltendem Zementrohmaterial, nämlich zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 4, mit einem Drehrohrofen und einem Schwebegasvorwärmer, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrohrofen (1) mindestens eine Öffnung (14) im Ofenmantel zum Ablassen eines Stroms heißer Verbrennungsgase besitzt, die von einem im wesentlichen luftdichten, ortsfesten Gehäuse (15) umgeben ist, das durch eine Verbindung (16) mit einem Gebläse (17) zum Abziehen des aus dem Inneren des Ofens (1) abgelassenen Gases in Verbindung steht
6. 6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Gehäuse ein den Ofen (1) umgebendes Gehäuse (15) mit Dichtungsmitteln (27) zwischen Ofenmantel und Gehäuse (15) ist.
7. 7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Gehäuse einen Keil eines Auslaßgehäuses (15) bildet, das das Ofeneinlaufende umgibt.
8. 8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (14) im Ofenmantel mit Rohren (23, 24) ausgestattet ist, die den Durchtritt von Gas durch die Öffnung (14) erlaubt, aber einem Verschütten von Rohmaterial durch die Öffnung (14) hindurch vorbeugt.
9. 9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Öffnungen (14) im Ofenmantel Doppelmantelrohre (31, 33) angebracht sind, deren innere Wandung (33) mit einem anderen den Ofen umgebenden Gehäuse (32) kombiniert ist, so daß der Ofenmantel gleichsam doppelwandig ist und so das Einströmen atmosphärischer Luft zwischen Gehäuse (32) und Ofenmantel und zwischen die Doppelwandung der Rohre (31, 33) erlaubt, wobei das ortsfeste Gehäuse (15) im wesentlichen luftdicht gegen das andere Gehäuse (32) abgedichtet ist.
10. 10. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umleitung vorge-

    sehen ist, die einen oder mehrere Staubabscheider (18), einen Gaskühler (19) und ein Gebläse (17) umfaßt.
11. 11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umleitung mit dem Hauptgasstrom im Schwebegasvorwärmer (3) in Verbindung steht
12. 12. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umleitung mit dem Hauptgasstrom in Verbindung steht, nachdem dieser den Schwebegasvorwärmer (3) verlassen hat.