DE2241245A1

DE2241245A1 - Verfahren zur herstellung von zementklinker und schwefeldioxyd

Info

Publication number: DE2241245A1
Application number: DE2241245A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Binder; Josef Dr Hutter; Helmut Dr Marecek; Heinrich Dipl Ing Stich
Original assignee: Lentia GmbH
Current assignee: Lentia GmbH
Priority date: 1971-10-14
Filing date: 1972-08-22
Publication date: 1973-04-19
Also published as: ZA727127B; DE2241245B2; GB1364957A; AT321184B; DD99976A1; US3865602A; PL80508B1; BE790083A

Description

Lentia Gesellschaft mit Descnränlcter Haftung Chem. u. pharm.Erzeugnisse - Industriebedarf München 2, Schwanthalerstraße 39

Verfahren zur Herstellung τοπ Zementklinker und Schwefeldioxid

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren e«op I@r~ stellung von Zementklinker und Schwefeldioxyd nach d©a sog. Gipa-Schwefelsäureverfahren, bei dem daa Böhme hl is Schwebezustand duroh die abziehenden Ofengase vorgewärsü wird. Ss verbindet den Vorteil einer optimalen WänaeawMitzung mit guter Ausbeute an SOg und optimaler KLinkerquali^lt.

Die Vorwärmung von Bohmehl für die Erzeugung v&ä üemöiat im Schwebezustand und »war in sog© Sete'se'begsiiwäisotaiasofeiara hmt sich in der Zementinduetrie-sehr b©witat (üS-»Bit° 3₀4§1

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Pie Anwendung dieser Vorwärmung auf das sog. Gips-Schwefelsäureverfahren ist jedoch schwieriger, da dort im Rohmehl u.a. als Zuschlagstoff Koks enthalten ist, der bei höherem Sauerstoffgehalt der Gasphase im Wärmetauscher wegzubrennen beginnt und damit der Reaktion entzogen wird, sobald Temperaturen von etwa 720 - 780° C erreicht werden· Kin höherer Sauerstoffgehalt in der Gasphase ist aber sehr schwer zu vermeiden, da es kaum möglich 1st, den Obergang vom Drehrohrofen zum Sohwebegaswärmetauscher so abzudichten, daß nicht unkontrollierbare Mengen an Luft in den Sohwebegaswärme tauscher eindringen.

Om diese Schwierigkeit zu meistern,wurde gemäB Österreichischer Patentschrift 273.784 eine mindestens zweistufige Schwebegasverwärmung vorgeschlagen, in die die kohlenstoffhaltigen Zuschläge getrennt vom Calciumsulfat in die Schwebegasvorwärmung eingetragen werden und zwar an einer Stelle, in der die Gase durch die vorher stattfindende Eintragung von Gips unter die Temperatur abgekühlt worden sind, die ein tellweises Wegbrennen des Kokses ermöglichen würde· Eine unerwünschte Temperaturerhöhung wird femer durch Zugabe von Wasser vermieden, das entweder in Form von feuchtem Gips oder durch direktes Elndttsen eingebracht wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dafl das mehrfache Eintragen eine relativ groBe Investition für Fördereinrichtungen zur Folge hat und auflerdem nutzbare Wärme durch die Eintragung von Wasser verloren geht.

Um diese Nachteile zu umgehen, wurde gemäl DOS 2,044.048 vorgeschlagen, durch Einstellen einer reduzierenden Flamme im Drehrohrofen in diesem eine reduzierende Atmosphäre aufrechtzuerhalten, wobei der Gehalt an reduzierenden Bestandteilen in der

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Ofenatmosphäre, nämlich GO₅ Schwefel taael I₅J bemessen ist, daß der Sauerstoffgehalt &@r ©as©_p Sie üon Schwebegaswärmetaueeher'verlassen®

eindringende Falschluft auf na^iaal ©₍ halt auf mindestens 0,1 $ eingestellt erreichen, werden gemäß BOS 2,044.048 J@ etwa 0,2 Rm . CO vorgesehen, die bsi der temperatur am Ofenkopf von etwa 750

mit dem Sauerstoff der Falschluft reagieren

Bei diesem Verfahren ist es- also @rf©rdsrliehy Sie Flamme im Drehrohrofen durch Variation von Brennstoff ianaZoder Luftzufuhr so einzustellen-, daß die reduzierenden Verbindungen in der Ofenatmosphäre gerade ausreichen, im den stcircmäoa Sauerstoffgehalt zu beseitigen. Dies bedeutet ein© sete äiffisil© Regelung der Ofenfeuerung, denn ein'Zuviel an recto ierend©a Bestandteilen bedeutet einen.Ausbemteverlmst an BO₉₉ während ein zu hoher Sauerstoffgehalt %u äen selion ©swStoten Eohl©n<» Stoffverlusten im Rohmehl fuhrt» Mw& ist ®,b<2>r in ü®r Praxis die eintretende yalechluft nicht konstant;, w©il eiek irarefe Längsverschiebungen der BrehSfen. iimerhalb @ia@© aotw©niig©n Spielraumes der Abstand zwischen Ofen und Ofenkopf laufend zu ändern pflegt und die Dichtungen unter dem EimfluB von Staubkrueten und Korrosion meist aohne11 ifer© Beweglichkeit verlieren und dann diesen Tsrsebiiebwigen nieht mehr folgen" können. Es ist praktisch unmöglich, di© iaöUarelä hervorgerufenen Schwankungen in der Falsehluftmenge durch dauernde Änderung der Flamme auBsuglelss!ien_f wenn nicht ein lanreg®!massiger Brand und damit
Kauf genommen wird.

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Bei einer der üblichen AuefUhrungeformen de· ßlps-Schwefelaäureverfahrens wird nicht die gesamte, zur Reaktion nBtige Luft mit bsw. unmittelbar neben der Flamme aufgegeben, sondern der Rest, der zur Einstellung des üblichen Sauerstoffgehaltes der Abgase von 0,1 - 0,5 % erfordert lieh ist, nach der Sinterzone in den Ofen eingeblaaen. Biese sogenannte "Tertiärluft"macht in der Regel etwa 5 -25 % der insgesamt zur Reaktion benötigten Luft au·«Biese Luftmenge ist mit Sicherheit htther als dis an den Ofenkopfdichtungen eintretende Falschluft.

Bs konnte nun gefunden werden, daß es möglich ist, bei solchen, mit Tertiärluftzusatz arbeitenden Verfahren, die Falschluft als Tertiärluft auszunützen und den Rest der Tertiärluft erst im Schwebegaswärmetauscher zuzuführen, ohne daß das Verfahren dadurch Irgendwie ungünstig beeinflußt wird. Bas hat den Vorteil, daß die Menge der in den Schwebegaawärmetauscher zugeführten Rest-Tertiärluft leicht so geregelt werden kann, daß der Sauerstoffgehalt des Gases im Wärmetauscher mit der erforderlichen Präzision eingehalten wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker und Schwefelsäure nach dam Gipa-Schwefelsäureverfahren unter Zuführung eines Teiles der zur Reaktion nötigen Luft als Tertiärluft in die Reaktionazone in Richtung des Gaswegeβ gesehen nach der Sinterzone zwecke Einstellung eines Sauerstoffgehaltes in den die Reaktionszone verlassenden Gasen von 0,1 - 0,5 f>$ bei dem das in den Ofen einzusetzende gesamte Rohmehl durch die die Reaktionazone verlassenden Gaae im Schwebezustand vorgewärmt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die "Tertiärluft" in mindestens 2 TeilstrOmen der Reaktionszone zugesetzt wird, wobei als erster Teilstrom die an der Übergangsstelle zum Schwebegaswärme taue eher eindringende Falschluft dient und der Rest der Tertiärluft in die Schwebegaszone in einem oder mehreren Strumen eingeleitet wird und die Gastemperatur an der Ein-

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LEMTIA GMBH

dringungsstelle der Falschluft mindestena 670° C und an der Stelle der Zugabe des nächsten gegebenenfalls einzigen weiteren Teilstromes maximal 800° C beträgt.

Die Einhaltung der Temperaturen am Ofenkopf und im Schwebegaswärmetauscher ist flir die Erzielung eines optimalen Verfahrensganges, d.h. eine optimale Ausnützung der Abwärme ohne Qualitäta- und/oder Ausbeuteeinbußen wichtig.

Die optimale Lage der Einblasstelle bzw. der Einblasstellen des Restes der Tertiärluft hängt nicht nur von der dort herrschenden Gastemperatur innerhalb der erfindungsgemäßen Grenzen ab, sondern auch von anderen Faktoren, wie z.B. Korngröße und Reaktionsfähigkeit des Kokses, den Strömungsverhältnissen im Wärmetauscher usw.

In der Praxis wird man mehrere Einblasstellen vorsehen und die jeweils günstigste bzw. günstigsten an der- in Betrieb befindlichen Anlage ermitteln. Als Kriterium für die Auswahl der günstigsten Stelle bzw. Stellen gilt, daß mit möglichst wenig Koks das Auslangen für die Reduktion des Calciumsulfatea gefunden wird. Durch das Einblasen der Luft an mehreren Stellen kann auch die schnelle Vermischung des Böhmehies mit dem Ofengae und die restlose Oxydation der noch oxydierbaren gasförmigen Bestandteile erleichtert werden.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auf verhältnismäßig einfache Weise unter besserer 'Ausnutzung der Ofengaswärme also möglich, das Rohmehl so hoch zu erhitzen, daß die eingang· erwähnten chemischen Reaktionen ohne nennenswerte Oxydation von Koks zu CO₂ bereits im Schwebegaawärmetauscher einsetzen. Auf diese Weise ist es auch leichter

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■ugllch_f die Temperatur der den Schwebegasvorwärmer verlaseenden Abgase auf 300 · 330° C zu kühlen, also auf das Temperaturbereich, welches zur Vermeidung von Korrosionsachäden in den nachgeechalteten Elektro-Entstaubungen durch kondensierte Schwefelsäure nicht unterschritten werden darf.

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Beispielt

Ein Drehofen, dem ein im Gegenstrom arbeitender Schwebegaswärmetauscher nachgeechaltet ist, wird mit 20 stuto Ofenmehl beschickt, welches entsprechend den Erfordernissen des Gips-Schwefeieftureverfahrens zur Hauptsache aus Calciumsulfat und außerdem aus Koks und aus SiOg* ^A12°3 ^{md Fe}2°3 haltenden Koaponen 3n besteht. Unter Aufwand einer Wärmemenge von 1500 WE pro kg Klinker, die durch Verbrennen von 1500 leg Heizöl pro Stunde im heißen Ende des Drehofens erzeugt werden, werden 10 stuto Klinker erzeugt. Zur vollständigen Verbrennung des Heizöls und einer kleinen Menge überschufikoks, die nicht zur Reduktion von CaSO. gebraucht wird, und üb darüber hinaus im Abgas hinter dem Wärmetauscher 0,1 Jt Og su haben, werden 19 500 NorA Luft benötigt. Davon werden 3 000 HmVh dem ölbrenner als Frimärluft zugeführt. 14 500 Hm*/h Werden im KLinkerklihler vorgewärmt und als Sekundärluft in den Ofen geleitet. Dadurch stellt sich in der Ofenatmosphäre ein CO-Gehalt von etwa 4 H ein. Von den fehlenden 2 000 NmVh treten etwa die Hälfte als Falschluft durch die Ofenkopfdichtung ein, während der Rest im Schwebegaswäraetauscher als regelbarer Strom zugegeben wird. Die Bemessung der Restmenge erfolgt so, daß der O₂-Gehalt im Abgas nach dem Wärmetauscher 0,1 VoI % beträgt. Die Temperatur dee Abgases beträgt ca. 350° C. An der Stelle der Zugabe der Restmenge an Tertiärluft ist die Gastemperatur ca. 800° C und die Materialtemperatur ca. 450° C. Die Ofengastemperatur bei Verlassen des Drehrohrofens beträgt 900° C.

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Claims

Patentanspruch!

Verfahren zur Herstellung von Zementklinker und Schwefeldioxyd ausgehend von Calciumsulfat nach dem Gipe-Schwefeleäureverfehren unter Zuführung eines Teiles der zur Reaktion nötigen Luft als Tertiärluft in die Reaktionszone in Richtung des Gesweges gesehen nach der Sinterzone zwecks Einstellung eines Sauerstoffgehaltes in den die Reaktionesone verlassenden Oasen von 0,1 - 0,5 ^, bei dem das in den Ofen einzusetzende gesamte Rohmehl durch die die Reaktionszone verlassenden Gase im Schwebezustand vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die "Tertiärluft" in mindestens 2 Teilströmen der Reaktionszone zugesetzt wird, wobei als erster Teiletrom die an der Übergangsstelle zum Schwebegaswärmetauscher eindringende Falschluft dient und der Rest der Tertiärluft in die Schwebegaszone in einem oder mehreren Strumen eingeleitet wird und die Gastemperatur an der Bindringungsstelle der Falschluft mindestens 870° C und an der Stelle der Zugabe des nächsten gegebenenfalls einzigen weiteren Teilstromes maximal 800° C beträgt.

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Lentia'Ges^ias/chaft mit beschränkter Haftung f ΙEr Zeugnis se - Industriebedarf

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