DE2335045C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung eines Teils der Alkalien aus Drehofenabgasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung eines Teils der Alkalien aus Drehofenabgasen und eine zugehörige Vorrichtung gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 7.

Aus der CH-PS 3 86 908 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung eines Teils der Alkalien aus den Abgasen eines Drehofens bei der Zementherstellung bekannt, wobei der Abgasstrom in einen Hauptstrom und einen Teilstrom unterteilt wird, von denen der Hauptstrom einem Vorwärmer zugeführt wird, während der Teilstrom mit einem feinkörnigen

so festen Stoff in Berührung gebracht wird, an dem die Alkalien zur Ablage gebracht werden sollen. Bei dem feinkörnigen festen Stoff handelt es sich entweder um frisches Rohmehl oder um den in einem nachgeschalteten Elektrofilter niedergeschlagenen Rohmehlstaub. In beiden Fällen handelt es sich ganz unzweifelhaft um einen festen Stoff feinster Körnung mit der Folge, daß dieser nicht geeignet ist, im Wege eines Schauers seiner einzelnen Partikel frei herunterzufallen. Vielmehr wird dieser Stoff in großen Mengen in ein zugehöriges Behandlungsgefäß eingeschüttet, wonach der Teilstrom durch die Ansammlung des festen Stoffs am Boden des Gefäßes hindurchgedrückt wird. Selbst dann, wenn die äußerst feinkörnigen Feststoffpartikel vielleicht in einem Einzelfall teilweise als Schauer frei herunterfallen können sollten, kommt es dabei nicht zu der angestrebten oder zumindest nicht zu einer brauchbaren Entfernung der Alkalien. Dies beruht darauf, daß die sehr feinkörnigen Feststoffpartikel nur äußerst langsam

durch den Teilstrom herunterfallen können, infolge ihrer geringen Größe nur eine geringe Wärmeaufnahmekapazität besitzen und sich bsi ihrem langzeitigen Durchlauf durch den Teilstrom infolge ihrer geringen Wärmekapazität sehr stark aufwärmen mit der weiteren Folge, daß sie wegen der erhöhten Temperatur als Kondensationskerne ungeeignet sind.

Auch bei dem aus der DE-PS 11 26 306 bekannten Verfahren zum Brennen von Alkalien enthaltendem Zementrohgut werden Maßnahmen zur Entfernung der Alkalien vorgesehen. Und zwar werden die Ofenabgase vor Eintritt in den Vorerhitzer durch ein Gefäß hindurchgeleitet und darin zwecks Niederschlagung der mitgeführten Alkalien mit einem kalten, feinkörnigen festen Stoff in Berührung gebracht, der, noch bevor er die Verdampfungstemperatur der Alkalien erreicht hat, aus dem Gefäß abgezogen und endgültig aus dem System abgeleitet wird. Die Alkalidämpfe werden also in fester Form niedergeschlagen. Als Niederschlagungsgefäß dient dabei ein Staubabscheider, insbesondere ein Zentrifugal-Staubabscheider, und der kalte, feinkörnige Feststoff wird in die Abgasleitung eingebracht, die zu dem Staubabscheider führt Hier findet eine innige Mischung zwischen den Feststoffen und dem Ofengas statt, wobei der Feststoff eine große Oberfläche für die Niederschlagung der Alkalien darbietet In bevorzugter Weise dient als Feststoff Rohgutstaub, der bei der Reinigung der Ofenabgase anfällt oder ein Teil des Zementrohguts selbst Jedenfalls wird der Feststoff in die dem Staubabscheider zuzuführenden Gaie derart eingeführt daß die Gase den Feststoff mitreißen, der nach Abscheidung im Staubabscheider gänzlich aus dem System herausgeführt wird. Für die Durchführbarkeit der vorgesehenen Alkalientfernung ist es unabdingbar Voraussetzung, daO der Feststoff so klein gekörnt ist, daß er mit Sicherheit im Gasstrom suspendiert und vom Gas zum Staubabscheider mitgerissen wird. Wäre dagegen der Feststoff so grobkörnig und schwer, daß er sich im Abgasstrom nicht suspendieren ließe, würde der Feststoff durch den Abgasstrom hindurchfallen und dabei alle eventuell auf ihm kondensierten Alkalipartikel sofort unmittelbar wieder dem Ofen zuführen, so daß in der Praxis sogar eine Anreicherung des Alkaligehalts im Ofen festzustellen wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß die Entfernung der Alkalien aus dem Gasstrom vereinfacht und gleichzeitig verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, und zwar in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und in vorrichtungstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 7.

Die Hindurchführung des Teilstroms durch einen Schauer frei fallender Kondensationskörper stellt etwas gänzlich anderes dar als die bisher vorgesehene Suspendierung von Feststoffpar'.ikeln in einem zu reinigenden Gasstrom. Denn erfindungsiemäß werden also die Kondensationskörper wegen ihres freien Herunterfallens nicht im Gasstrom suspendiert und von diesem mitgerissen, sondern lediglich abgebremst, aber nicht in einem solchen Ausmaß, daß das weitere Herunterfallen verhindert wäre. Die Kondensationskörper stehen in keiner bemerkenswerten gegenseitigen Berührung und bie'.sn einen großen Gesamtoberflächenbereich für die Kondensation der Alkalidämpfe, so daß ein sehr großer Anteil der in dem Teilstrom enthaltenen Alkalien eingefangen werden.

Infolge des großen und kalten Kondensationsoberflächenbereichs, der von den Kondensationskörpern für die in dem Teilstrom vorhandenen Alkalidämpfe zum frühest möglichen Zeitpunkt nach dem Austritt des Stroms aus dem Drehofen geschaffen ist, sind die Wände des Durchlasses, durch den der Teilstrom hindurchfließt, nur in einem geringen Ausmaß Alkaliverkrustungen ausgesetzt Sofern jedoch derartige

ίο Tendenzen auftreten sollten, lösen die Kondensationskörper, die sich in der Nähe der Durchlaßwände bewegen, jegliche Verkrustung im Anfangsstadium ihrer Bildung auf.
Vorteilhafte Weiterbildungen sowohl in verfahrenstechnischer als auch in vorrichtungstechnischer Hinsicht sind aus den Unteransprüchen 2 bis 6 bzw. 8 bis 12 zu ersehen.

Der Durchlaß, durch den der Teilstrom des Abgases hindurchläuft ist derart angeordnet daß in dem Bereich, in dem di? Berührung zwischen dem Gas und den Kondensationskörpern stattfindet, ?ix Gasstrom sich entweder nach oben, d. h. im Gegensir 5m zu den frei fallenden Kondensationskörpern, oder im wesentlichen horizontal, d. h. im Kreuzstrom zu den frei fallenden Kondensationskörpern, bewegt Gewöhnlich sind die örtlichen Bedingungen, insbesondere in Hinblick auf die Raumverhältnisse, für die Verwendung des einen oder des anderen dieser beiden Verfahren entscheidend.

Die Kondensationskörper können aus Metall oder Keramik hergestellt und als Kugeln bzw. Bälle, Zylinder oder Spiralen gestaltet sein. In alternativer Ausbildung können sie jedoch auch aus Naturstein, beispielsweise grobem Kies oder Schotter, bestehen. Insbesondere wurde die Verwendung von Stahl- bzw. Eisenkügelchen von im wesentlichen gleicher Größe mit einem Durchmesser zwischen 2 und 10 mm als vorteilhaft festgestellt Stahlkügelchen mit einem Durchmesser innerhalb des angegebenen Rahmens besitzen ein ausreichendes Fallverhalten in dem Tcilstro.n und werden in diesem auch nicht mitgerissen, gleichgültig ob sich dieser im Gegen- oder Kreuzstrom bewegt.

V/enn die alkalibeschichteten Kondensationskörper den Gasstrom verlassen haben, werden sie vorzugsweise von ihrer Beschichtung befreit, so daÜ sie erneut verwendet werden können, insbesondere wenn die Körper aus Metall oder Keramik bestehen. Die Entfernung der Beschichtungen kann dadurch bewirkt werden, daß die Körper Schlagen, Stößen, Vibrations- und/oder Reibungskräften ausgesetzt werden, und das gelöste Beschichtungsmateria! wird anschließend von den gereinigten K.ondensationskörpern separiert. In alternativer Ausbildung können die Beschichtungen mit Hilfe von Wasser abgewaschen werden, oder wird die Beschichtung vielleicht überhaupt nicht entfernt. In letzterem Fall, der üblich ist, wenn die Kondensationskörper aus grobe.Ii Kiesel geformt sind, werden die Körper entfernt bzw. vernichtet.

Während der gesamten Zeit, während der die Kondensationskärper nicht mi! dem heißen Teilstrom des Gases in Berünrung stehen, unterliegen sie in einem bestimmten Maß einer natürlichen Kühlung; sie werden jedoch, sofern sie erneut verwendet werden rollen, in vorteilhafter bzw. bevorzugter Weise einer weiteren Kühlung, vorzugsweise nach ihrer Befreiung von den

W) Beschichtungen, vor ihrer Wiederverwendung unterzogen. Als Ergebnis hiervon sind sie kälter, als sie andererseits sein wurden, wenn sie in den Teilstrom des Abgases wiedereingeführt werden, und sind sie somit in

der Lage, eine größere Alkalimenge zu kondensieren.

Diese beträchtliche Abkühlung der Kondensationskörper kann dadurch bewirkt werden, daß sie durch einen ständigen Strahl einer Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, hindurchgeführt werden, wobei die Anordnung eine derartige ist, daß die Flüssigkeit sofort verdampft und die Körper im wesentlichen trocken zurückbleiben und schrittweise auf die gewünschte Temperatur abgekühlt werden.

Alternativ hierzu kann die beträchtliche Abkühlung der Kondensationskörper dadurch erreicht werden, daß atmosphärische Luft über die Kondensationskörper während einer geeigneten Zeitspanne hinweggeblascn wird, nachdem die Körper durch den Teilstrom des Abgases hindurchgeführt worden sind.

Nach Entfernung des größten Teils seiner Alkalien und nach Abgabe eines Teils seines Wärmegehalts an die Kondensationskörper wird der Teilstrom des Abgases mindestens zum Teil in bevorzugter Weise in einem anderen Stadium des Zementherstellungsprozesses verwendet.

Beispielsweise kann die in dem gereinigten Teilstrom des Abgases enthaltene Wärme verwendet werden, indem mindestens ein Teil des Teilstroms mit dem Hauptstrom des Abgases während dessen Durchlaufs durch den Suspensions-Vorwärmer, vorzugsweise an einer Stelle, an der die Temperaturen des Teilstroms und des Hauptstroms nahezu dieselben sind, wieder vereinigt wird. Nach dem Austritt aus dem Vorwärmer werden die wieder vereinigten Gasströme vorzugsweise von einer beträchtlichen Staubmenge, die sie in Suspension tragen, vor ihrer Abgabe in die Atmosphäre befreit.

In einem anderen Fall, in dem die in dem gereinigten Teilstrom des Abgases enthaltene Wärme verwendet werden kann, wird mindestens ein Teil des gereinigten Teilstroms des Abgases als Zusatz der Primär- und/oder Sekundärluft zugegeben, die zur Unterstützung der Verbrennung im Drehofen zugeführt wird Da Drehofen jedoch gewöhnlich eine sehr große Baulänge aufweisen und die Primär- und Sekundärlult dem Ofen an seinem Auslaßende zugeführt werden muß. während der gereinigte Teilstrom des Abgases am Einlaßende des Ofens zur Verfugung steht, bedarf es einer langen Leitung, um den gereinigten Teilstrom des Abgases vom einen Ende des Ofens zum anderen zu führen. Trotz wirkungsvoller Wärmeisoiation dieser Leitung tritt ein Wärmeverlust während der Durchführung des Teilstroms durch die Leitung auf und kann die Leitung als solche nachteilig sein.

Es ist daher wirkungsvoller, die in dem gereinigten Teiistrom des Abgases enthaltene Wärme zum Trocknen und Vorwärmen der Zementrohmaterialien zu verwenden, bevor das Material als Rohmeh! dem Suspensions-Vorwärmer zugeführt wird, und zwar vorzugsweise während des Mahlens der Rohrmateriaiien in einer Mühie. in der Regei ist die Mühie eines Zementwerks in der Nähe des Einlaßendes eingtf Drehofens gelegen, so daß das oben genannte Problem des Wärmeverlustes in diesem Fall nicht von Bedeutung bzw. nicht zu berücksichtigen ist.

Eine weitere Möglichkeit der Verwendung mindestens eines Teils des gereinigten Teilstroms des Abgases besteht darin, den Teilstrom durch einen Staubabscheider vor seiner Abführung in die Atmosphäre hindurchzjfiihren. Dieser sammelt den von dem Teilstrom getragene- Staub, der verhältnismäßig alkaiifre; ist. und reinigt des weiteren das Gas vor dessen Abführung. Der Staub kann dem Rohmehl zugegeben werden, das in den Drehofen eingeführt wird. Es kann derselbe Staubabscheider verwendet werden, der dazu verwendet wird, den Hauptstrom des Abgases nach dessen Durchführung durch den Suspensions-Vorwärmer und vor seiner Abführung in die Atmosphäre zu reinigen.

Im folgenden werden die erfindungsgemäße Anlage und das erfindungsgemäße Arbeitsverfahren anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen

ίο beschrieben; in diesen zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Kondensationskörper sich im Gegenstrom zu dem Gasstrom bewegen,

ι ■'. F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des unteren Teils der in Fig. 1 dargestellten Anlage, teilweise im Schnitt, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-III der Fig. I, F i g. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung

einer allerdings abgewandelten Ausführungsform der

:o Anlage.

F i g. 5 eine weiter ins Einzelne gehende Darstellung des unteren Teils der F i g. 4, jedoch in Abwandlung der Anlage der F i g. 4,

F i g. 6 eine der F i g. 5 entsprechende Darstellung

α einer jedoch des weiteren abgewandelten Ausführungsform der Anlage und

F i g. 7 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des unteren Teils einer Anlage, bei der sich die Kondetisationskörper im Kreuzstrom zum Gasstrom

in bewegen.

In den Fig. t. 2 und 3 ist mit 1 das Gasauslaßende eines Drehofens bezeichnet, der auf (nicht dargestellten) Stützen drehbar ist. An den Drehofen ist ein vierstufiger Zyklon-Vorwärmer zur Vorwärmung des Zementroh-

!? mehls angeschlossen, das zum Brennen zu Zementklinker in den Drehofen eingeführt wird. Jede der vier Vorwärmer-Stufen besteht aus einem Steigrohr 2, 3, 4 und 5 und einem Zyklon 2', 3', 4' und 5'. Das Steigrohr 2 ist an das Ende 1 des Drehofens angeschlossen. Ein \om

4ii obersten Zyklon 5' des Vorwärmers ausgehendes Rohr 6 ist an ein Gebläse 7 angeschlossen, das in dem Zyklon-Vorwärmer den notwendigen Unter-Atmosphärendruck erzeugt, damit die Abgase aus dem Drehofen und durch den Vorwärmer hindurch gesaugt werden.

Die Vorderseite des Gebläses 7 steht direkt mit einem elektrostatischen Staubabscheider 8 in Verbindung, der nur teilweise dargestellt ist und in dem Staub und andere feste Verunreinigungen, die in den Abgasen enthalten sind, entfernt werden, so daß der Abgasstrom gereinigt

η ist. bevor er durch eine (nicht dargestellte) Entlüftungsleitung in die Atmosphäre abgeführt wird.

Das vorzuwärmende Rohmehl wird dem Zyklon-Vorwärmer kontinuierlich über einen Trichter 9 und ein Zufuhrrohr 10 zugeführt, das in das Steigrohr 5 des obersten Zyklons 5' des Vorwärmers mündet. Im Zufuhrrohr 10 ist eine Schleuse 10' vorgesehen, die verhindert, daß atmosphärische Luft, sogenannte »Falschluft«, infolge des in dem Vorwärmer herrschenden Unter-Atmosphärendrucks in den Vorwärmer

μ eingesaugt wird Die Schleuse 10' kann verschiedene Gestalt besitzen, und die in den Zeichnungen dargestellte Gestalt ist lediglich repräsentativ für jede andere mögliche Gestalt zu verstehen. Das in dem Zyklon 5' abgeschiedene Rohmehl wird über ein Zufuhrrohr 11

_e5 mit einer Schleuse 11' in das Steigrohr 4 des Zyklons 4' weitergegeben. Das Rohmehl wandert dann in gleicher Weise der Reihe nach durch die Zyklonen 4', 3' und 2', und zwar über Zufuhrrohre 12,13 und 14 unterhalb der

Zyklonen 4', 3' und 2'. Die Rohre 12,13 und 14 besitzen ebenfalls Schleusen 12', 13' und 14'.

Ein von einem Motor 16 über ein Untersetzungsgetriebe 17 angetriebener Schneckenförderer 15 sammelt den in dem elektrostatischen Staubabscheider 8 abgeschiedenen Staub und fördert diesen zu einem Abfuhrrohr 18 am einen Ende des Abscheiders 8. Der Stau!.· wird durch das Rohr 18 zu dem vom Zyklon 2' ausgehenden Zufuhrrohr 14 geführt. Somit wird das in dem Zyklon 2' abgeschiedene Rohmehl zusammen mit dem in dem elektrostatischen Staubabscheider 8 abgeschiedenen Staub über ein Rohr 19 (als Fortsetzung des Zufuhrrohrs 14) weitergeführt, das in das untere Ende des Steigrohrs 2 mündet. Die Basis des Rohres 2 ist geneigt, so daß die kombinierte Charge anschließend in den Drehofen gefördert wird.

Das bisher Beschriebene ist bekannt und stellt grundsätzlich einen mit einem Zyklon-Vorwärmer und (.IMCIII LILMI L/ΛΙΠ tULIIL Il JiaUUaU.ILIIt.lUl.1 UUJgLUUIILaIl Drehofen dar. Die Betriebsweise einer solchen Anlage wird als bekannt angenommen.

Erfindungsgemäß geht ein Schacht 20 vertikal aus der Nähe des unteren Ende des Steigrohrs 2 aus und erstreckt sich dabei etwas nach oben. Der Schacht 2t< besitzt eine Öffnung 22 in der Nahe seines unteren Endes, das mit dem Inneren des Steigrohrs 2 in Verbindung steht, so daß ein Teil der den Drehofen verlassenden und in das Rohr 2 eintretenden Gase in den Schacht 20 eintritt. Das Unterteil 21 des Schachts 20 ist geneigt bzw. schräg ausgebildet und führt in ein schräg verlaufendes Rohr 23 mit einer Schleuse 23'. die dazu dient. Feststoffe, d. h. mit Alkalien beschk niete Kondensationskörpcr, aus dem Schacht zu entfernen, ohne daß gleirluei'ig Gas entweder in den Schacht eintritt oder aus diesem austritt. Da während des Betriebes die frei in dem Schacht 20 fallenden Kondensationskörper auf das geneigte Unterteil 21 und das erste Stück des schrägen Rohrs 23 aufschlagen, kann eine erste Lösung der von den Kondensationskörpern gesammelten Alkalibeschichtungen auftreten. Diese Wirkung kann durch Anordnung von Hindernissen in der Nähe des Unterteils des Schachts 21 vergrößert werden, die die Anzahl der Stöße vergrößern, denen die Körper vor ihrer Abführung durch das Rohr 23 ausgesetzt sind.

Das schräg verlaufende Abfuhrrohr 23 mündet in einem Mundstück 23", das mittels unterbrochener Linien dargestellt ist und in ein horizontales Rohr 24 einmündet, dessen eines Ende sich zusammen mit dem Mundstück 23" in eine Drehtrommel 26 erstreckt, so daß die aus dem schräg verlaufenden Rohr 23 kommenden alkalibeschichteten Kondensationskörper durch das Mundstück hindurch in die Trommel 26 zusammen mit dem gesamten gelösten Alkalimaterial gleiten bzw. rollen. Die Trommel 26 ist mit Gleitringen 27 und 28 ausgestattet, die auf (nicht dargestellten) Rollen ruhen, so daß die Trommel fortlaufend um ihre horizontale Achse mittels (nicht dargestellter) Antriebsmittel gedreht werden kann. In ihrem Inneren ist die Trommel mit Einrichtungen ausgestattet, in deren Folge die durch die Trommel wandernden Kondensationskörper aufeinandertreffen und sich aneinander und an der Trommel reiben, so daß sich ihre Alkalibeschichtungen abnutzen bzw. abreiben und ein Pulver bilden. Dieses Abriebpulver wird in einem Luftstrom mitgenommen, der in die Trommel 26 mittels eines Gebläses 25 eingeführt wird, dessen Auslaß an das der Trommel 26 abgewandte Ende des Rohres 24 angeschlossen ist. Der Luftstrom dient auch zur Kühlung der Kondensationskörper. Sowohl die Kondensationskörper als auch der Luftstrom mit dem in ihm mitgerissenen Pulver gelangen in eine Kammer 29, die das offene Auslaßende der Trommel 26 umgibt. Das obere Ende der Kammer 29 ist an ein Steigrohr 30 angeschlossen, das in einen Zyklon 30' führt. Die Luft und der Staub treten in den Zyklon 30' ein, wo der Alkalistaub separiert wird und die Luft am oberen Zyklonende durch ein Rohr 31

in entweicht, das sich nach Vereinigung mit einem Rohr 32 als Rohr 33 fortsetzt (Fig. 1). Das Rohr 32 steht an seinem unteren Ende mit dem oberen Ende des Schachts 20 in Verbindung.

Der am Boden des Zyklons JO' niedergeschlagene

ι"' bzw. abgeschiedene Alkalistaub wird durch ein Rohr 34 abgeführt, in das eine übliche Schleuse 34' eingesetzt ist. Dieser Staub wird auf Halde gekippt bzw. weggeworfen oder kann beispielsweise als Alkalidünger verwendet ... „„,J „„

W L I LILII.

:i) Während der Alkalistaub und die Luft am Oberteil der Kammer 29 entweichen, fallen die gereinigten Kondensationskörper im Inneren der Kammer 29 in eine Leitung 35 hinunter, die sie zum Bodenteil eines Bccherförderwerks 36 führt. Mit Hilfe dieses Becher-

: fördorwcrks werden die Kondensationskörper zu ihrer Windereinfiihning in das Oberteil des Schachts 20 über einen geschlossenen Kanal 37 hochgefördert. Die Kondens.uionskörper werden in den Schacht 20 in gekühltem Zustand wieder eingeführt, da sie von dem

<" luftstrom während ihres Hindurchlaufs durch die Tro:rmel 26 gekühlt worden sind.

Die gereinigten und gekühlten Kondensationskörper bewegen sich dann unter Einfluß der Schwerkraft im Schacht 20 nach unten, und zwar als dichter, diskreter

ο Schauer im Gegenstrom zu dem nach oben gerichteten Strom der durch die öffnung 22 in der Nähe des unteren Endes des Schachts 20 in diesen eingeführten Gase. Die öffnung 22 liegt so dicht wie möglich an der Drchcfei-öffnung. so daß die Abgase des Ofens im

lsi frühestmöglichen Stadium in zwei Ströme aufgeteilt werden, nämlich einen durch das Steigrohr 2 geführten Abgas-Hauptstrom und einen durch die Öffnung 22 hindurch und in dem Schacht 20 nach oben geführten Teilstrom. Als Folge hiervon werden die in dem

i- Abgas-Teilstrom enthaltenen Alkalien daran gehindert, mit dem durch den Vorwärmer hindurchgeführten Rohmehl in Beri-hrmg zu kommen, und werden diese Alkalien ;;us dem \bgas-Teilstrom dadurch entfernt, daß sie sich ar der. Ktndensationskörpern niederschla-

w gen, während diese im Schacht 20 herunterfallen. Wie oben bereit¹; angegeben wurde, werden anschließend d^e Alkalibeschichr.unge:, on den Körpern abgetrennt, pulverisiert und durch άι~· Rohr 34 aus der Anlage entfernt. Die gesamte Aögasmenge des Ofens ist hierdurch von einem Teil des Alkaligehalts befreit.

Nach der Abgabe eines Teils seines Alkaligehalts und eines Teils seines Wärmegehalts im Schacht 20 bewegt sich der Abgas-Teilstrom durch die Rohre 32 und 33 und strömt zusammen mit der aus dem Rohr 31 stammenden Luft in das Steigrohr 4 des Zyklon-Vorwärmers. Die Luft ist durch Wärmeaustausch mit den Kondensationskörpern während ihrer Hindurchführung durch die Trommel 26 erwärmt worden, und die Rückführung der Mischung aus Abgas-Teilstrom und Luft sollte vorzugsweise an einer Stelle des Zyklon-Vorwärmers stattfinden, an der die eintretenden Gase im wesentlichen dieselbe Temperatur besitzen wie der bereits im Vorwärmer befindliche Abgas-Hauptstrom. Auf diese

Weise wird die in den verschiedenen Gasen enthaltene Restwärme in höchst wirksamer Weise im oberen Teil des Zyklon-Vorwärmers ausgenutzt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die zweite Zyklon-Vorwärmerstufe für diese Einführung der Mischung aus der Luft und dem Abgas-Teilstrom sehr geeignet ist.

Anstelle der Wiedervereinigung mit dem Hauptstrom im Zyklon-Vorwärmer über die Leitung 33 kann die aus Abgas-Teilstror" und Luft bestehende Mischung für eine Anzahl anderer Zwecke verwendet werden, wobei die Mischung zur Weiterströmung durch ein Rohr 38 oder ein Rohr 39 oder ein Rohr 40 (in F i g. 1 jeweils in unterbrochenen Linien dargestellt) in Abhängigkeit von dem gewünschten Zweck veranlaßt wird.

Die Anlage ist jedoch so gestaltet, daß lediglich einer der vier möglichen Zwecke (dargestellt durch die Rohre 33,38,39 und 40) verfolgt wird. Die erste Möglichkeit ist bereits beschrieben worden (Rohr 33), und die übrigen Möglichkeiten werden im folgenden aufgezählt.

Wenn das Rohr 33 in das Rohr 38 mündet, werden die Gase aus dem Rohr 32 und die Luft aus dem Rohr 31 zum Auslaßende des Drehofens geführt, wobei die Gasmischung als Primär- und/oder Sekundärluft für die Verbrennung irn Ofen dient. Es ist offen ersichtlich, daß sowohl der Abgasstrom aus dem Rohr 32 als auch der Luftstrom aus dem Rohr 31 je einen sehr niedrigen Alkaligehalt besitzen, weshalb diese Gase zur Zufüh rung zum Ofen geeignet sind.

Wenn das Rohr 33 in das Rohr 39 mündet, werden die Gase des Rohrs 32 und die Luft des Rohrs 31 dem Mahlsektor des Zementwerks zugeführt (in dem die Rohmaterialien zu Rohmehl gemahlen werden), und wird der Wärmegehalt der Gasmischung zur Vorwärmung des Rohmaterials vor oder nach, jedoch vorzugsweise während, des Mahlens verwendet. Der beste Weg ist der, die Gasmischung durch die Mühle hindurchzuführen, so daß sie zur Abgabe ihrer Wärme in der Mühle veranlaßt wird und gleichzeitig auch dazu, die Rohmaterialpartikel in Suspension aus der Mühle herauszubewegen, die in dieser auf einen ausreichenden Feinheitsgrad zermahlen worden sind. Anschließend kann das Rohmehl aus der Gasmischung in einem Zyklon abgespalten werden, von dessen unterem Ende das gemahlene und vorgewärmte Rohmehl abgezogen wird. Die gekühlte Gasmischung wird vom Oberteil des Zyklons aus, vorzugsweise über einen elektrostatischen Staubabscheider, der in dem in den Zeichnungen dargestellten Staubabscheider 8 bestehen kann, in die Atmosphäre abgeführt.

Wenn schließlich das Rohr 33 in das Rohr 40 mündet, wird die Gas/Luftmischung aus den Rohren 32 und 31 in das Rohr 6 eingeführt, das den obersten Zyklon 5 des Zyklon-Vorwärmers mit dem Gebläse 7 verbindet, so daß die Mischung in dem elektrostatischen Staubabscheider 8 gereinigt wird. Als Ergebnis hiervon wird der in der Gasmischung enthaltene Staub verwendet, indem er zusammen mit dem vorgewärmten Rohmehl über den Weg 15,18,19, 2 in den Drehofen eingeführt wird. Wie bereits oben angegeben, besitzt diese Staubfraktion einen sehr niedrigen Alkaligehalt, weshalb es sich lohnt, sie aufzufangen bzw. wieder zu verwenden. Jedoch ist bei dieser Ausbildung der Wärmegehalt in der Gasmischung verloren gegangen.

Bauteile der F i g. 4 bis 7, die einzelnen Bauteilen der F i g. 1 bis 3 entsprechen, tragen dieselben Bezugszeichen.

F i g. 4 zeigt den unteren Teil einer Aniage, die eine Abwandlung der Anlage der F i g. 1 bis 3 ist Während

die Trommel 26 der oben beschriebtnen Anlage zur Lösung der Alkalibeschichtung von den Kondensationskörpern dient t.nd des weiteren in Verbindung mit einem Luftstrom an der Kühlung der Körper und deren Separierung vorn Alkalipulver mitwirkt, so daß die Körper und das Pulver ihren separaten Bestimmungen zugeführt werden können, wird die Trommel 26 der Anlage der Fig.4 lediglich in Hinblick auf die Lösung der Alkalibeschichtungen benötigt.

Wie ersichtlich ist, sind keine Mittel zur Durchführung eines Luftstroms durch die Trommel vorgesehen, mittels dessen die Trennung stattfinden könnte. Anstelle dessen ist ein geneigt angeordnetes Vibrationssieb 41 unter der Mündung des Rohrs 35 angeordnet, das im Gegensatz zu F i g. 1 nicht an das Förderwerk 36 angeschlossen ist; die aus den Kondensationskörpern und dem gelösten Alkalipulver bestehende Mischung wird dabei auf das Sieb 41 verteilt.

Das Alkalipulver fällt durch die Sieböffnungei» hindurch in einen Sammeltrichter 42 hinein, während die Kondensationskörper, die zu groß sind, um durch die Sieböffnungen hindurchzufallen, auf der Sieboberfläche weiterrollen und durch eine öffnung in den Kanal des Becherförderwerk·; 36 gelangen. Der Sammeltrichter 42 mündet in einem Rohr 43. mit Hilfe dessen das Alkalipuivcr einer Sammel- oder Abführungsstelle zuführbar ist. Das Rohr 43 entspricht somit dem Rohr 34 der F i g. 2.

Es ist zu beachten, daß im Gegensatz zur Ausbildung gemäß F ι g. 1 bis 3 keine merkliche Abkühlung der Kondensationskörper stattfindet, nachdem diese gereinigt worden sind und bevor sie in das Förderwerk 36 eingeführt werden. Jedoch bedeutei dies nicht, daß die Kondensationskörper nicht abgekühlt sind, da sie stets einer natürlichen Abkühlung ausgesetzt sind, wenn sie aus dem heißen Abgas-Teilstrom entfernt werden.

Eine beträchtliche Abkühlung kann jedoch stattfinden, wozu die Trommel 26 beispielsweise mit einem Stauring an ihrem Auslaßende und einer kontinuierlichen Wasserzufuhr zum Inneren der Trommel in Hinblick auf eine Überflutung des Staurings ausgestattet sein kann. Das in der Trommel vorhandene Wasser dient einem zweifachen Zweck, nämlich dtr Kühlung der Kondensatiopskörper und der Unterstützung der Ablösung ihrer Beschichtungen durch eine Waschung. Die nachfolgende Siebung mittels des Siebs 41 ist in diesem Fall eine Naßsiebung, d. h. das darch das Rohr 43 abgeführte Alkalipulver ist in Wasser suspendiert.

Die Anlage der Fig.5 gleicht derjenigen der Fig.4 mit der Ausnahme, daß in Hinblick auf die eben in Verbindung mit Fig.4 erläuterten Mittel anderweitige Mittel zur merklichen Abkühlung der Kondensationskörper zusätzlich zur natürlichen Abkühlung vorgesehensind.

Bei der Anlage der F i g. 5 fällt die aus den Kondensationskörpern und dem Alkali enthaltenden Pulver bestehende Mischung der Trommel 26 durch das Rohr 35 hindurch auf ein Vibrationssieb 44. Das Sieb 44 ist nach rechts geneigt, ebenso wie der Boden eines unterhalb des Siebs befindlichen Trogs zur Auffangung des Pulvers, das durch die Sieböffnungen hindurchfällt Infolge der Vibrationen des Siebs fällt das Pulver nach unten auf den Trog und wird es von einem (unter rechten Winkeln zur Zeichenebene angeordneten) Schneckenförderer 45 aufgefangen, mittels dessen das Pulver weggefördert wird.

Die Kondensaiionsköfpef jedoch rollen auf der Sieboberfläche nach unten weiter, bis sie eine Fläche 46

err:ief.;n, die iiie Körper auf eine Sammeleinrichtung 47 ausrichtet, von der sie auf ein perforiertes Förderband 48 fallen, das zwischen zwei Rollen verläuft und mittels einer (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung bewegt wird, so daß sich das Obertrum des Förderbandes in Hinblick auf die Darstellung in der Zeichnung gesehen von rechts nach links bewegt. Unterhalb des Förderbands 48 ist ein Trog 49 mit einem Auslaß 50 und oberhalb des Förderbands ist ein Sprührohr 51 vorgesehen, durch das Wasser auf den ι Förderer aufgesprüht wird. Die mittels des Förderbands von rechts nach links weiterbewegten Kondensationskörper werden also durch den Wasserstrahl abgesprüht und somit gekühlt, bevor sie vom Förderband einer Sammeleinrichtung zugeführt werden, die sie in das ; Förderwerk 36 führt.

Das Kühlwasser ist mengenmäßig so bemessen, daß die Kondensationskörper während ihrer Abkühlung trocken bleiben, wobei bzw. da das Wasser sofort verdampft. Der Wasserdampf wird mittels einer Haube gesammelt und entweicht durch ein Rohr 52, das nach oben führt u.'d in derselben Weise angeschlossen sein kann wie das Rohr 31 der Fig. I bis 3. Sofern die Wasserzufuhr zu stark ist, läuft das Überschußwasser durch das Förderband hindurch in den Trog 49 und durch den Auslaß 50 ab.

F i g. 6 zeigt eine der Anlage der F i g. 5 entsprechen de Anlage, bei der die Alkalibeschichtung von den Kondensationskörpern anstelle mittels der Trommel 26 in anderweitiger Weise entfernt wird. Das vom Unterteil des Schachts 20 ausgenende Rohr 23 mündet auf einem Fördertrog bzw. einer Förderrutsche 53, die durch einen Motor 54 in Vibration versetzt wird. Vom Trog 53 fallen die alkalibeschichteten Kondensationskörper auf ein Vibrationssieb 44, das zwei Funktionen besitzt: Lösung der Beschichtung von den Körpern und Trennung des dabei gebildeten Pulvers von den Körpern. Die Beschichtung wird dadurch gelöst bzw. abgerieben, daß die Körper sich aneinander und an dem Sieb reiben und gegenseitig und am Sieb anstoßen, wenn sie auf dem Sieb bewegt werden. Die Trennung findet durch die Vibration statt, die bewirkt, daß das Alkalipulver durch die Sieböffnungen in einen geschlossenen Raum unterhalb des Siebs fällt, von wo das Pulver durch ein Rohr 54a entfernt wird. Die Kondensationskörper jedoch rollen vom Sieb auf eine Fläche 46 und anschließend durch ein vertikales Rohr 55 auf eine Kühleinrichtung, die derjenigen der F i g. 5 entspricht, bevor die Körper das Förderwerk 36 erreichen.

Fig. 7 zeigt eine Anlage, bei der der Teilstrcm der Ofenabgase im Kreuzstrom zu den fallenden Kondensationskörpern verläuft. Abgesehen von diesem Unterschied entspricht die Anlage der Fig. 7 in jeder weiteren Hinsicht der unter Bezugnahme auf Fig.6 beschriebenen Anlage, wobei wieder für einander äquivalente Teile dieselben Bezugszeichen gewählt sind.

Während bei den oben beschriebenen Anlagen ein vertikaler Schacht zwischen dem Rohr 32 und der Abteilungs- bzw. Abzweigungsöffnung 22 im Steigrohr 2 vorgesehen ist, verfügt die Anlage der F i g. 7 über einen Kanal 56, der sich in horizontaler Richtung von der Öffnung 22 weg erstreckt, wobei das Rohr 32 nach unten geführt ist, um mit dem von der Öffnung 22 abgewandten Kanalende in Verbindung zu stehen. Die Oberseite des Kanals 56 ist mit einer Anzahl von Öffnungen ausgestattet, die nicht alle in der Zeichenebene liegen, sondern in Längs- und Querrichtung zum Oberteil des Kanals verteilt angeordnet sind. An diese Öffnungen sind vertikale, nach oben verlaufende Rohre 57 angeschlossen, die sich an ihren oberen Enden zu einem einzigen, schräg verlaufenden Schacht 58 vereinigten, in den das obere Ende des Becherförderwerks 36 die gekühlten und gereinigten Kondensationskörper ausschüttet. Die Körper werden fortlaufend in den geneigten Schacht 58 ausgeworfen und in die Rohre 57 verteilt, wonach sie als kontinuierlicher Schauer frei in den Kanal 56 durch die Öffnungen an dessen oberen Ende fallen. Die Körper sind zu schwer, um von dem Abgas-Teilstrom mitgerissen zu werden, der horizontal durch den Kanal 56 von der Öffnung 22 aus hindurchströmt, weshalb sich der Gasstrom und die Kondensationskörper nahezu senkrecht zueinander bewegen. Infolge dieses Kreuzstroms der heißen, Alkali enthaltenden Gase und der kalten Kondensationskörper werden die Körper alkalibeschichtet, woran anschließend sie mit Hilfe eines Sammelkastens 59 gesammelt werden, der das Unterteil des Kanals 56 gegenüb'T den Öffnungen in dessen Oberteil bildet. Der Sammelkasten 59 entlädt die Körper auf ein Vibrationssieb 44. wobei die Auslaßörfnung eine übliche Schleuse 60 besitzt, die verhindert, daß Falschluft durch den Sammelkasten hindurch infolge des in dem Zyklon-Vorwärmer herrschenden Unterdrucks angesaugt wird. Die alkaiibeschichteten Kondensationskörper werben anschließend einer Behandlung unterzogen, die J¹T unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschriebenen Behandlung weitgehend entspricht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfernung eines Teils der Alkalien, d.h. der gasförmigen und Alkali, Chlor oder Schwefel enthaltenden Komponenten, aus den Abgasen eines Drehofens, in dem Zementrohmehl zu Zementklinker weiterverarbeitet wird, wobei eine Aufteilung des Abgasstroms des Drehofens in einen Hauptstrorn, der durch einen Suspensions-Vorwärmer zur Vorwärmung des Zementrohmehls vor dessen Einführung in den Drehofen geführt wird, und einen Teilstrom erfolgt, der mit einem festen Stoff zwecks Entfernung der in ihm enthaltenen Alkalien in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom durch einen Schauer frei fallender Kondensationskörper geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kondensationskörper aus einem Metall oder einem Keramikmaterial verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß kugel-, zylinder- oder spiralförmige Kondensationskörper verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kondensationskörper Stahlkugeln von im wesentlichen gleichem Größe mit einem Durchmesser zwischen 2 und 10 mm verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Hindurchführung der Kor.Jensationskörper durch den Teilstrom die A'ikalibeschichtungrn von ^'sn Körpern entfernt und die vom Alkalimaterial befreiten Körper wieder frei durch den Teilstrom fallenge* issen werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach der Hindurchführung des Teilstroms durch die frei fallenden Körper mindestens ein Teil des Teilstroms mit dem Hauptstrom in dem Suspensions-Vorwärmer wieder vereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom und der Hauptstrom an einer Stelle wieder vereinigt werden, an der ihre Temperaturen nahezu die gleichen sind.

7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Drehofen zum Brennen von Zementrohmehl zu Zementklinker, einem an den Drehofen angeschlossenen Suspensions-Vorwärmer zur Vorwärmung des Zementrohmehls vor dessen Einführung in den Drehofen mit Hilfe der Abgase des Drehofens, und einer von der Anschlußleitung des Drehofens an den Suspensions-Vorwärmer ausgehenden derartigen Abzweigungsleitung, daß die Abgase des Drehofens während des Betriebs in einen durch den Vorwärmer strömenden Hauptstrom und einen in die Abzweigungsleitung einströmenden Teilstrom mit einer Zuführung für Kondensationskörper unterteilt sind, gekennzeichnet durch Fördermittel (36) zur fortlaufenden Zuführung von Kondensationskörpern durch eine oder mehrere öffnungen in der Wandung der Abzweigungsleitung (20) derart, daß die Kondensa= tionskörper frei als Schauer durch den in der Abzweigungsleitung (20) strömenden Teilstrom hindurchfallen, und durch eine Einrichtung (23) zur Hinausführung der beschichteten Kondensationskörper am Ende ihrer Fallbewegung aus der Abzweigungsleitung (20) durch eine oder mehrere vorgesehene öffnungen.·

8. Anlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Sieb (41, 44) zur Lösung und Abtrennung des Beschichtungsmaterials von den Kondensationskörpern unter Zurückhaltung der Kondensationskörper und Durchtretenlassen des gelösten Beschichtungsmaterials, durch eine Zuführungseinrichtung (26,29, 35; 53, 54, 35; 59, 60) für Kondensationskörper und Beschichtungsmaterial zum Sieb (41, 44) und durch eine Abführungseinrichtung (36 bzw. 43; 46 47, 48, 36 bzw. 45; 46, 45, 48, 36 bzw. 54a; für beide Fraktionen von einander gegenüberliegenden Seiten des Siebs (41,44).

9. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Vibrationsmittel für das Sieb (41,44).

10. Anlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Rotationstrommel (26) zur Lösung der Beschichtung auf den Kondensationskörpern mit kontinuierlich arbeitender Zuführungseinrichtung (23) und Abführungseinrichtung (29) für die Kondensationskörper.

11. Anlage nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Gebläse (25) zur Abtrennung des losgelösten Alkalimaterials von den Kondensationskörpern im Wege der Hindurchführung eines Luftstroms durch die Rotationstrommel (26) und durch einen stromabwärts der Rotationstrommel (26) angeordneten Abscheider (30) iur Abtrennung des von dem Gebläseluftstrom mitgerissenen Beschichtungsmaterials aus diesem.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch einen Förderer (36) zur Zurückführung der von ihren Alkalibeschichtungen befreiten Kondensationskörper zu der Zuführung der Kondensationskörper in den Teilstrom.