DE2356221C3

DE2356221C3 - Plant for preheating powdered raw material for cement production

Info

Publication number: DE2356221C3
Application number: DE2356221A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Chiba Sasaki
Original assignee: Ishikawajima-Harima Jukogyo Kk Tokio / Tokyo Jp
Current assignee: Ishikawajima-Harima Jukogyo Kk Tokio / Tokyo Jp
Priority date: 1973-11-10
Filing date: 1973-11-10
Publication date: 1984-05-17
Also published as: DE2356221A1; DE2356221B2

Description

Brennluft ist der Strömungswiderstand in dem Luftkanal, der vom Kühler zum Lufteinlaß in der untersten Wärmezufuhrstufe des Vorerhitzers führt, im allgemeinen höher als im Brennofen. Um daher eine adäquate Menge an Brennluft zum Vorerhitzer zu fördern, ist es notwendig, in dem Abgaskanal vom Brennofen, der den Brennofen mit der untersten Wärmezuführstufe des Vorerhitzers verbindet, eine Drossel vorzusehen. Auf Grund der vorstehend erläuterten Alkalikondensation baut sich jedoch eine starke Beschichtung in der Drossel auf, die häufig Schwierigkeiten im Betrieb der Anlage verursacht und es schwer macht, die Durchsatzmengen an Ofenabgas und Brennluft zu steuern. Hinzu kommt hier, daß durch die Anordnung der Drossel ein zusätzlicher Energieverlust in Kauf genommen werden muß.Combustion air is the flow resistance in the air duct from the cooler to the air inlet in the lowest The heat input level of the preheater leads, in general, to a higher level than in the kiln. Therefore an adequate one To promote amount of combustion air to the preheater, it is necessary in the exhaust gas duct from the furnace, which is the Kiln with the lowest heat supply stage of the preheater connects to provide a throttle. on However, due to the alkali condensation explained above, a thick coating builds up in the throttle which often causes difficulties in the operation of the plant and makes it difficult to control the throughput rates to control furnace exhaust gas and combustion air. In addition, the arrangement of the throttle creates an additional one Energy loss must be accepted.

Es ist auch bereits eine Anlage der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, bei der in Weiterbildung der SCP-Anlage einem Brennofen zwei Anlagenteile zur Vorerhitzung vorgeschaltet sind, die zueinander parallel liegen (DE-AS 14 71 115). Dem einen Anlagenteil werden die Abgase des Brennofens oder Drehrohrofens zugeführt, während in dem anderen Anlagenteil Wärme mittels eines Brenners bzw. mittels der davon erzeugten Verbrennungsgase zugeführt wird. Dabei wird die Absicht verfolgt, eine Abkühlung der Ofengase durch den einen Teilstrom des Rohmaterials so weit zu bewirken, daß die durch die Kühlung in den Abgasen kondensierten Alkalisalze in Form eines alkalireichen Staubes abgeschieden und aus dem System entfernt werden können. Die beiden Teilströme werden vor dem Röstofen zusammengeführt, der Gesamtstrom kalziniert und dann unmittelbar dem Brennofen zugeleitet.A system of the type described at the outset is also known in which, in a further development, the SCP system two system parts are connected upstream of a kiln for preheating, which are parallel to each other lie (DE-AS 14 71 115). Become one part of the system the exhaust gases of the kiln or rotary kiln are supplied, while the other part of the plant heats is supplied by means of a burner or by means of the combustion gases generated thereby. Doing so becomes the intention pursued to bring about a cooling of the furnace gases by a partial flow of the raw material so far, that the alkali salts condensed in the exhaust gases by the cooling are deposited in the form of an alkali-rich dust and can be removed from the system. The two substreams are upstream of the roasting oven combined, the total flow is calcined and then fed directly to the kiln.

Dieser bekannten Anlage haftet ebenfalls der Nachteil an, daß mit zunehmender Röstreaktion in dem Röstofen der Partialdruck an Kohlenoxiden steigt, wodurch die Reaktion stark verlangsamt wird. Eine vollständige Röstung ist daher nicht erreichbar.This known system also has the disadvantage that with increasing roasting reaction in the roasting oven the partial pressure of carbon oxides increases, which greatly slows down the reaction. A complete Roasting is therefore not achievable.

Es ist auch schon eine nicht der eingangs genannten Art zuzurechnende Anlage bekannt (SU-Urheberschein 3 59 490), bei der dem Brennofen zwei zueinander parallele mehrstufige Vorerhitzer-Anlagenteile vorgeschaltet sind, von denen der eine Anlagenteil mit den Ofenabgasen und der andere Anlagenteil mit Verbrennungsgasen eines Röstofens beaufschlagt ist. Dem mit dem Röstofen ausgestatteten Anlagenteil wird nur die Karbonatkomponente des Rohmaterials zugeführt, während der andere Anlagenteil die Tonkomponente führt. Nach dem Rösten im Röstofen und nach der Hirtdurchführung durch die letzte Wärmezufuhrstufe des zugehörigen Anlagenteils wird der Karbonat-Teilstrom zum Zweck der Vermischung mit dem Ton-Teilstrom vor der letzten Wärmezufuhrstufe des mit den Ofenabgasen arbeitenden Anlagenteils zusammengeführt. Der Gesamtstrom durchsetzt diese letzte Wärmezufuhrstufe und gelangt dann in den Brennofen.There is also already a known system that cannot be assigned to the type mentioned at the beginning (SU-Urheberschein 3 59 490), in which two parallel multi-stage preheater system parts are connected upstream of the kiln of which one part of the system with the furnace exhaust gases and the other part of the system with combustion gases a roasting oven is applied. Only the carbonate component is used in the part of the plant equipped with the roasting oven of the raw material, while the other part of the plant carries the clay component. To the roasting in the roasting oven and after the shepherd's passage through the last heat supply stage of the associated In part, the carbonate substream is used for the purpose of mixing with the clay substream before the last one Combined heat supply stage of the plant part working with the furnace exhaust gases. The total current passes through this last heat supply stage and then enters the kiln.

Diese bekannte Anlage hat den Nachteil, daß die Röstreaktion im Röstofen wegen der Zunahme des Kohlenoxid-Partialdruckes nicht vollständig ausgeführt werden kann, und daß überdies vor dem Brennofen eine Vermischung von kaum kalziniertem mit stärker kalziniertem Material erfolgt. Dies führt zu einer Inhomogenität, die sich nachteilig beim Brennen und Sintern bemerkbar macht.This known system has the disadvantage that the roasting reaction in the roasting oven because of the increase in Carbon oxide partial pressure can not be carried out completely, and that moreover a before the kiln Mixing of hardly calcined material with more strongly calcined material takes place. This leads to an inhomogeneity, which is noticeable disadvantageously during firing and sintering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der die Röstung des Rohmaterials weitgehend bereits in den der Vorerhitzung dienenden Anlagenteilen ausgeführt und damit der thermische Gesamtwirkungsgrad der Anlage erhöht werden kann.The invention is based on the object of creating a system of the type mentioned at the outset with which the roasting of the raw material is largely carried out in the parts of the plant used for preheating and thus the overall thermal efficiency of the system can be increased.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches. According to the invention, this object is achieved by the features according to the characterizing part of the patent claim.

Aufgrund dieser Gestaltung kann das Rösten des Rohmaterials praktisch vollkommen im Vorerhitzerteil der Anlage durchgeführt werden, so daß der Brennofen ausschließlich nach den Anforderungen des Brennofens ausgelegt werden kann. Der weit überwiegende Anteil der Röstreaktion vollzieht sich in den beiden letzten Wärmezufuhrstufen der Vorerhitzer-Anlagenteile, nämlich dem Röstofen und der letzten Stufe des mit den Ofenabgasen arbeitenden Anlagenteils, in denen die höchsten Temperaturen herrschen. Dabei wird das Rohmaterial im Röstofen zu 70 bis 75% und in der letzten Wärmezufuhrstufe des mit den Ofenabgasen arbeitenden Anlagenteils noch einmal zu 15 bis 20% kalziniert. Insbesondere diese zweite Stufe der Röstreaktion erfolgt unter erheblich wirtschaftlicheren Bedingungen, weil dabei ein Kohlendioxidgehalt von unter 25% vorliegt. Due to this design, the roasting of the raw material can practically completely in the preheater part of the plant, so that the kiln can only be used according to the requirements of the kiln can be interpreted. The vast majority of the roasting reaction takes place in the last two Heat supply stages of the preheater system parts, namely the roasting oven and the last stage with the Oven exhaust gases working part of the plant in which the highest temperatures prevail. This is where the raw material in the roasting oven to 70 to 75% and in the last heat supply stage of the one working with the oven exhaust gases Part of the system calcined again to 15 to 20%. In particular, this second stage of the roasting reaction takes place under considerably more economical conditions, because the carbon dioxide content is below 25%.

In dem Anlagenteil, in dem die Vorerhitzung mittels Verbrennungsgasen erfolgt, sind ein oder mehrere zusätzliche Brenner in der untersten Wärmezufuhrstufe angeordnet, die den das Verbrennungsgas erzeugenden Brennstoff verfeuern. Als Brennluft kommt im allgemeinen Heißluft zur Anwendung, die zuvor als Kühlluft im Wärmeaustausch mit dem gebrannten Produkt oder Klinker durch einen Kühler geführt worden ist. Das Verfahren ist darauf jedoch nicht beschränkt. In dieser Anlage wird die Verbrennungsluft nur der untersten Wärmezufuhrstufe zugeführt, so daß die Verbrennung mit dem niedrigstmöglichen Luftüberschuß, z. B. etwa 10%, ablaufen kann und als Ergebnis davon das aus der Röstzone austretende Gasvolumen minimal bleibt. Da außerdem die Röstreaktion in einem Gas mit einem niedrigeren Kohlenoxid-Partialdruck abläuft, ist es möglich, die Röstreaktion auch bei relativ niedrigen Materialtemperaturen im Bereich von 800 bis 850⁰C rasch und vollständig durchzuführen. Das bedeutet, daß die Gastemperatur am Materialeinlaß der Röstzone 50 bis 100° unter derjenigen in der SCP-Anlage liegt.In the part of the system in which the preheating takes place by means of combustion gases, one or more additional burners are arranged in the lowest heat supply stage, which burn the fuel that produces the combustion gas. The combustion air used is generally hot air which has previously been passed through a cooler as cooling air in heat exchange with the burned product or clinker. However, the method is not limited to this. In this system, the combustion air is only fed to the lowest heat supply stage, so that the combustion can be carried out with the lowest possible excess of air, e.g. B. about 10%, and as a result of this, the gas volume emerging from the roasting zone remains minimal. Further, since the roasting reaction takes place in a gas with a lower carbon monoxide partial pressure, it is possible to conduct the roasting reaction even at relatively low material temperatures in the range 800-850 ⁰ C rapidly and completely. This means that the gas temperature at the material inlet of the roasting zone is 50 to 100 ° below that in the SCP plant.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist die Abgastemperatur am Ausgang aus der letzten, d. h. der obersten Wärmezufuhrstufe, niedriger als bei jeder herkömmlichen Suspensions-Vorerhitzeranlage. Hinzu kommt, daß im Vergleich zu dem SCP-Verfahren, bei dem sowohl Verbrennungsluft aus dem Kühler als auch Abgas aus dem Brennofen verwendet werden, die AnIagenteile in den untersten Wärmezufuhrstufen, in denen der zusätzliche Brenner installiert ist, kleiner gemacht werden können.As can be seen from the above, the exhaust gas temperature at the exit from the last, i.e. H. the top one Heat supply level, lower than with any conventional suspension preheater system. In addition comes that in comparison to the SCP process, in which both combustion air from the cooler as well Exhaust gas from the kiln is used, the plant parts in the lowest heat supply stages, in which the additional burner installed can be made smaller.

In der Vorerhitzeranlage nach der vorliegenden Erfindung sind die Einlaßbereiche für das Rohmaterial in den entsprechenden Anlagenteilen voneinander unabhängig angeordnet. Es ist daher möglich, das Wärme- und/oder Druckgleichgewicht zwischen den beiden Anlagenteilen beliebig dadurch zu steuern, daß man das Rohmaterial in den dem Gasstrom in den jeweiligen Anlagenteilen entsprechenden Mengen zuführt. Zusätzlich ist es auch bei der erfindungsgemäßen Vorerhitzeranlage möglich, eine Einstellung des Luftüberschusses für die Verbrennung im Brenner des Brennofens und im zusätzlichen Brenner des Vorerhitzers entsprechend den jeweils bestehenden Anforderungen vorzunehmen. Zu diesem Zweck sind die beiden Anlagenteile zur Wärmeübertragung, nämlich die stromabwärts liegenden Wärmezufuhrstufen parallel angeordnet und mit von-In the preheater system according to the present invention, the inlet areas for the raw material are in the corresponding system parts arranged independently of one another. It is therefore possible to use the heat and / or to control the pressure equilibrium between the two parts of the system as desired by the fact that the Feeds raw material in the quantities corresponding to the gas flow in the respective plant parts. Additionally it is also possible with the preheater system according to the invention to adjust the excess air for the combustion in the burner of the kiln and in the additional burner of the preheater accordingly to meet the existing requirements. For this purpose, the two system parts for heat transfer, namely the downstream heat supply stages arranged in parallel and with

einander unabhängigen Gebläsen versehen. Es ist deshalb nicht nötig, eine Drossel od. dgl. zu installieren, um den geringeren Strömungswiderstand vom Brennofen her gegenüber demjenigen des Luftkanals, durch den heiße Brennluft vom Kühler her angesaugt wird, zu kompensieren. Das bedeutet folglich eine Vermeidung des bisher in der Drossel des Abgaskanals vom Brennofen her aufgetretenen Druckverlustes.independent fans. It is therefore not necessary to install a throttle or the like in order to the lower flow resistance from the furnace compared to that of the air duct through which hot combustion air is sucked in from the cooler to compensate. This therefore means avoidance the pressure loss that has so far occurred in the throttle of the exhaust duct from the kiln.

In der erfindungsgemäßen Anlage ist die Anzahl der Wärmezufuhrstufen nicht begrenzt. Jedoch ist es aus Gründen der Wärmewirtschaftlichkeit und des Druckverlustes am günstigten, vier Stufen vorzusehen. Außerdem können statt einer mehrere Vorerhitzeranlagen vorgesehen werden.In the system according to the invention, the number of heat supply stages is not limited. However, it is over For reasons of heat economy and pressure loss, it is best to provide four stages. aside from that several preheater systems can be provided instead of one.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen im Vergleich zu bekannten Anlagen nach dem Stand der Technik näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtEmbodiments of the present invention are compared below with reference to the drawings explained in more detail about known systems according to the prior art. In the drawings shows

F i g. 1 ein Flußdiagramm einer herkömmlichen vierstufigen Vorerhitzer(SP)-Anlage, die im Suspensionsverfahren arbeitet,F i g. 1 is a flow diagram of a conventional four-stage preheater (SP) system that operates in the suspension process is working,

F i g. 2 ein Flußdiagramm einer bekannten SCP-AnIage, F i g. 2 is a flow chart of a known SCP system,

F i g. 3 ein Flußdiagramm einer bekannten SCP-AnIage, die sich von derjenigen nach F i g. 2 unterscheidet,F i g. 3 is a flow chart of a known SCP system, which differs from that according to FIG. 2 distinguishes

F i g. 4 ein Flußdiagramm einer Anlage nach der Erfindung undF i g. 4 shows a flow diagram of a plant according to the invention and

F i g. 5 ein Flußdiagramm einer modifizierten Anlage nach der Erfindung.F i g. Figure 5 is a flow diagram of a modified plant according to the invention.

Bei der herkömmlichen SP-Anlage nach F i g. 1 strömt das Abgas, das durch die Verbrennung von Brennstoff in einem oder mehreren Brennern 8 eines Brennofens 1 erzeugt wird, vom Brennofen 1 durch eine vierte Wärmezufuhrstufe 2, eine dritte Wärmezufuhrstufe 3, eine zweite Wärmezufuhrstufe 4 und anschließend durch eine erste Wärmezufuhrstufe 5 zu einem Abgasgebläse 6, von dem es aus der Anlage entfernt wird. Der Brennstoff in dem Brenner 8 wird mit Heißluft (Sekundärluft) verbrannt, die aus einem Kühler 7 stammt, nachdem sie zur Kühlung des gebrannten Produktes oder der Klinker angewendet worden ist.In the conventional SP system according to FIG. 1 flows the exhaust gas produced by the combustion of Fuel is generated in one or more burners 8 of a kiln 1, from the kiln 1 by a fourth heat supply stage 2, a third heat supply stage 3, a second heat supply stage 4 and then by a first heat supply stage 5 to an exhaust gas fan 6, from which it is removed from the system will. The fuel in the burner 8 is burned with hot air (secondary air) coming from a cooler 7 comes after it has been used to cool the fired product or the clinker.

Pulverförmiges Rohmaterial wird am Punkt A zugeführt, d. h. in einem Kanal der ersten Wärmezufuhrstufe 5, und fließt von dort durch die erste, zweite, dritte und vierte Wärmezufuhrstufe nach unten. Dabei wird es erhitzt und teilweise bereits durch den Wärmeaustausch mit dem Abgas in den jeweiligen Wärmezufuhrstufen geröstet. Anschließend tritt das Rohmaterial in den Brennofen 1 ein und wird dort zu Klinker gebrannt, worauf es in den Kühler 7 gelangt.Powdered raw material is fed in at point A , ie in a channel of the first heat supply stage 5, and from there flows down through the first, second, third and fourth heat supply stages. It is heated and partially roasted through the heat exchange with the exhaust gas in the respective heat supply stages. The raw material then enters the kiln 1 and is burned there to form clinker, whereupon it reaches the cooler 7.

Die Fig.2 zeigt das Flußdiagramm einer bekannten SCP-Anlage, in der die dem Brennofen am nächsten liegende Wärmezufuhrstufe im wesentlichen aus einem Röstofen mit einem Zyklon besteht, der mit einem zusätzlichen Brenner ausgestattet ist. Der Röstofen wird im folgenden als »Zyklon-Röstofen« bezeichnet. In dem Zyklon-Röstofen erfolgt die Verbrennung zugeführten Brennstoffes und eine Röstung des Rohmaterials, das von der oberen Stufe her zugeführt wird. Die Röstung vollzieht sich unter der Wirkung einer Kreisströmung, die sich durch die Zumischung von heißer Brennluft zu dem aus dem Brennofen stammenden Abgas einstellt. Die heiße Brennluft ist durch die Kühlung des gebrannten Produktes oder Klinkers erhitzte Kühlluft. Mit der Ausnahme, daß der Zyklon-Röstofen als vierte Wärmezufuhrstufe 2 ausgebildet und mit einem zusätzlichen Brenner 8' ausgestattet ist, entspricht diese Anlage aber derjenigen nach F i g. 1. Hierbei wird sowohl Abgas aus dem Brennofen 1 als auch Brennluft aus dem Kühler 7 in die vierte Wärmezufuhrstufe 2 eingeleitet. Der Strömungsweg des Gases und des Rohmaterials ist der gleiche wie in der Vorerhitzeranlage nach Fig. 1.
Die F i g. 3 zeigt eine bekannte SCP-Anlage, in der die Wärmezufuhrstufe, die dem Brennofen am nächsten liegt, ebenfalls einen Röstofen umfaßt, der sich jedoch von demjenigen nach F i g. 2 unterscheidet. Im folgenden wird der hier verwendete Röstofen als »Luftstrom-Röstofen« bezeichnet. In dem Luftstrom-Röstofen, der einen zusätzlichen Brenner enthält, erfolgt sowohl die Verbrennung von Brennstoff als auch die Röstung des Rohmaterials in einer turbulenten Strömung, die durch die Zumischung von heißer Brennluft aus einem Kühler zu dem Abgas aus dem Brennofen entsteht. Bei dieser bekannten Vorerhitzeranlage baut sich somit die vierte Wärmezufuhrstufe 2 aus dem Luftstrom-Röstofen 9 mit dem zusätzlichen Brenner 8' sowie aus einem Zyklon auf. Hierbei werden der Anlage sowohl Abgas von dem Brennofen 1 als auch heiße Brennluft über den Röstofen 9 zugeführt und strömen durch den Zyklon, während das Rohmaterial zusammen mit dem Gas über den Röstofen dem Zyklon zugeführt wird, wo es vom Gas getrennt und in den Brennofen 1 geschickt wird.FIG. 2 shows the flow diagram of a known SCP plant in which the heat supply stage closest to the kiln consists essentially of a roasting furnace with a cyclone which is equipped with an additional burner. The roasting oven is referred to below as the "cyclone roasting oven". In the cyclone roasting furnace, the fuel supplied is burned and the raw material supplied from the upper stage is roasted. The roasting takes place under the effect of a circular flow, which occurs through the admixture of hot combustion air to the exhaust gas coming from the kiln. The hot combustion air is the cooling air heated by the cooling of the fired product or clinker. With the exception that the cyclone roasting furnace is designed as a fourth heat supply stage 2 and is equipped with an additional burner 8 ', this system corresponds to that according to FIG. 1. Here, both exhaust gas from the furnace 1 and combustion air from the cooler 7 are introduced into the fourth heat supply stage 2. The flow path of the gas and the raw material is the same as in the preheater system of FIG. 1.
The F i g. FIG. 3 shows a known SCP plant in which the heat supply stage which is closest to the kiln also comprises a roasting oven which, however, differs from that of FIG. 2 differs. In the following, the roasting oven used here is referred to as "air-flow roasting oven". In the air-flow roasting furnace, which contains an additional burner, both the combustion of fuel and the roasting of the raw material take place in a turbulent flow, which is created by the admixture of hot combustion air from a cooler with the exhaust gas from the kiln. In this known preheater system, the fourth heat supply stage 2 is thus built up from the air-flow roasting oven 9 with the additional burner 8 'and from a cyclone. Both exhaust gas from the kiln 1 and hot combustion air are fed to the system via the roasting oven 9 and flow through the cyclone, while the raw material is fed together with the gas via the roasting oven to the cyclone, where it is separated from the gas and into the kiln 1 is sent.

Den Anlagen nach der Erfindung gemäß den F i g. 4 und 5 ist gemeinsam, daß der Durchfluß des Rohmaterials in der dem Brennofen am nächsten liegenden Wärmezufuhrstufe in Reihe geschaltet ist. Bei der Anlage nach F i g. 4 enthält die dem Brennofen am nächsten liegende Wärmezufuhrstufe einen Zyklon-Röstofen in dem Anlagenteil, in dem die Vorerhitzung mit Verbrennungsgasen erfolgt. Bei der Anlage gemäß F i g. 5 kommt in der entsprechenden Wärmezufuhrstufe dagegen ein Luftstrom-Röstofen 9 zur Anwendung, der ebenfalls in dem Anlagenteil angeordnet ist, in dem die Vorerhitzung mittels Verbrennungsgasen erfolgt.The systems according to the invention according to FIGS. 4 and 5 have in common that the flow of the raw material is connected in series in the heat supply stage closest to the kiln. At the plant according to FIG. 4, the heat input stage closest to the kiln contains a cyclone roasting oven in the part of the system in which the preheating with combustion gases takes place. In the case of the system according to FIG. 5 however, if an air-flow roasting oven 9 is used in the corresponding heat supply stage, the is also arranged in the system part in which the preheating takes place by means of combustion gases.

Bei der Vorerhitzeranlage nach F i g. 4 strömt Abgas aus dem Brennofen 1 nach oben durch ein Abgas-Wärmeübertragungssystem, das aus einer vierten, dritten, zweiten und ersten Wärmezufuhrstufe 2, 3, 4 und 5 besteht. Das Abgas wird dann wieder durch das Abgasgebläse 6 weggefördert. Parallel zu diesem System ist eine vierte Wärmezufuhrstufe angeordnet, die im wesentlichen aus einem Zyklon-Röstofen besteht und in der durch einen zusätzlichen Brenner 8' Brennstoff zusammen mit Heißluft aus dem Kühler 7 verfeuert wird. Der Wärmeübergang vollzieht sich zwischen dem Verbrennungsgas und dem darin suspendierten Rohmaterial. In Reihe daran angeschlossen ist ein Wärmeübertragungssystem mit einer dritten, zweiten und ersten Wärmezufuhrstufe 3', 4', 5', durch das die heißen Gase aufströmen und mittels eines Abgasgebläses 6' weggefördert werden. Das pulverförmige Rohmaterial wird in zwei unabhängigen Teilströmen in die ersten Wärmezufuhrstufen 5 und 5' der jeweiligen Anlagenteile eingegeben und durchströmt deren zweite und dritte Wärmezufuhrstufen 4 und 4' sowie 3 und 3' nach unten. Beide Rohmaterial-Teilströme, die jeweils in den zugeordneten und bis zur dritten Wärmezufuhrstufe parallel angeordneten Anlagenteilen erhitzt worden sind, werden in die vierte Wärmezufuhrstufe 2' des Anlagenteils eingeleitet, in dem die Vorerhitzung mittels Verbrennungsgasen erfolgt. Darin werden sie durch die Verbrennungsgase des zusätzlichen Brenners 8' geröstet. Wenn das Verfahren so abläuft, daß die Gastemperatur am Ausgang aus der vierten Wärmezufuhrstufe 2' auf 800 bis 830⁰C gehalten wird, dann erfolgt eine Röstung des Rohmaterials zu 70 bis 75%. Darüber hinaus wird das dann in die vierteIn the case of the preheater system according to FIG. 4, exhaust gas flows upwards from the kiln 1 through an exhaust gas heat transfer system, which consists of a fourth, third, second and first heat supply stage 2, 3, 4 and 5. The exhaust gas is then conveyed away again by the exhaust gas fan 6. In parallel with this system, a fourth heat supply stage is arranged, which essentially consists of a cyclone roasting furnace and in which fuel is burned together with hot air from the cooler 7 by an additional burner 8 '. The heat transfer takes place between the combustion gas and the raw material suspended in it. Connected in series to this is a heat transfer system with a third, second and first heat supply stage 3 ', 4', 5 'through which the hot gases flow and are conveyed away by means of an exhaust gas fan 6'. The powdery raw material is fed into the first heat supply stages 5 and 5 'of the respective system parts in two independent partial flows and flows through their second and third heat supply stages 4 and 4' as well as 3 and 3 'downwards. Both raw material substreams, which have each been heated in the assigned plant parts arranged in parallel up to the third heat supply stage, are introduced into the fourth heat supply stage 2 'of the plant part, in which the preheating takes place by means of combustion gases. In it they are roasted by the combustion gases of the additional burner 8 '. If the process proceeds in such a way that the gas temperature at the exit from the fourth heat supply stage 2 'is kept at 800 to 830 ^° C., then the raw material is roasted by 70 to 75%. In addition, it will be in the fourth

Wärmezufuhrstufe 2 des mit Abgasen arbeitenden Anlagenteiles eingeführte Rohmaterial vollständig mit dem aus dem Brennofen 1 stammenden Abgas bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1200⁰C geröstet. Anschließend kommt es in den Brennofen 1. Da das Rohmaterial in der vierten WärmezufuhrstufeHeat supply stage 2 of the plant part that works with exhaust gases is completely roasted with the exhaust gas originating from the kiln 1 at a temperature between 1100 and 1200 ^{° C.} Then it goes into kiln 1. As the raw material is in the fourth heat supply stage

2 unter einer Atmosphäre mit einem niedrigen Kohlenoxid-Partialdruck geröstet wird, beträgt die Gastemperatur am Ausgang dieser Stufe angenähert 850° C.2 under an atmosphere with a low partial pressure of carbon oxide is roasted, the gas temperature at the exit of this stage is approximately 850 ° C.

Wie sich aus dem vorstehenden ergibt, ist die Gastemperatur mit 800 bis 850⁰C an den Ausgängen der vierten Wärmezufuhrstufe 2 bzw. 2', in denen die Röstreaktion bei der Vorerhitzung gemäß Fig.4 abläuft, niedriger als bei der Vorerhitzeranlage gemäß F i g. 2. Der thermische Gesamtwirkungsgrad der Brenneranlage ist somit besser.As is apparent from the foregoing, the gas temperature at 800 to 850 ⁰ C at the outputs of the fourth heat level 2 or 2 'in which the roasting reaction proceeds at the preheating in accordance with Figure 4, lower than the Vorerhitzeranlage according F i g . 2. The overall thermal efficiency of the burner system is thus better.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 kommt ein Luftstrom-Röstofen 9 mit einem Zyklon als vierte Wärmezufuhrstufe des Anlagenteiles zur Anwendung, in dem mit Verbrennungsgas gearbeitet wird. Der AnIagenteil, in dem die Vorerhitzung mittels Abgasen erfolgt, ist von gleicher Art und Wirkungsweise wie bei der Anlage gemäß F i g. 4. In dem Anlagenteil, in dem die Vorerhitzung mit Verbrennungsgasen erfolgt und der den Röstofen 9 mit dem zusätzlichen Brenner 8' enthält, wird aus dem Kühler 7 heiße Brennluft in den Röstofen 9 zur Beschickung des Brenners 8' eingeleitet und das dadurch erzeugte Verbrennungsgas nach erfolgter Röstung des aus den dritten WärmezufuhrstufenIn the embodiment according to FIG. 5 comes an air-flow roasting oven 9 with a cyclone as a fourth heat supply stage of the system part for use in which combustion gas is used. The plant part, in which the preheating takes place by means of exhaust gases, is of the same type and mode of operation as with the system according to F i g. 4. In the part of the system in which the preheating with combustion gases takes place and which contains the roasting oven 9 with the additional burner 8 ', is from the cooler 7 hot combustion air in the Roasting furnace 9 for charging the burner 8 'initiated and the combustion gas generated thereby after Roasting from the third heat supply stages

3 und 3' stammenden Rohmaterials zusammen mit dem Rohmaterial in einen Zyklon eingeleitet. Darin wird das Rohmaterial vom Gas getrennt und der vierten Wärmezufuhrstufe 2 zugeführt, während das gesäuberte Gas in die obere Wärmezufuhrstufe 3' eingeleitet wird.3 and 3 'originating raw material fed into a cyclone together with the raw material. That’s in there Raw material separated from the gas and fed to the fourth heat supply stage 2, while the cleaned gas is in the upper heat supply stage 3 'is initiated.

Der Wärmeübergang in den einzelnen Zufuhrstufen zwischen dem Rohmaterial und dem Heißgas kann im Gegenstrom oder im Gleichstrom erfolgen. Weiter versteht sich, daß die Wärmezufuhrstufen der erfindungsgemäßen Vorerhitzeranlage nicht nur in den Anlagen Verwendung finden können, in denen Zyklone zur Anwendung kommen, sondern daß dies auch bei Anlagen der Fall ist, bei denen der Wärmeübergang erfolgt, während das pulverförmige Rohmaterial in einem Turbulenz- oder Wirbelstrom suspendiert ist. Außerdem ist die Verwendung eines nach Art und Konstruktion bestimmten Röstofens nicht kritisch. Vielmehr kann jede Bauart eines solchen Röstofens eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß es sich um einen solchen handelt, bei dem das Verbrennungsgas unabhängig vom Brennofen erzeugbar ist.The heat transfer in the individual supply stages between the raw material and the hot gas can take place in the Countercurrent or cocurrent. It is also understood that the heat supply stages of the invention Preheater systems can not only be used in systems in which cyclones are used come, but that this is also the case with systems in which the heat transfer takes place during the powdery raw material is suspended in a turbulent or eddy current. Also is the use of a roasting oven of a specific type and construction is not critical. Rather, everyone can Design of such a roasting oven are used, provided that it is such at which the combustion gas can be generated independently of the furnace.

Die erfindungsgemäße Anlage erbringt den zusätzlichen Vorteil, daß die in dem Brenner 8 und dem zusätzlichen Brenner 8' verbrauchte Brennstoffmenge beliebig so eingeregelt werden kann, daß optimale Brennbedingungen erzielbar sind, wobei die Verbrennungszustände beider Brenner, z. B. deren Luftüberschuß, freizügig mit Hilfe der Abgasgebläse jedes Anlagenteiles gesteuert werden können.The system according to the invention provides the additional advantage that in the burner 8 and the additional Burner 8 'the amount of fuel consumed can be regulated as desired so that optimal burning conditions can be achieved, the combustion states of both burners, e.g. B. their excess air, freely with With the help of the exhaust fan of each part of the system can be controlled.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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Claims

Claim:

Plant for preheating powdered raw material for cement production in suspended form Form before firing, with a first system part for preheating the raw material with the exhaust gases of the kiln and with a second multistage connected in parallel to the first part of the system Plant part for preheating the raw material with combustion gases from the last stage this part of the system forming roasting furnace with which the two parts of the system are connected in such a way that the Total flow of preheated raw material passes through the roasting oven before the raw material is removed Kiln is fed, characterized in that that the roasting oven with the last heat supply stage (2) of the multi-stage first plant part working with kiln exhaust gases in such a way It is connected in series that the total flow of the raw material emerging from the roasting furnace of this last Heat supply stage (2) is supplied.

The invention relates to a plant for preheating powdered raw material for cement production with the features according to the preamble of the patent claim.

The process of firing or sintering powdery Raw materials such as B. the materials used in cement clinker production can raw into preheating, roasting (deacidification of the raw materials), burning and cooling subdivide in this order. The corresponding zones of a plant are determined by the raw material in run through this sequence. It is known that due to the endothermic reaction and accordingly high heat consumption in the roasting zone, the temperature difference between gas and raw materials is smallest at the inlet of the raw material into the roasting zone. In one proposal, the heat transfer on To improve raw material inlet of the roasting zone, a burning method has been proposed in which the raw material is kept suspended in gas (so-called SP process). In this process comes a system for preheating the raw materials for use, in which the heat transfer to the Raw material takes place during its suspended state (so-called SP plant). That about the suspension The gas used is taken as exhaust gas at one end of the kiln and causes the preheating and partial roasting of the raw materials. The SP process has the advantage that the overall thermal efficiency of the firing process is increased and that the kiln, for which as a rule, but not necessarily, a rotary drum furnace is used, can be built smaller. However, if the temperature of the exhaust gas removed from the kiln exceeds 1200 ° C, which is usually the case, then condense volatile substances such as alkali, chlorine and sulfur that are in the with the raw materials and / or the fuel System are introduced and for the most part evaporate in the kiln and dragged along by the furnace gas and collect on the material to be treated or the walls in the higher temperature range of the SP system. Over time, the accumulations form extensive layers in the system and deposits on the raw material which reduce its flowability and in this way the Impair the process flow. As a result of the necessary temperature restrictions based on this for the exhaust gas removed from the kiln, only the preheating and about 50% of the Roasting can be carried out while the rest of the roasting reaction is carried out in the kiln itself must become. The consequence of this is that the kiln must have twice the volume than in the case where it only plays a role in the burning or sintering reaction of the raw materials. This was previously a Obstacle to the establishment of large production units in this form.

In an attempt to address these disadvantages of the SP facility too eliminate, a so-called SCP process with an associated SCP system has been developed in which one or more additional burners can be provided in the lowest heat supply stage. The lowest The heat input level is that of the preheater that is closest to the kiln. With this preheating system the raw materials suspended in the gas are almost completely and instantaneously replaced by the exhaust gas from the kiln and the combustion gas obtained by burning the fuel roasted. Here, hot combustion air is brought in through a cooler, which was previously used to cool the fired product, e.g. B. the clinker has been used.

A notable advantage of the SCP process is that the furnace volume is reduced to less than Half of the volume required in the conventional SP process can be reduced because it is almost completely roasted material gets into the kiln, so that there only part of the firing or sintering reaction expires. In the SCP system, however, the partial pressure increases as the roasting reaction of the raw material progresses of carbon oxides in the gas is higher, so that the reaction rate increases as a result decreases during roasting. As a result, for raw material having a temperature less than 900 ° C the roasting reaction is largely incomplete and not fast. In addition, in the SCP facility the fuel is burned with a mixture of air and the exhaust gas from the furnace, d. H. so under an atmosphere with a lower partial pressure of oxygen than air. This will make a complete Combustion made more difficult if the excess air is not chosen to be considerably higher than for the burner in the Kiln.

As can be seen from the above, one obtains an um at the material inlet of the roasting zone in this system 50 to 100 ° C higher gas temperature, and also the gas volume at this point it will be higher than with the conventional SP system. The heat gain due to the lower heat loss in the SCP process, which is due to the small furnace, is thus reapplied by the poorer thermal efficiency of the preheater, so that as a result the overall thermal efficiency of the combustion process is hardly higher than it used to be.

As with the burner for the kiln, hot air is used as combustion air for the additional burner, generally, but not necessarily, previously used to cool the fired product, e.g. B. the clinker has been drawn in and therefore heated. When using this coming from the cooler