DE2401256A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von sinterprodukten, vornehmlich zementklinker - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Sinter-■produkten, vornehmlich Zementklinker

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Sinterprodukten, vornehmlich Zementklinker, in einem Sinterbett und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, die feingemahlenen Rohstoffe unter Zusatz von "fässer und festen gemahlenen oder gekörnten Brennstoffen zu granulieren und sie anschließend einer thermischen Behandlung zu unterziehen. Bei der Herstellung von Zementklinker wird ein solches Verfahren als Schwarzmehlverfahren bezeichnet.

Dabei werden die insgesamt für den Produktionsprozeß benötigten Rohstoffmengen und Brennstoffmengen granuliert oder pelletiert.

Dieses Verfahren wird vornehmlich in Schachtöfen oder auf Sinterbändern durchgeführt.

Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß das zum Binden erforderliche Wasser oder die im Rohstoff verbliebene Restfeuchtigkeit verdampft werden muß und daß damit die Verdampfungswärme als thermischer Verlust aufgewendet werden muß.

Weiterhin ist bekannt, den festen gemahlenen Brennstoff auf die Oberfläche von Granalien aufzubringen. Dies geschieht, um eine unerwünschte Färbung des Zementes durch Kohlenstoff zu vermeiden. Bei der thermischen Weiterbehandlung, insbesondere auf einem Yi'anderrost oder in einem Schachtofen, führt ein Zerfall der Granalien zu unerwünschten Begleiterscheinungen und zu einer teilweisen Entmischung des Aufgabegutes.

Bei der Herstellung von Zementklinker nach dem liaßverfahren ist es bekannt, den Rohschlamm zu entwässern und vor dem Entwässern anzusteifen, um ein Entmischen zu verhindern.

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Diese Ansteifung wird duroh einen geringen Zusatz von Cl mit einer hohen Viskosität bzw. in einer Emulsion erreicht. Als Zusatz wird dabei auch eine Kohlesuspension bzw. eine Mischung von ölemulsion und Kohlesuspension verwendet·

Diese Brennetoffanteile sind dabei jedoch so gering, beispielsweise 2 ^, so daß diese Anteile nur unbedeutende Auswirkungen auf den Brennprozeß haben.

Es ist bekannt, als Brennaggregat einen Drehrohrofen einzusetzen. Nachteilig ist die hohe Beanspruchung der Ausmauerung durch die Rotation. Die großen umlaufenden Massen benötigen einen hohen Energieaufwand für die Antriebsleistung, durch das große Ofenvolumen ergibt sich eine geringere spezifische Wärmeintensität dieses Brennaggregates.

Weiterhin ist bekannt, dem Drehrohrofen ein Vorwärmaggregat zur Ausnutzung der Abgaswärme zum Aufwärmen des Rohmaterials vorzuschalten· Dabei tritt bei Zementrohmehl im Bereioh der hohen Vorwärmtemperaturen der höchste spezifische Warmeverbraueh auf. Durch die Art der Wärmezuführung mit offener Flamme im Drehrohrofen tritt keine optimale Wärmezufuhr an den Stellen ein, an denen sie effektiv benötigt wird. Weiterhin erfolgt im Bereich des Vorwärmers der Wärmeübergang nicht unter den thermisch günstigeren Bedingungen der Y/ärmestrahlung durch die leuchtende Flamme, sondern durch Berührung mit den Heißgasen.

Weiterhin ist bekannt, den gebrannten Zementklinker in dem Drehrohrofen nachgeschalteten Klinkerkühlern abzukühlen und dabei einen Teil der Verbrennungsluft aufzuwärmen. Nachteilig sind bei diesen Kühlaggregaten entweder die umlaufenden Kassen oder die hochbeanspruchten Teile bei Kühlaggregaten mit Kühlrosten.

Zweck der Erfindung ist es, die thermische Effektivität des Verfahrens durch optimale Yiärmezufuhr an den Stellen und Bereichen des höchsten Wärmeverbrauches und durch Reduzierung der Abstrahlungsverluste zu erhöhen sowie eine Erhöhung der Betriebszeiten und eine Seknung der Investi-

tionskosten durch eine vereinfachte Maschinenkonstruktion und Erhöhung der Standzeit der Ausmauerung durch Vermeidung rotierender Aggregate zu erreichen.

Der Brfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Bindung des Brennstoffes in einem Teil des Rohmaterials eine verzögerte Verbrennung in einem Sinterbett zu erreichen· durch teilweises Platzen der Granalien über dem Sinterbett eine wirbelnde Schicht zu erzeugen, in der Rohmaterialpartikelchen agglomerieren und teilweise sintern, über dem Sinterbett eine leuchtende Flammenzone zu erzeugen, in der eine effektive Yiärmeübertragung zur KaI-zination erfolgt, in einem Vorwärmersystem frisch eingetragenes Rohmehl aufzuwärmen, um dabei die Wärme des Abgases auszunutzen, und in einem Eühlaggregat die Verbrennungsluft vorzuwärmen.

Dabei soll durch die eingetragenen Brennstoffgranalien und durch die durch Agglomeration entstehenden Klinkerkörner ein gasdurchlässiges Sinterbett entstehen, ohne daß durch die aufzubringende Verdampfungswärme eines Bindemittels (Wasser) ein thermischer Verlust entsteht.

Srfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß ein flüssiger Brennstoff mit einem Teil des für den Produktionsprozeß benötigten Rohmaterials vermischt wird und daß dieses G-emisch zu Brennstoffgranalien verdichtet wird. Diese Brennstoffgranalien werden der Oberfläche eines glühenden Sinterbettes zugeführt, sie zerplatzen beijeinsetzender Vergasung des Brennstoffes und bilden damit über der Sinterzone schwebende Agglomerationskeime." An diese Agglomerationskeime lagern sich die vorgewärmten Rohmaterialpartikelchen an, sintern teilweise und sinken bei entsprechender Kasse in das Sinterbett ab. Durch die aus dem Sinterbett austretenden brennbaren Gase entsteht über dem Sinterloett eine Piaomenzone mit intensivem Y/är— meüberlang.

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Es wurde bereits vorgeschlagen, in einem regelbaren Gleich-Gegenstromvorwärmer die Wärme der Abgase zum Aufwärmen des frisch eingetragenen Rohmaterials zu nutzen. Die Aufwärmung der Verbrennungsluft erfolgt in einem dem Sinterbett nachgeschalteten Schachtkühler.

Die Herstellung der Brennstoffgranalien erfolgt aus einem ieil des Rohmaterials und einem flüssigen Brennstoff, vornehmlich Heizöl. Dabei wirkt der Brennstoff als Bindemittel} erforderlichenfalls kann ein fester Brennstoff oder ein Bindemittel, welches keine Verdampfungswärme erfordert, mit granuliert werden. Der Zusatz des Rohmaterials erfüllt zwei Bedingungen. Erstens dient er als Füllstoff für die Granalie, um die Bindung des Brennstoffes in der Granalie zu ermöglichen. Durch die Bindung des Brennstoffes in der G-ranalie wird eine verzögerte Verbrennung erreicht.

Zweitens wird die Granalie oder ihre beim Aufplatzen entstehenden Teile zu Keimen für die Agglomeration mit den staubförmig in das Vorwärmersysteni zugeführten Rohmaterialpartikeln.

Die im Sinterbett abgelagerten Granalien gewährleisten die Luftdurchlässigkeit der lagernden Schicht. Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung ist eine Behandlungseinrichtung schematisch dargestellt. Dabei Zeigt Fig. 1 die Vorderansicht, Pig. 2 die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Der Brennstoff oder das Brennstoffgemisch wird in einem Vorwärmer 10 so erwärmt, daß die für das Verfahren erforderliche Viskosität erreicht wird.

Der vorgewärmte Brennstoff wird einem Llischaggregat 12 zugeführt. In diesem llischaggregat 12 erfolgt aus dem Rohmaterialsilo 11 eine dosierte Zuteilung des Rohmaterials an verschiedenen Stellen der llischstrecke, bis die erforderliche Konsistenz zur Granulierung oder zur Herstellung von Pellets erreicht ist. Das llischaggregat 12 ist mit einer geeigneten Einrichtung zum Granulieren oder Pelletieren verbunden, über

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eine Eintragsvorrichtung 13 erfolgt die Zuführung in die Vorwärmstofe 3. Bs ist auoh eine Zuführung an anderen Stellen des Systems, beispielsweise in den Brennraum 2, möglich.

Die Granalien kommen auf dem Sinterbett 1 zur Zündung, werden dabei teilweise bei der Vergasung zerstört und bilden im Brennraum 2·eine wirbelnde Schicht.

Es ist bereits bekannt, das Rohmaterial über einen geregelten G-leich-Gegenstromvorwärmer vorzuwärmen. Das Rohmaterial wird über die Aufgabestellen 14 in die Steigrohre 8 aufgegeben. Bs wird im Vorwärmer, der aus den Vorwärmstufen 3 und 4, den Zyklonen 5 und 7 sowie den Steigrohren 6 und 8, der Abluftleitung 9 und den Materialrückführungsrohren 18 besteht, vorgewärmt. Die Vorwürmstufen 3 und 4 sind an den tJbergangsstellen mit Querschnittseinengungen versehen. Die Einregelung des Vorwärmers erfolgt so, daß sich in den Zyklonen 5 und 7, vornehmlich in den Zyklonenspitzen, keine Ansätze bilden können.

Durch das Heißgas werden Pestteilchen aus dem Sinterbett 1 in den Brennraum 2 und in die Vorwärmstufen 3 und 4 mitgerissen.

An diese Keime lagert sich das vorgewärmte Rohmehl an. Durch das Bigengewicht erfolgt bei entsprechender Kasse ein Austragen aus der Vorwärmstufe 3 in den Brennraum und ein Einlagern in das Sinterbett 1· Bei Zementrohmehl tritt in der Vorwärmstufe 3 Lind im Brennraum 2 bereits die Kalzination ein.

Da dieser Prozeß einen hohen wärmeaufwand erfordert, erfolgt durch die Flammenzone im Brennraum 2 eine günstige .'/arme zufuhr.

Über dem Sinterbett 1 bildet sich im Brennraum 2 eine wirbelnde Schicht. In dieser wirbelnden Schicht vollzieht sich eine weitere Agglomeration und ein teilweises Sintern. Das Sinterbett 1 ist so dimensioniert, daß sich darin die abschließende Bildung der KLinkersiineralien vollzieht.

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In einem nachgeschalteten Kühlaggregat 17, "beispielsweise einem Schachtkühler, erfolgt eine Aufwärmung der Verbrennungsiuft 15 und eine Kühlung des Fertigproduktes 16,

Die Behandlungseinrichtung besteht aus einem Sinterbett 1, einem darüber angeordneten Brennraum 2 und einem in einflutiger oder mehrflutiger Anordnung vorgeschalteten Vorwärmersystem.

Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine zweiflutige Anordnung dargestellt.

Die Herstellung der Brennstoffgranalien erfolgt in dem Mischaggregat 12, dem der Brennstoff aus dem Vorwärmer 10 und das Rohmaterial aus dem Rohmaterialsilo 11 zugeführt wird.

Zum Kischaggregat gehört eine Einrichtung zum G-ranulieren oder Pelletieren und eine Eintragsvorrichtung 13.

Dem Sinterbett 1 ist ein Schachtkühler 17 mit Austragsvorrichtungen zum Austragen des Fertigproduktes und einer Zuführung der Verbrennungsluft 15 nachgeschaltet.

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Claims (1)

1. Patentansprüche ^ ^

   Verfahren zur Herstellung von Sinterprodukten, vornehmlich Zementklinker, in einem Sintertett durch Zuführung von flüssigem in Granalien gebundenem Brennstoff dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Rohmaterials mit den Brennstoffgranalien und ein anderer Teil als frisches Rohmehl der Behandlungseinrichtung zugeführt werden» daß die Brennstoffgranalien direkt auf das Sinterbett aufgegeben werden, beim Vergasen des- Brennstoffes platzen und dabei Agglomerationskeime entstehen, daß dadurch über dem Sinterbett eine wirbelnde Schicht entsteht, während die schweren Teile dabei auf das Klinkerbett fallen und einer verzögerten Verbrennung unterliegen, daß das frische Rohmehl über einen Vorwärmer, vorzugsweise einen regelbaren kombinierten Gleichstrom-Gegenstromvorwürmer aufgegeben und vorgewärmt wird und die Heißgase dabei abgekühlt werden, daß das Rohmehl sich an die Agglomerationskeime anlagert, im Bereich der über dem Sinterbett sich bildenden Flammenzone kalziniert, bei entsprechender Masse als Klinkerkorn in das Sinterbett absinkt, während das Fertiggut über einen nachgeschalteten Kühler ausgetragen wird.

   2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffgranalien aus einem flüssigen Brennstoff und einem Teil des Rohmaterials hergestellt werden und daß diesen Granalien erforderlichenfalls ein Bindemittel, welches keine Verdampfungswärme erfordert und/oder Teile eines festen Brennstoffes zugesetzt werden, in der Form, daß der flüssige Brennstoff als Bindemittel die erforderliche Konsistenz der Mischung gewährleistet.

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   3. Verfahren nach Ansprach 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung der Rohmaterialmengen in der Brennetoffgranalie und als frisches Rohmehl zur Einstellung des Verfahrens für unterschiedliche Einsatzbedingungen einstellbar ist.

   4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß über einem Sinterbett (1) ein Brennraum (2), ein- oder zweiflutig eine oder mehrere Vorwärmstufen (2j 4) vorgeschaltet sind, die an den Übergangsstellen vorzugsweise mit Querschnittseinengungen versehen sind, und die Vorwärmstufen (3i 4) mit Crleichstromstufen, beispielsweise Zyklonen (5), über Steigrohre (6) und Materialrückführungsrohre (18) konbiniert sind, und die Zuführung (13) für die Granalien vorzugsweise an der Vorwärmstufe. (3) oder dem Brennraum (2) und die Bintragevorjrichtung (14) für Rohmehl am Steigrohr (8) angeordnet ist·

   5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorwärmer (10) für den Brennstoff und ein Rohmaterialsilo (11) mit einer Dosiereinrichtung für das Rohmaterial für die G-ranalienherstellung mit einem Mischaggregat (12) kombiniert und der Eintragsvorrichtung (13) vorgeschaltet sind.

   6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5$ dadurch gekennzeichnet, daß „der Austrag aus. dem Sinterbett (1) durch Austragseinrichtungen bekannter Art erfolgt und dem Sinterbett ein Kühler, beispielsweise ein Schachtkühler (17), naohgeordnet ist.

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