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Anordnung zur Abgasverwertung und Entstaubung und Verfahren zum Betrieb
einer Anlage zum Brennen von Zementklinker Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zur Abgasverwertung und Entstaubung und ein Verfahren zum Betrieb einer Anlage zum
Brennen von Zementklinker, die eine Drehofen-Wärmetauschereinheit für das zu brennende
Gut, einen Kühlturm und eine Entstaubungsanlage mit nachgeschaltetem Entstaubungsgebläse
für die Abgase, sowie eine von Abgasen durchströmte Mahltrocknungsanlage für das
zu brennende Gut aufweist.
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Eine Drehofenanlage mit Rohmehlvorwärmer liefert Abgase relativ hoher
Temperaturen. Es gehört zum Stand der Technik, den Wärmeinhalt dieser Abgase in
einer Mahitrocknungsanlage für das zu brennende Rohmaterial zu verwerten und die
dabei anfallenden Gesamtabgase einer Entstaubungsanlage zuzuleiten.
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Es ist weiterhin bekannt, in jenen Fällen, wo die Feuchtigkeit des
Rohmaterials sehr niedrig ist, oder dann, wenn die
Mahltrocknungsanlage
selbst nicht betrieben wird, die Wärmetauscherabgase durch einen Kühlturm zu leiten,
wo sie in der Regel mit wasser konditioniert werden, bevor sie von einem Abgasgeblase
an der Mahltrocknungsanlage vorbei direkt der Entstaubungsanlage zugefUhrt werden,
von wo aus sie über ein Entstaubungsgebläse abgezogen werden.
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Diese Anordnung ist dann technisch und wirtschaftlich sehr nachteilig,
wenn für den Betrieb der Mahltrocknungsanlage ein hoher Unterdruck erforderlich
ist, der praktisch mit dem Entstaubungsgebläse erzeugt werden muß. Solche Mahlanlagen
sind bekannt und benötigen Unterdrücke am sntstaubungsgebläse bis über 1000 mm WS.
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Die bekannte Anordnung ist insbesondere dann ungünstig und unwirtschaftlich,
wenn das Abgasgebläse oder sein Antrieb ausgefallen sind und repariert werden müssen,
weil dann die Ofenanlage nicht weiter betrieben werden kann und ein entsprechender
Produktionsausfall am Drehrohrofen entsteht.
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Sie ist ferner dann ungünstig, wenn die Mahltrocknungsanlage außer
Betrieb ist. In diesem Fall braucht das Entstaubungsgebläse nur jenen Widerstand
zu überwinden, den die Rohrleitungen vom Abgasgebläse bis zur Entstaubung und die
Entstaubung selbst verursachen. Dieser Widerstand ist sehr
niedrig
und liegt je nach Ausführung der Anlage gelegentlich unter 100 mm WS. In diesem
Fall ist es schwierig und mit hohen Energieverlusten verbunden, das für die Erzeugung
einer Druckhöhe von über 1000 mm WS gebaute Entstaubungsgebläse auf die Erzeugung
von einer Druckhöhe von nur 100 mm WS oder Weniger herunterzuregeln.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, für eine Anlage zum Brennen
von Zementklinker eine Anordnung zur Abgasverwertung und -entstaubung zu treffen,
wonach diese Verbundanlage in verschiedenen Betriebszuständen optimal zu betreiben
ist und die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden. Dies geschieht erfindungsgemäß
dadurch, daß der Gasaustritt des Wärmetauschers über eine Rohrleitungsverzweigung
mit der Mahltrocknungsanlage und mit dem Kühlturm verbunden ist, und ein Gebläse
unmittelbar hinter dem Kühlturm vorgesehen ist, dessen Drallregler und/oder dessen
regelbarer Antrieb zwecks Konstanthaltung des Druckes an einer Stelle zwischen Wärmetauscher
und Rohrleitungsverzweigung mit einer dort angeschlossenen Regeleinrichtung verbunden
ist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß neben einem Gebläse für die
Wärmetauschereinheit ein solches an dem parallel zu den Mahlanlagen angeordneten
Kühlturm vorgesehen ist, dessen Steuerung so ausgelegt wird,
daß
alle ofenbetrieDsbedingten und aus der Verbundanlage kommenden Abgasstöße vom Kühlturm
aufgenommen und von den Mahlanlagen ferngehalten werden können. Damit ist eine wesentliche
Vereinfachung des Betriebes und eine gleichmäßige stoßfreie Heißgaszuleitung zu
den Mahltrocknungsanlagen möglich. Außerdem braucht das Filterabgasgebläse nur noch
so bemessen werden, daß es den Strömungswiderstand der Entstaubungsanlage selbst
deckt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zum
Betrieb einer Anordnung vorgesehen, gemäß dem ständig zumindest ein Teilstrom der
Wärmetausch-Abgase durch den Kühlturm geleitet wird, dessen Menge bei Betriebsänderungen
der Mahlanlagen so gesteuert wird, daß zwischen Wärmetauscher und Rohrleitungsverzweigung
ein konstanter Druck eingehalten wird. Das hat den Vorteil, daß der Kühlturm bei
jedem Betriebszustand ständig warm bleibt und bei Umschaltungen z. B. bei Ausfall
einer Mahlanlage ohne längeren Anlauf sofort die Abgase übernehmen und konditionier1en
kann, ohne daß die Filter verschlammen. Es werden Kondensatbildungen, wie sie beim
kalten Anfahren des Kühlturmes auftreten würden, mit allen dabei auftretenden Folgeerscheinungen
mit Sicherheit vermieden. Reparaturen und Inspektionen an den Mahlanlagen können
auf diese Weise ohne Ofentillstand
Uberbrtlckt werden. Durch die
Einregelung eines konstanten Druckes werden vom Drehofenbetrieb her auftretende
Abgasstöße durch das Kühlturmgebläse übernommen und von den empflindlichen Mahlanlagen
ferngehalten. Unter dem Schutz dieser flexiblem Regelung können raumsparende Tellermühlen
in den Mahlanlagen verwendet und die Silokapazitäten sowie die Ersatzteilhaltung
erheblich reduziert werden. Schließlich spielt aber auch der verminderte Energiebedarf
durch Verwendung kleinerer Gebläseeinheiten für die Betriebsbilanz eine Rolle.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorge-Sehen,
daß das Filterabgasgebläse hinsichtlich seiner Förderleistung mittels einer an die
Zuleitung zur Entstaubungsanlage angeschlossenen Regeleinrichtung auf konstanten
Druck vor dem Filter gesteuert wird. Auf diese Weise werden vorteilhaft die sonst
anfallenden Abdichtungsprobleme und Falschlufteinbriiche, wie sie bei Betrieb mit
hohem Unterdruck auftreten können, vermieden. Es entfallen kostspielige Abdichtungsprobleme
und die gesamte Filterkonstruktion kann konstruktiv viel leichter ausgelegt werden,
weil sie nur auf Belastung durch konstanten Unterdruck und nicht auf zusätzliche
Beanspruchung dimentoniert werden braucht.
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In vorteilhafter Weise wird weiter vorgesehen, daß das Filterabgasgebläse
für Direktbetrieb durch eine Umschalteinrichtung und die Regeleinrichtungen auf
Konstanthaltung des
Druckes hinter dem Wärmetaus che rgebläs e gesteuert
wird. Auf diese Weise wird es möglich, im Falle von Störungen am Kühlturmgebläse
und bei den Mahlanlagen den Ofenbetrieb über einen Bypaß kontinuierlich weiterzuführen,
indem die Ofenabgase vom Wärmetauscher durch den Kühlturm und eine Umgehungsleitung
zum Kühlturmgebläse direkt in die Entstaubungsanlage geleitet werden. Der Drehofenbetrieb
kann so ohne Beeinflussung der Umwelt während einer an sich nachhaltigen Störung
an wesentlichen Betriebsteilen aufrechterhalten werden, ohne daß an sich notwendige
Investitionen an Reserve erforderlich wären. Notfalls kann so auch eine Reparatur
am Kühlturmgebläse ohne Betriebsunterbrechung auf der Ofenseite durchgeführt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anordnung der Anlage werden
anhand eines Fließschemas in der Zeichnung näher erläutert.
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Die in der schematischen Darstellung gezeigte Verbundanlage weist
einen Drehofen 1, den Wärmetauscher 2, ein nachgeordnetes Ofenabgasgebläse 3, eine
Mahltrocknungsanlage 4, eine zweite parallel geschaltete Mahltrocknungsanlage 5,
sowie die Gebläse 6 und 7 zu den beiden Mahltrocknungsanlagen auf. Ein Kühlturm
8 mit einem Druckerhöhungsgebläse 9 mit Drallregler 9t und einem drehzahlregelbaren
Motor 9" vorgesehen, ferner eine Entstaubungsanlage 10 und ein Filterabgasgebläse
11. Ein Steuergerät 12 steht einerseits über eine strickpunktiert dargestellte Steuerleitung
mit dem Drallregler 9t und dem drehzahlregelbaren Motor 911 des Druckerhöhungsgebläses
9 am Kühlturm 8 in Verbindung andererseits ist es über eine weitere Steuerleitung
mit den Gebläsereglern i 5' und 15 und dessen Umschaltvorrichtung verbunden. Die
Regler 13 und 14 für die Mahltrocknungsanlage sowie der Filterabgasgebläseregler
15 sind je durch eine gestrichelt gezeichnete Steuerleitung mit ihrem Meßpunkt in
der Gaszuleitung 14 verbunden.
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Vor der Rohrleitungsverzweigung 16 ist eine Klappe 24, in den Ofengasleitungen
zu den Mahlanlagen 4 und 5 sind die Absperrklappen 18 und 19, im Zweig zum Kühlturm
ist die Klappe 25 vorgesehen. Die Zuleitung 17 zur Entstaubungsanlage kann durch
die Klappe 20 auch direkten Anschluß zum Wärmetauscher 2, unter Umgehung der Mahlanlagen
und des Kühlturmes erhalten. Notfalls kann auf diesem Wege das Ofenabgasgebläse
für kurze Zeit direkt an die Entstaubungsanlage angeschlossen werden. Ein Bypass
8' zur Umgehung des Kühlturmgebläses 9 ist für Direktbetrieb ohne Mahlanlagen bei
Schäden oder zwecks Inspektion des Kühlturmgebläses 9 vorgesehen und strichpunktiert
dargestellt. Nach den Mahlanlagen angeordnete Absperrklappen 21 und 22 und die Klappe
23 nach dem Kühlturmgebläse 9 geben die jeweils benötigten Leitungsabschnitte zur
Entstaubungsanlage, zu 17 7 hin, frei.
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Die im Wärmetauscher 2 abgekühlten Ofenabgase werden durch die bei
geöffneter Klappe 24 freigebene Gasleitung zur- Rohrleitungsverzweigung 16 und weiter
zu ollen Mahltrocknungsanlagen 4 und 5 und über die Leitung mit Klappe 25 dem Kühlturm
8 zugeführt. Bei Betrieb beider Mahlanlagen übernimmt der Kühlturm 8 eine über den
Mühlenbedarf hinaus anfallende geringe Ofengasmenge. Bei Abschaltung einer Mahlanlage
wird die zuvor über diese geleitete Ofengasmenge sofort vom
Kühlturm
8 durch Anhebung der vom Kühlturmgebläse 9 angesaugten Fördermenge übernommen. Zur
Umschaltung des Kühlturmgebläses 9 dient die Druck-Regeleinrichtung 12, die hinter
dem Ofenabgasgebläse 3 an der Leitung angeschlossen ist. Sie bewirkt eine Öffnung
der Rohrleitung durch Betätigung des Drallreglers 9' und/oder eine Beschleunigung
des Gebläseantriebes 9" am Kühlturmgebläse 9 in dem Maße, bis die Gasleitung am
Wärmetauscherabgang und damit auch die Zuleitung zu den beiden Mahltrocknungsanlagen
4 und 5 wieder den vorgegebenen konstanten Druck erreicht. Die Druckkonstanz in
der Gasleitung ist für den Milhlenbetrieb wesentlich, und es ist erst aufgrund der
genauen Konstanthaltung von Druck und Gasmenge möglich, raum- und energiesparende
Walzenschlüsselmühlen einzusetzen.
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Die Mahlanlagen 4 und 5 sind, mit hier nicht dargestellten, Umluftsichtern
und Gebläsen 6 und 7 ausgerüstet, durch die bei Bedarf zusätzlich zu dem warmen
Ofengas noch Trägergas aus der Atmospähre oder von anderen Quellen in den Mühlen
kreislauf gegeben wird. Durch die Steuer- und Regeleinrichtung 13 und 14 wird ferner
die Rohgutaufgabe dosiert und konditioniert und der gesamte Mahlvorgang automatisch
gesteuert.
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Bei Ausfall oder Abschaltung einer oder beider Mühlen werden zur Vermeidung
von Falschlufteintritt in die Zu- oder
Abgasleitungen die Klappen
18 und 21 sowie 19 und 22 geschlossen, beim Wiederanfahren zum Gaseintritt geöffnet.
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Der geschlossene Arbeits- und Steuerkreis eine Mahltrocknungsanlage
ist ohne kostspielegen Mehraufwand nicht in der Lage den ungleichmäßigen Abgasabfall
vom Drehofen zu verarbeiten, weil er schon vom Rohgut her sich ständig ändernde,
insbesondere vom Feuchtigkeitsgehalt bedingte Komponenten, die unabhängig vom Ofenabgasanfall
schwanken, zu bewältigen hat. Außerdem sind die Sichter und Sichtgutförderer empSindlich
gegen Luftmengenschwankungen, es ist daher sehr vorteilhaft, die erfindungsgemäß
vorgeschlagene Anordnung zu treffen und die Verbundanlage nach dem vorgeschlagenen
Verfahren durch einen den Mahlanlagen 4 und 5 parallel geschalteten Kühlturm 8 mit
eigenem Gebläse 9 auf konstantem Druck geregelt zu fahren Das Kühlturmgebläse 9
hat dabei nur den geringen im Kühlturm anfallenden Druckverlust in der Größenordnung
von 20 bis 50 mm WS aufzubringen.
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Auch bei Betrieb beider Mahltrocknungsanlagen wird der Kühlturm 8
mit einem Abgasanteil beaufschlagt, damit er bei Störungen im Mühlenweg sofort die
freiwerdenden Abgasmengen aufnehmen und konditionieren kann, ohne daß durch Kondensatanfall
eine Verschlammung und Filterstörung eintritt.
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Normalerweise muß bei Projektierung der Drehofenanlage eine umfangreiche
Rohmehlsilokapazität in der Größenordnung des geschätzten Mahlanlagenstillstands
vorgesehen werden, damit der Ofenbetrieb durchgehend gefahren werden kann. Das vorliegende
Verfahren sichert aber auch den Betrieb der empfindlichen Mahlanlagen, wodurch hier
kleinere und wirtschaftlichere Zerkleinertuigseinrichtungen wie Tellermühlen verwendet
werden können. Außerdem bewirkt die schnelle Umschaltmöglichkeit der Verbundanlage
die Ausfallzeiten durch Störungen zu vermeiden, somit ist es möglich, die Silokapazität
und gleichlaufend auch die Ersatzteilbereitstellungskosten erheblich zu senken.
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Das Arbeitsprinzip der Anlage stellt sich danach wie folgt dar: Bei
Betrieb einer oder zwei Rohmühlen 4, 5 wird der Druck nach dem Wärmetauschergebläse
3 durch das Gebläse 9 nach dem Kühlturm 8 konstant gehalten, Jede Gasmengenschwankung
übernimmt daher das Gebläse 9 ohne die Mahlanlagen 4, 5 zu beeinflussen. Der Druck
nach dem Gebläse 9 wird durch das Filterabgasgebläse 11 konstant gehalten -und übernimmt
daher über diese Regelstrecke ebenfalls die Mengenschwankungen des Abgases.
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Bei Direktbetrieb übernimmt ausschließlich das Filterabgasgebläse
11 die Konstanthaltung des Druckes nach dem Wärmetauschergebläse 3. Die Gebläse
6, 7 der Mühlen und 9 nach dem Kühlturm sind in diesem Falle außer Betrieb und können
ohne Störung des Ofenbetriebes einer Reparatur oder Revision unterzogen werden.
Zur Herstellung des Druckbetriebes wird das gestrichelt gezeichnete Absperrorgan
im Bypass 8' geöffnet und 23 geschlossen, ebenso sind die Klappen 20 bis 22 sowie
18 und 19 gesperrt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß einerseits die Ofenabgase
nicht ungereinigt abgeblasen werden und andererseits der Ofenbetrieb trotz Stillstand
in der Verbundanlage weiter laufen kann.
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Die bei laufendem Ofenbetrieb ständig benötigte Entstaubungsanlage
ist bei den verschiedenen Betriebsmöglichkeiten der Verbundanlage, nämlich bei Verbindung
einer Mahlanlage mit Kühlturm, oder bei zwei Mahlanlagen mit Kühlturm und des Kühlturmes
ohne Mahlanlagen mit etwa der gleichen Gasmenge beaufschlagt. Nur im Notfall bei
direktem Anschluß an das Ofenabgasgebläse müssen die Abgasmengenschwankungen vom
Drehofenbetrieb her mittels Steuergerät 15 und 15', wobei die Steuerleistung auf
Steuergerät 12 nach dem Wärmetauschersystem umgeschaltet ist, am Filterabgasgebläse
11 ausgeregelt werden. Die hierbei anfallenden geringen Verluste
im
Kühlturm vermag das Entstaubungsgebläse aufzubringen.
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Im Vergleich zu anderen Verfahren und Anordnungen ist die Entstaubungsanlage
10 in vorteilhafter Weise durch eine konstruktiv leichtere Ausführung erstellbar.
Neben den in der Mahltrocknungsanlage erzielten Vorteilen trägt dies zur Optimierung
der Betriebsführung in der Verbundanlage bei.
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- Patentansprüche -