DE2437587C2 - Anordnung zur Abgasverwertung und Entstaubung und Verfahren zum Betrieb einer Anlage zum Brennen von Zementklinker - Google Patents

Description

Die F.rfindung betrifft eine Anordnung zur Abgasverwertung und Entstaubung und ein Verfahren zum Betrieb einer Anlage /um 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.

Eine Drehofenanlage mit Rohmehlvorwärmer liefert Abgase relativ hoher Temperaturen. Es gehört /um Stand der Technik, den Wärmeinhalt dieser Abgase in einer Mahltrocknungsanlage für das /u brennende Rohmaterial zu verwerten und die dabei anfallenden *>o Gesamtabgase einer Entstaubungsanlage zuzuleiten, 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 Abgasgebläse an der Mahltrocknungsanlage vorbei direkt der Entstaubungsanlage zugeführt werden, von wo aus sie über ein Entstaubungsgebläse abgezogen werden.

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 Entstaubungsgebläse bis über 1000 mm WS.

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. 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.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, für eine Anlage zum Brennen von Zementklinker eine Anordnung zur Abgas-Verwertung und -Entstaubung zu treffen, wonach di^e 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 /weeks Konstanthaltung des Druckes an eir.e ■ Stelle /wischen Wärmetauscher und Rohrlcitungsver/weipung 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 ofenbetriebsbedingten und aus der Verbundanlage kommenden Abgasstöße vom Kühlturm aufgenonmen und von den Mahlanlagen ferngehalten werden können. Damit ist eine wesentliche Vereinfachung des Betriebes und eine glcu h"iaßige stoßfreie Heißgas/uleitung /uden Mahltrocknungs.inki gen möglich. Außerdem braucht das Filterabgasgeblase nur noch so bemessen werden, daß es den Stromungswiderstand der Entstaubungsanlage selbst deckt.

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 Wärme tauscher und Rohrleitungsverzweigung ein konsianter Druck eingehalten wird. Das hat den Vorteil, daß der Kühlturm bei jedem Betriebszustand ständig warm bleibt und bei Umschaltungen bzw. bei Ausfall einer Mahlanlage ohne längeren Anlauf sofort die Abgase übernehmen und konditionieren kann, ohne daß die Filter verschlammen. Es werden Kondensatbildungen.

wie sie beim kalten Anfahren des Kuhlturmes auftreten wurden, mit allen Folgeerscheinungen mit Sicherheit vermieden. Reparaturen und Inspektionen an den Mahlanlagen können auf diese Weise ohne Ofenstillstand überbrückt werden. Durch die Einregelung eines konstanten Druckes werden vom Drchofcribetrieb her auftretende Abgasstöße durcn das Kühlturmgebläse übernommen und von den empfindlichen Mahlanlagen ferngehalten, ebenso Abgasänderungen der Mahlanlage vom Ofensystem. Daraus ergibt sich: jede Schwenkung der Absasmertge, welche durch Änderungen in der Betnebsführung der Ofenanlage oder der Mahlanlage eintritt, wird durch das Druckerhöhungsgebläse nach dem Kühlturm über den Regler, welcher den Druck nach dem WT-Gebläse konstant hält, ausgeglichen. Daraus resultiert, daß sich trotz Verbundbetrieb keine gegenseitig nachteilige Beeinflussung der einzelnen Anlagen ergibt, sondern diese immer optimal betrieben werden können. Unter dem Schutz dieser flexiblen Regelung können raumsparende Tellermühlen in den Mahlanlagen verwendet und die Silokapazität sowie die Lrsatzteilhaltung erheblich reduziert werden. Schließlich spielt aber auch der verminderte Energiebedarf durch Verwendung kleinerer Gebläseeinheiten Tür die Betriebsbilanz eine Rolle.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß das Filter-Abgasgebläse hinsichtlich seiner Förderleistung mittels einer an die Zuleitung zur Entstaubungsanlage angeschlossenen Regeleinrichtung auf konstanten Druck vordem Filter gesteuert wird. Auf diese Weise werden vorteilhaft die sonst anfallenden Abdichtungsprobleme und Falschlufteinbrüche, wie sie bei Betrieb mit hohem Unterdruck auftreten können, vermieden. Es entfallen kostspielige Abdichtungen und die gesamte Filterkonstruktion kann konstruktiv viel leichter ausgelegt werden, weil sie nur auf Belastung durch konstanten Unterdruck und nicht auf zusätzliche Beanspruchung dimensioniert zu werden braucht.

In vorteilhafter Weise wird weiter vorgesehen, daß das Filter-Abgasgebläse für Direktbetrieb durch eine Umschalteinriihtung und die Regeleinrichtungen auf Konstanthaltung des Druckes hinter dem Wärmetauscher-Gebläse gesteuert wird. Auf diese WeUe wird es möglich, im Falle von Störungen am Kühlturm-Gebläse und bei den Mahlanlagen den Ofenbetrieb über einen Bypass kontinuierlich weiterzuführen, indem die Ofenabgase vom Wärmetauscher durch der. Kühlturm und eine Umgehungsanlage 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 Kühlt'jrm-Gebläse ohne Betriebsunterbrechung auf der Ofenseite durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anordnung der Anlage werden anhand eines Fließschemas in der Zeichnung näher erläutert.

Die in der schematischen Darstellung gezeigte Verbunvi.inlage weist einen Drehofen I. den Wärmetauscher 2. ein nachgeordnetes Ofenabgns-Gebläse 3, eine Mahlirocknungsanlagc 4. eine zweite parallelgeschaltete Mahltrocknungsanlage 5. sowie die Gebläse 6 und 7 zu den beiden Mahltrocknungsanlagcn auf. Ein Kühlturm 8 mit einem Oriic-kerhöhungsgcbläsc 9 mit Drallregler 9' und einem drch/ahlrcgclbarcn Motor 9" vorgesehen, ferner cmc Fn.staiibiingsanlagc 10 und ein Filter-Abgasgebläse 11- Ein Steuergerät 12 steht einerseits über eine strichliniert dargestellte Steuerlettur^ mit dem Drallregler 9' und dem dreiizahlregelbaren Motor 9" des Druckerhöhungsgebläses 9 am Kühlturm 8 in Verbindung andererseits ist es über eine v. eifere ^feuerleitung mit den Gebläsereglern 15' und 15 und dessen Umschaltvorrichtung verbunden. Die Regler 13 und 14 für die Mahltrocknungsanlage sowie der Filter-Abgasgebläseregler 15 sind je durch eine gepunktete gezeichnete Steuerleitung mit ihrem Meßpunkt in den Gaszuleitungen verbunden.

Vor der Rohrleitungsverzweigung 16 ist eine Klappe 24, in den Ofenabgasleitungen 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 Ofenabgas-Gebläse für kurze Zeit direkt an die Entstaubungsanlage angeschlossen werden. Ein Bypass 8' zur Umgehung des Kuhiturm-Gebiäses 9 ist ^rür Direklbetrieb ohne Mahlanlagen bei Schäden oder zwecks Inspektion des Kühlturm-Gebläses 9 vorgesehen und strichpunktiert dargestellt. Nach den Mahlanlagen angeordr -;te Absperrklappen 21 und 22 und die Klappe 23 nach den Kühlturm-Gebläse 9 geben die jeweils benötigten Leitungsabschnitte zur Entstaubungsanlage zu 17 hin frei.

Die im Wärmetauscher 2 abgekühlten Ofenabgase werden durch die bei geöffneter Klappe 24 freigegebene Gasleitung zur Rohrleitungsverzweigung 16 und weiter zu den 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 Ofenabgasmenge. Bei Abschaltung einer Mahlanlage wird die zuvor über die Mahlanlage geleitete Ofengasmenge sofort vom Kühltui m 8 curch Anhebung der vom Kühlturm-Gebläse 9 angesaugten Fördermenge übernommen. Zur Umschaltung des Kühl.iirm-Gebläses 9 dient die Druck-Regeleinrichtung 12. die hinter dem Ofenabgas-Geblase 3 an der Leitung angeschlossen ist. Sie bewirkt eine Öffnung der Rohrleitung durch Betätigung des Drallregler 9' und/oder eine Beschleunigung des Gebläseantriebes 9" am Kühlturm-Gebläse 9 in dem Maße, bis die Gasleitung am Wärmetauscherabgang und damit auch die Zuleitung zu den beiden Mahltrocknungsanlagcn 4 ^>0 und 5 wieder den vorgegebenen konstanten Druck erreicht. Die Druckkonstanz in der Gasleitung ist für den Mühlenbetrieb wesentlich, und es ist erst aufgrund der genauen Konstanthaltung von Druck und Gasmenge möglich, raum- und energiesparende Tellermühlen einzusetzen.

Die Mahlanlagen 4 und 5 sind mit tvir nicht dargestellten Umluftsichtern und den Gebläsen 6 und 7 ausgerüstet, durch die bei Bedarf zusätzlich zu dem warmen Ofengas roch Trägergas aus der Atmosphäre oder von anderen Quellen in den Mühlenkreislauf gegeben Wird. Durch die Steuer- und Regeleinrichtung 13 und 14 wird ferner die Rohgutaufgabc dosiert und konditioniert und der gesamte Mahlvorga/ig automatisch gesteuert. Bei Ausfall oder Abschalten einer oder beider MuMm werden zur Vermeidung von Falsrh'i'fteint^ritt in die Zu- oder Abgasleitungen clic Klappen 18 und 21 sowie 19 und 22 geschlossen, beim Wiederanfahren zum Gaseintritt geöffnet. Der geschlossene Arbcits-

und Steucrkreis einer Mahltrocknungsanlagc ist ohne kostspieligen Mehraufwand lichl in der Lage, den ungleichmäßigen Abgasanfall vom Drehofen zu verarbeiten, weil er schon vom Rohgut her sich ständig ändernde, insbesondere vom l-'euchtigkcitsgehalt bedingte Komponenten, die unabhängig vom Ofenabgasanfall schwanken, zu bewältigen hat. Außerdem sind die Sichter und Sichtgutförderer empfindlich gegen Luftmengenschwankungcn; es ist daher sehr vorteilhaft, die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung zu treffen und die Vcrhiindanlagc nach dem vorgeschlagenen Verfahren durch einen den Mahlanlagen 4 und 5 parallelgeschalteten Kühlturm 8 mit eigenem Gebläse 9 auf konstanten Druck geregelt zu fahren.

Das Kühlturm-Gebläse 9 hat dabei nur den geringen im Kühlturm anfallenden Druckverlust in der Größenordnung von 20 bis 50 mm WS aufzubringen.

Auch bei Betrieb beider Mahltrocknungsanlagen wird der Kühlturm 8 mit cir.crn Abgssan'.ei! beaufschlagt, damit er bei Störungen im Mühlenweg sofort die freiwerdenden Abgasmengen aufnehmen und konditionieren kann, ohne daß durch Kondensatanfall eine Verschlammung und Filterstörung eintritt.

Normalerweise muß bei Projektierung djr Drehofenanlage eine umfangreiche Rohmehl-Silokapazität in der Größenordnung des geschätzten Mahlanlagen-Stillstandes 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 Zerkleinerungseinrichtungen, 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 F.rsatzteil-Bereitstellungskosten erheblich zu senken.

Die im Arbtitsschema dargestellte Verbundanlagc muß für zwei Betriebs^;älle. nämlich 1. Mahlbetrieb und 2. Direktbetrieb schaltbar sein.

Betriebsfall 1 — ein oder zwei Rohmühlen in Betrieb

Das Steuergerät 12 steht mit dem Druckerhöhungsgebläse 9 nach drm Kühlturm 8 mit dem Drallregler 9' bzw. reglbarem Motor 9" in Verbindung und der Druck nach dem WT-Gebläse 3 wird über das Steuergerät 12 mit Hilfe des Druckerhöhungsgebläses 9 konstant gehalten. Gleichzeitig hält das Steuergerät 15 unabhängig von der Gasmenge den Druck in der Verbindungsleitung 17 vordem Elektrofilter 10konstant.

Betriebsfall 2 — beide Rohmühlen und
Kühlturmgebläse außer Be tr ich (Direkt bet rich)

Das Steuergerät 12 nach dem WT-Gebläse J wird durch Umschaltung auf das Steuergerät 15' auf die Regelung des l'ilterabgasgebläses Il geschaltet und es hält in diesem Betriebsfall das Abgasgebläse Il den Druck hinter WT-Gebläse 3 konstant. Die Regler I 5 und 14 sind ausschließlich /ugehörig zu den jeweiligen Mahlanlagen und daher ist deren Regelk eis auch in der Zeichnung anders, nämlich als punktiert: Verbindungslinie, dargestellt w' irden.

Das Arbeitsprin/ip der Anlage stellt sich danach wie folgt dar:

Bei Betrieb einer oder zweier Rohrmuhlen 4, 5 wird der Druck nach dem Wärmetauscher-Gebläse 3 durch das Gebläse 9 nach dem Kühlturm 8 konstant gehalten. )cde Gasmengenschwankung übernimmt daher das Gebläse 9. ohne die

οη 4. 5

Der Druck nach dem Gebläse 9 wird durch das Filter-Abgasgebläse Il konstant gehalten, dieses übernimmt daher über seine Regelstrecke ebenfalls die Mengenschwankungen des Abgases.

Bei Direktbetrieb übernimmt ausschließlich das Filter-Abgasgebläse 11 die Konstanthaltung des Drukkes nach dem Wärmetauscher-Gebläse 3. Die Gebläse 5, 7 der Mühlen und 9 nach dem Kühlturm «-ind in diesem Falle 'ßer Betrieb und können ohne Störung des Ofenbetriebes einer Reparatur oder Revision unterzogen werden. Zur Herstellung des Direktbetriebes 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 angeblasen werden und andererseits der Ofenbetrieb trotz Stillstand in der Verbundanlage weiterlaufen kann.

Die bei laufendem Ofenbetrieb ständig benötigte Entstaubungsanlage ist bei den verschiedenen Betriebsmöglichkeiten der Verbundanlage, nämlich bei Betrieb einer Mahlanlage mit Kühlturm, oder zweier Mahlanlagen mit Kühlturm, oder des Kühlturmes ohne Mahlanlagen mit etwa der gleichen Gasmenge beaufschlagt. Nur im Notfall bei direktem Anschluß an das Ofenabgas-Gebläse müssen die Abgasmenfenschwankungen vom Drehofenbetrieb her mittels Steuergerät 15 und 15'. wobei die Steuerleistung auf Steuergerät 12 nach dem Wärmetauschersystem umgeschaltet ist. am Filter-Abgasgebläse il ausgeregelt werden. Die hierbei anfallenden geringen Verluste im Kühlturm 8 vermag das Entstaubungsgebläse 11 aufzubringen.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Abgas-Verwertung una -Entstaubung einer Anlage zum Brennen von Zementklinker, bestehend aus der Drehofen-Wärmetau- ί schereinheit für das zu brennende Gut, abgasseitig nachgeschaltetem Kühlturm und Entstaubungsanlage mit Entstaubungsgebläse für die Abgase sowie einer von Abgasen durchströmten Mahltrocknungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasaustritt des Wärmetauschers (2) über eine Rohrleitungsverzweigung (16) mit der Mahltrocknungsanlage (4, 5) und mit dem Kühlturm (8) verbunden ist, und ein Gebläse (9) unmittelbar hinter dem Kühlturm (8) vorgesehen ist, dessen Drallregler (9') und/oder drehzahlregelbarer Antrieb (9") zwecks Konstanthaltung des Druckes an einer Stelle zwischen Wärmetauscher (2) und Rohrleitungsverzweigung (16) mit einer dort angeschlossenen Regeleinrichtung (12) verbunden ist

2. Verfahren zum Betrieb einer Anordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß ständig zumindest ein Teilstrom der Wärmetauscher-Abgase durch den Kühlturm (8) geleitet wird, dessen Menge bei Betriebsänderungen der Mahlanlagen (4, 5) bzw. bei Abgasmengenänderungen der Ofenanlage (1) so gesteuert wird, daß ,-.wischen Wärmetauscher (2) und Rohrleitungsverzweigung (16) ein konstanter Druck eingehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekenn- jo zeichnet, daß das Filter-Abgasgebläse (U) hinsichtlich seiner iörderleistung mittels einer an die Zuleitung zur Entstauhungsa-'age angeschlossene Regeleinrichtung(IS)auf konstanten Druck vordem Filter (10) gesteuert wird. J>

4. Verfahren /um Betrieb einer Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Filter-Abgasgebläse (11) für Direktbetrieb durch eine Umschalteinrichtung(15')und die Regeleinrichtungen (12 und 15) auf Konstanthaltung des Druckes -ό nach dem Wärmetauscher-Gebläse (3) gesteuert wird.