DE2449642B2 - Vorrichtung zum brennen von zementrohstoffen und aehnlichen materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Brennen von Zementrohstoffen und ähnlichen Materialien, bestehend aus einem Disperse-Vorwärmer, einem Kalziniersystem, einem Sinterofen und einem Kühler, wobei der [Eingang des Kalziniersystems mit dem Abgas-Ausgang des Sinterofens über eine Leitung verbunden ist, in die vorgewärmtes Gut und Frischluft eingeführt wird.

Das Brennen von Zementklinker im Trockenverfahren wird meistens in Drehrohrofen mit vorgeschalteten Rohrstoffvorwärmern durchgeführt, wobei der Brennprozeß selbst — Kalzinierung und Sinterprozeß — im Drehrohrofen verläuft, welchem die nötige Menge von Brennstoff zugeführt wird. Der Wärmeaustausch im Drehofen ist jedoch wenig intensiv, aus welchem Grunde der Drehofen große Dimensionen hat.

Bei Ofenlinien mit hohen Leistungen ergeben sich dann beträchtliche Schwierigkeiten bei der Herstellung, dem Transport der einzelnen Teile zum Bauplatz und der Montage.

Um die Dimensionen des Ofens herabzusetzen, wurden Verfahren zum Brennen des Zementklinkers entwickelt, bei welchem der überwiegende Teil außerhalb des Ofens in einem speziellen Kalziniersystem mit einiger Brennstoffzufuhr durchgeführt wird. Der Wärmeaustausch zwischen dem Brennstoff und den heißen Gasen verläuft in Dispersion, evtl. in einer Fluidschicht, was eine hohe spezifische Leistung und verhältnismäßig kleine Dimension des Kalziniersystems gewährleistet.

Im Ofen vollzieht sich dann nur der Sinterprozeß, evtl. noch die Enclphase der Kalzinierung, wobei die Ansprüche an den Sinterofen vom Standpunkt des Wärmeaustauschers daher wesentlich niedriger sind. Das ermöglicht, die Dimension des Ofens derart zu verringern, daß bei einer Ofenlinie mit einem Kalziniersystem der Sinterofen annähernd nur die gleiche Größe aufweisen muß wie der Ofen bei einer Ofenlinie mit Disperse-Vorwärmer von nur 50%iger Leistung.

Bei einer bekannten Anlage der eingangs erwähnten Gattung (GB-PS IO 90 706) wird der überwiegende Teil des Brennens außerhalb des Sinterofens in einem to speziellen Kal/.iniersystem mit eigener Brennstoffzufuhr durchgeführt. Der Wärmeaustausch zwischen dem Rohstoff und den heißen Gasen verläuft in Dispersion, cvt. in einer Fluidschicht, was eine hohe spezifische Leistung und verhältnismäßig kleine Abmessungen des ^s Kalziniersystems gewährleistet.

Im Sinterofen wird dann nur gesintert und gegebenenfalls fertig kalziniert, wodurch der Wärmeaustausch

im Sinterofen wesentlich niedriger sein kann.

In der bekannten Anlage verläuft daher das Verbrennen von Brennstoff an zwei getrennten Betriebspunkten in zwei Stufen, und zwar im Sinterofen und im Kalziniersystem. Diesen beiden Betriebspunkten muß daher die zum Brennen benötigte Luft zugeführt werden, die vorzugsweise im Austragskühler vorgewärmt wurde. Da die Brennluft für das Kalziniersystem nicht über den Sinterofen geführt werden kann, muß eine gesonderte Luftleitung zum Kalziniersystem installiert werden.

Die Luftleitung mündet in die Eintrittskamnner des Sinterofens ein und in die Kalzinierkammer tritt dann durch die gemeinsame Rohrleitung die nötige Verbrennungsluft zusammen mit den Verbrennungsgasen aus dem Sinterofen und der im Vorwärmer vorgewärmte Rohrstoff ein.

Der Durchfluß der Verbrennungsluft und der Verbrennungsgase durch die Ofenlinie erfolgt mit Hilfe eines Ventilators, der hinter dem Vorwärmer angebracht ist. Die Aufteilung der Zufuhrluft in den Sinterofen und in das Kalziniersystem geschieht nach den Druckverlusten in den zugehörigen Zweigen der Leitung. Weil die Rohrleitung für die Luftzufuhr in das Kalziniersystem einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweist, als der Sinterofen, sind ihre Druckverluste höher. Durch den Sinterofen wird deshalb eine größere Menge der Verbrennungsluft strömen als durch die Luftleitung. Die Menge des in dem Sinterofen gebrannten Brennstoffes und deshalb auch der Bedarf der Verbrennungsluft ist jedoch kleiner als in dem Kalziniersystem. Infolgedessen wird in dem Sinterofen die Temperatur für die Verbrennung und das Sintern durch die erhöhte Gasgeschwindigkeit herabgesetzt sein, was den Betrieb des Drehofens und die Qualität des gebrannten Klinkers ungünstig beeinflußt.

Man verursacht daher den Druckverlust in den beiden Zweigen zu regeln und bei bekannten Vcrrichtunge zum Brennen von Klinker mit abgetrennter Rohstoffkalzinierung werden zur Lösung dieses Problems im wesentlichen zwei Verfahren angewendet.

Es ist eine Vorrichtung zum Brennen von Zementklinker mit abgetrennter Rohstoffkalzinierung bekannt, die aus Klinkerkühler, Sinterofen, 4stufigem Zyklonvorwärmer und einer Kalzinierkammer besteht (DT-OS 22 48 030). Die Kalzinierkammer ist derart angeordnet, daß in dieselbe in ihrem oberen Teil gemeinsam die vom Klinkerkühler abgeführte Luft und der aus der dritten Zyklonstufe vorgewärmte Rohstoff eintreten. Der kalzinierte Rohstoff wird mit den Abgasen aus dem unteren Teil der Kalzinierkammer abgeführt, und in die Abgasrohrleitung des Sinterofens eingeführt. Die Abscheidung des kalzinierten Rohstoffes von den Gasen wird in der untersten Zyklonstufe vorgenommen. In diesem Falle wird in den Zweig mit der Luftleitung auch die Kalzinierkammer angeordnet. Der Druckverlust dieses Zweiges ist dann beträchtlich höher als der Druckverlust der Abgasleitung des Sinterofens. Zum Ansaugen der nötigen Luftmenge in die Kalzinierkammer muß in üem Zweig mit der Luftleitung ein Gebläse angeordnet werden. Die Temperatur der vom Klinkerkühler in das Kalziniersystem eingeführten Luft muß jedoch herabgesetzt weiden. Eventuell muß dem Gebläse ein Staubabscheider vorgeschaltet werden, um einer Beschädigung des Gebläses durch hohe Lufttemperaturen und durch den in dieser Luft enthaltenen Klinkerstaub vorzubeugen. Dadurch wird einerseits der Wärmebedarf und der elektrische Energieverbrauch der

ganzen Ofenlinie erhöht und andererseits ist die Betriebszuverlässigkeit des in heißer und staubhaltiger Umgebung angeordneten Gebläses nicht groß.

Eine weitere nicht xum Stand der Technik gehörige Vorrichtung zum Brennen von Zementklinker (DT-OS 23 25 468) mit abgetrennter Kalzinierung hat eine günstigere Situation. Diese Vorrichtung besteht gleichfalls aus Klinkerkühler, Sinterofen, 4stufigem Zyklonvorwärmer und einer Kalzinierkammer. Die Kalzinierkammer ist jedoch derart angeordnet, daß in dieselbe in deren unteren Teil ein Gemisch von Abgasen aus dem Sinterofen und der Verbrennungsluft aus dem Klinkerkühler durch eine gemeinsame Rohrleitung eingeführt wird. Das vorgewärmte Material aus der dritten Zyklonstufe wird dem oberen Teil der Kalzinierkammer ,₅ zugeführt. Das kalzinierte Material wird mit den Abgasen aus dem oberen Teil der Kalzinierkammer in die vierte, unterste Zyklonstufe überführt, in der der Rohstoff aus dem Gasstrom abgeschieden wird, (n diesem Falle sind die Druckverluste des Zweiges mit der Luftleitung nur wenig größer als der Druckverlust des Zweiges mit der Abgasrohrleitung des Sinterofens. Im Zweig der Lufleitung für das Kalziniersystem ist es nicht notwenig, ein Gebläse anzuordnen. Die unterschiedlichen Druckverlusle werden dadurch ausgeglichen, daß in die Abgasleitung aus dem Sinterofen zwecks Erhöhung deren Druckverlustes eine Querschnittsverjüngung eingebaut wird. Die Regelung der Menge der dem Kalziniersystem zuzuführenden Luft erfolgt dann mittels Schieber odi;r Klappe, die in der Luftleitung angeordnet ist.

Auch diese Ausführung hat jedoch ihre Nachteile. Durch die Anordnung der Querschnittsverjüngung in der Abgasleitung des Sinterofens wird der gesamte Druckverlust der Vorrichtung erhöht, was wiederum eine Erhöhung des elektrischen Energieverbrauches zur Folge hat. Die Querschnittsverjüngung ist im Strom heißer Gase mit hohem Staubgehalt angebracht, so daß während des Betriebes Verklebungs- und Verstopfungsgefahr besteht, was die Belriebszuverlässigkeit beein- flußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs erwähnten Gattung so weiterzubilden, daß die Druckverluste und der Energieverbrauch wesentlich verringert werden und gleichzeitig die Zuverlässigkeit im Eletrieb gesteigert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Rohr für die Frischluft in Richtung der Gasströmung oberhalb der Einmündung des Rohres für das vorgewärmte Gut in die Verbindungsleitung einmündet.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden zum Ausgleich der Druckverluste die in der Ofenlinie bereits bestehenden Widerstände ausgenutzt, wodurch die gesamten Druckverluste der Ofenlinie und der Verbrauch an elektrischer Energie zum Ausbrennen von Klinker herabgesetzt werden. Weil in der Rohrleitung für die Abführung der Gase aus dem Drehofen keine Drosselstelle mehr eingeschaltet werden muß. wird auch die Gefahr der Verklebung der Rohre herabge- (>o setzt und die Betriebsverlä'ßlichkeit erhöht.

Es entfällt damit auch die Notwendigkeit der Kühlung der aus dem Sinterofen, austretenden Verbrennungsgase mid damit wird ebenfalls Energie eingespart, da keine Kühlung des kalzinierten Materials vor dem Sinterofen f><j erfolgt. Die Mischstelle der Verbrennungsluft aus dem Sinterofen mit der Frischluft liegt hinter der Zufuhr des vorgewärmten Materials und damit wird die Frischluft nur bedingt für den Materialtransport zum Kalziniersystem herangezogen. Das Mischungsverhältnis ist somi'. besser auf den Bedarf im Kalziniersystem abzustimmen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindunfsgemäßen Anlage anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Anlage besteht aus einem Dispersevorwärmer 3, einem durch den Kalzinierschacht 4 und den Zyklonabscheider 5 gebildeten Kalziniersystem, einem Sinterofen 1 und einem Klinkerkühler 2.

Der Zementrohstoff wird durch ein Rohr 14 in einen kleinen Schacht 15 des Dispersevorwärmers 3 eingeführt, von den Gasen in den Zyklon 16 mitgenommen, und nach Abscheidung dem Gegenstrom-Dispersevorwärmer 3 zugeführt. Im Vorwärmer 3 wird der Rohstoff von den Abgasen vorgewärmt und durch das Rohr 11 in die Rohrleitung 6 für die Abgase aus dem Sinterofen I ausgetragen, in der er von den Gasen mitgenommen und dem Kalzinierschacht 4 zugeführt wird.

Im Kalzinierschacht 4 erfolgt der überwieg?nde Teil der Kalzinierung durch die beim Verbrennen des durch Brenner 17 zugeführten Brennstoffes erzeugte Wärme. Der kalzinierte Rohstoff gelangt zusammen mit den Abgasen durch das Rohr 8 in den Zyklonabscheider 5, wo er abgeschieden und durch das Rohr 10 in den Sinterofen 1 eingegeben wird. In dem Sintetofcn 1 wird die durch Verbrennung des durch den Brenner 18 zur Fertigkalzinierung und zum Sintern zugeführten Brennstoffes entstandene Wärme ausgenutzt und anschließend der gebrannte Klinker im Kühler 2 durch die Luft gekühlt.

Die im Kühler 2 vom heißen Klinker vorgewärmte Luft wird einerseits direkt dem Sinterofen 1 und andererseits durch das Rohr 7 zum Brennen in den Kalzinierschacht 4 zugeführt. Die Verbrennungsgase aus dem Sinterofen 1 werden durch die Rohrleitung 6 abgeführt, in die vor dem Kalzinierschacht 4 das Warmluftrohr 7 mündet, so daß in den Kalzinierschacht

4 ein Gemisch aus Luft und Sinterofen-Abgasen eintritt. Die Verbrennungsgase aus dem Kalzinierschacht 4 werden dann durch das Rohr 8 in den Zyklonabscheider

5 abgeführt, aus dem sie nach Abscheidung der Feststoffe durch das Rohr 9 in den Dispersevorwärmer 3 und über den Gegenstromschacht durch den kleinen Schacht 15 und den Zyklonabscheider 16 abströmen. In dem Dispersevorwärmer 3 übertragen die Rauchgase einen Teil ihrer Wärme auf den Rohstoff und werden dann durch das Auslaßrohr 12 durch ein Gebläse 13 abgesaugt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage sind zwei Abzweigungen für die Gasführung vorhanden, und zwar wird eine Abzweigung durch das Luftrohr 7 für die Luftzuführung in das Kalziniersystem und die zweite Abzweigung durch den Sinterofen 1 und durch das Rohr

6 für die Gasableitung aus dem Sinterofen 1 gebildet. Da das Luftrohr 7 einen wesentlich kleineren Strömungsquerschnitt als der Sinterofen 1 hat, sind die Strömungsbzw. Druckverluste in der ersten Abzweigung größer als in der /.weiten Abzweigung. Zum Ausgleich dieser Druckverluste wird der durch Aufgangen. Aufheben und Transport des Rohstoffes aus dem Dispersevorwärmer 3 in das Kalziniersystem entstandene Druckverlust ausgenutzt. Der Rohstoff wird daher aus dem Dispersevorwärmer 3 in das Rohr 6 vor der Einmündung des Luftrohres 7 eingeführt. Die Einmündung des Luttrohrcs 7 in das Rohr 6 ist dabei so gewählt, daß der Druckverlust durch den Feststofftransport im Rohrabschnitt 6 /wischen der Einmündung der Roh-

lofflcitung 11 und der Linmündung des Luflrohrcs 7 die löheren Druekverlustc der Abzweigung für die .lotzuführung in das Kalziniersysiem ausgleicht. Die .uftmenge für das Kalziiiiersystem wird durch den in las Luftrohr 7 eingereihten Schieber 19 geregelt. s

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anlage zum Brennen von Zemcnirohstoffen und ähnlichen Materialien, bestehend aus einem Disperse-Vorwärmer, einem Kalziniersystem, einem Sinterofen und einem Kühler, wobei der Eingang des Kalziniersystems mt dem Abgas-Ausgang des Sinterofens über eine Leitung verbunden ist, in die vorgewärmtes Gut und Frischluft eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7) für die Frischluft in Richtung der Gasströmung oberhalb der Einmündung des Rohres (11) für das vorgewärmte Gut in die Verbindungsleiiungen (6) einmündet.