DE2503330B2

DE2503330B2 - Vorrichtung zum Kalzinieren von Rohmaterial

Info

Publication number: DE2503330B2
Application number: DE2503330A
Authority: DE
Inventors: Thomas Royston Emmaus Lawall; Edward Stanley Bethlehem Porter
Original assignee: Fuller Co
Current assignee: Fuller Co
Priority date: 1974-02-27
Filing date: 1975-01-28
Publication date: 1978-03-23
Also published as: GB1500362A; CA1058864A; DE2503330A1; JPS50119828A; ES434068A1; FR2261807B1; US3891382A; FR2261807A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kalzinieren von Rohmaterial mit einem Behälter mit einem Einlaß für das zu kalzinierende h^r> Rohmaterial, einem Einlaß für den Brennstoff, um in dem Behälter eine Verbrennungszone zu schaffen, einem Einlaß und einem Auslaß für die den Behälter durchströmende Verbrennungsluft und einem Auslaß für das kalzinierte Material.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DT-PS 11 98 795 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das Behandlungsgas tangential in den zylindrischen Behälter eingeführt und tritt an einer oder beiden Stirnwänden des Behälters zentral aus. Das Material wird zentral von einer Stirnwand her zugeführt und tritt am Umfang aus. Aufgrund der durch diese Anordnung bedingten Strömungsverhältnisse ist die Verweilzeit des Brennstoffes in dem Behälter relativ gering, so daß insbesondere bei der Verwendung von Kohle als Brennstoff, die Verweilzeit nicht ausreicht, um eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes und damit eine optimale Wirksamkeit der Vorrichtung zu gewährleisten.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß die Verweilzeit des Brennstoffes in dem Behälter erhöht wird, so daß alle Arten von Brennstoff, insbesondere auch Kohle verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft erweitert ist, daß der Behälter einen ersten unteren Abschnitt und einen zweiten oberen Abschnitt mit einem gegenüber dem ersten Abschnitt größeren Durchmesser aufweist, daß der Einlaß des Brennstoffs im ersten Abschnitt und der Auslaß der Verbrennungsluft im zweiten Abschnitt angeordnet ist, daß der Einlaß des Rohmaterials und der Einlaß der Verbrennungsluft in Strömungsrichtung der Luft vor dem Einlaß des Brennstoffs und vor dem Auslaß der Verbrennungsluft angeordnet ist, wobei der Einlaß für die Verbrennungsluft und der Einlaß für den Brennstoff im unteren Abschnitt und der Auslaß für die Verbrennungsluft und das kalzinierte Material im oberen Abschnitt angeordnet sind.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kalzinieren findet die Verbrennung in einem Teil des Behälters mit relativ geringem Durchmesser statt. Die vorgewärmten Rohstoffe werden abwärts geführt in die Verbrennungszone, in der Regel im Gegenstrom zu den nach aufwärts strömenden Verbrennungsgasen. Bei Verwendung von Kohle als Brennstoff wird für eine vollständige Verbrennung eine längere Zeit benötigt als bei Gas oder Öl. Es ist wichtig, die Kohleteilchen in der Vorrichtung zu halten, bis eine vollständige Verbrennung stattgefunden hat. Da der Einlaß für die Verbrennungsluft sich unterhalb des Einlasses für den Brennstoff und unterhalb der Verbrennungszone befindet, hält die aufwärtsströmende Luft den Brennstoff und die Rohstoffe in'Suspension und gewährleistet, daß der gesamte Brennstoff verbrannt wird und nicht aus der Verbrennungszone herabfällt. Bei der Führung der Rohstoffe gegen die Verbrennungszone durchströmt das Material die Verbrennungszone so, daß eine schnelle Kalzinierung stattfindet. Durch Erweiterung des Behälters nach oben hin wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases herabgesetzt, so daß die Verweilzeit in dem Behälter erhöht und eine vollständige Kalzinierung erreicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Anlage zur Klinkerbildung,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab die Vorrichtung zum Kalzinieren,

F i g. 3 eine Abänderung der Vorrichtung nach F i g. 2,

F i g. 4 eine Abänderung der Anlage nach Fig. 1,

F i g. 5 Abänderung der Vorrichtung zum Kalzinieren nach den F i g. 2 und 3.

Die Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Herstellung von Portland-Zement. Die Anlage enthält in S:römungsrichtung einen Vorwärmer 1 in der bekannten Ausbildung zum Vorwärmen von Suspensionen. An den Vorwärmer 1 angeschlossen ist eine Vorrichtung 3 zum schnellen Kalzinieren, eine Vorrichtung 5 zur Klinkerbildung, in der Form eines Drehrohrofens, und ein Kühler 6.

Der Vorwärmer 1 enthält mehrere in Reihe geschaltete Zyklone 7, 8 und 9 zum Trennen der Feststoffe von den Gasen. Der Zyklon 7 enthält einen Einlaß 10 für Gas und mitgerissene Feststoffe, einen Auslaß 11 für die Gase und einen Auslaß 12 für die Feststoffe. Der Zyklon 8 enthält einen Einlaß 13 für Gas und mitgerissene Feststoffe, einen Auslaß 14 für Gase und einen Auslaß 15 für Feststoffe. Der Zyklon 9 enthält einen Einlaß 16 für Gas und mitgerissene Feststoffe, einen Auslaß 17 für Gase und einen Auslaß 18 für Feststoffe.

In dem Auslaß 14 des Zyklons 8 ist ein Einlaß 20 für das zu kalzinierende Material vorgesehen. Ein sehr wirksamer Staubsammler 21 ist verbunden mit dem Auslaß 11 des Zyklons 7 und enthält einen mit einem Schornstein verbundenen Auslaß 22.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 zum schnellen Kalzinieren ist in Reihe geschaltet mit dem Vorwärmer 1. Diese Vorrichtung zum Kalzinieren kann so ausgebildet sein, wie die F i g. 2,3 oder 5 es zeigen. Hier soll zunächst die Fig. 2 beschrieben werden. Das aufrechte Gefäß 30 besteht aus einem ersten Abschnitt

31 mit einem kleineren Durchmesser und einem zweiten oberen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser. Ein Übergangsabschnitt 33 kann vorgesehen sein. Das Gefäß enthält einen Einlaß 34 für das zu kalzinierende Material, der mit dem Auslaß 18 des Zyklons 9 des Vorwärmers 1 verbunden ist. Gemäß der Fig. 2 befindet sich der Einlaß 34 in dem verbindenden Abschnitt 33, kann aber auch in dem zweiten Abschnitt

32 angeordnet sein. Das Gefäß 30 enthält ferner einen Einlaß 35 für den Brennstoff, der in geeigneter Weise verbunden ist mit einer Quelle 36 für den Brennstoff, z. B. für pulverisierte Kohle. Ein Brenner 37 kann in dem Gefäß 30 in dem ersten Abschnitt 31 vorgesehen sein. Der Brenner kann in der Mitte des Gefäßes 30 angeordnet sein oder außerhalb des Gefäßes, wobei die Flamme in die Mitte des Gefäßes gerichtet ist. Die Kohle kann zu dem Brenner und dem Einlaß 35 mittels Druckluft 48 aus einer geeigneten Quelle gefördert werden. In Abhängigkeit von dem verwendeten Brenner kann eine Zündflamme 49 aus öl erforderlichenfalls verwendet werden. Der Brenner erzeugt in dem ersten Abschnitt 31 des Gefäßes eine Verbrennungszone. Aus dem Einlaß 34 für das zu kalzinierende Material kann dieses in die Verbrennungszone geleitet werden.

Die Verbrennungsluft gelangt durch die I .eitung 38 in den Einlaß 39 des Gefäßes unterhalb des Einlaßes 35 für den Brennstoff. Gewünschtenfalls kann eine Diffusions- ω oder Verteilerplatte 40 oberhalb des Einlaßes 39 für die Verbrennungsluft und unterhalb des Einlaßes 35 für den Brennstoff vorgesehen sein. Ein Auslaß 41 für das kalzinierte Material und die Abgase ist oben an dem Gefäß 30 vorgesehen. In Richtung der Gasströmung (■>-> befindet sich also die Verbrennungszone stromabwärts von dem Einlaß für das Verbrennungsgas und stromaufwärts von dem Einlaß für das zu kalzinierende Material und dem Auslaß für die Abgase.

Ein Scheider 43 zum Abtrennen der Feststoffe von den Gasen in Form eines Zyklons istdurchdie Leitung44 und den Auslaß 41 mit dem Gefäß 30 verbunden. Der Zyklon 43 enthält einen tangentialen Einlaß 45 für das Gas und die mitgerissenen Feststoffe, einen gesonderten Auslaß 46 für das Gas und einen gesonderten Auslaß 47 für die Feststoffe.

Die Vorrichtung 5 zur Klinkerbildnng als üblicher Drehrohrofen 50 ist mit der Vorrichtung 3 zum Kalzinieren verbunden.

Zu ihm gelangt das Material durch die Leitung 47 aus dem Zyklon 43. Das Auslaßende 51 des Drehrohrofens 50 enthält Mittel 52 zum Einführen von Brennstoff und Mittel 53 zum Einführen von Verbrennungsluft. Der zugeführte Brennstoff wird verwendet für die Klinkerbildung des Materials.

Der Kühler 6 nach Fig. 1 enthält Mittel 61 /um Zuführen von Kühlluft durch ein Bett des heißen Materials in den Kühler 6. Beim Hindurchstrornen der Kühlluft durch das heiße MaleriaJ kühlt sie die heißen Klinker, wobei die Luft erwärmt wird. Wenigstens ein Teil der erwärmten Luft wird dem Drehrohrofen 50 als vorgewärmte Verbrennungsluft zugeführt, und zwar durch die Leitung 51. Weitere erwärmte Luft wird durch die Leitung 54 in die Vorrichtung 3 zum Kalzinieren als Verbrennungsluft geführt. Die restliche Luft gelangt durch die Leitung 63 in den sehr wirksamen Staubsammler 64 und wird von da in die Atmosphäre abgelassen.

Die Ausführungsform der Anlage nach Fig. 1 kann eine Mischkammer 70 enthalten, in welche durch die Leitung 71 Abgase aus dem Drehrohrofen 50 eingeführt werden, zusammen mit der erwärmten Luft durch die Leitung 54. Die Leitung 38 für die Verbrennungsluft des Gefäßes 30 für die Kalzinierung ist verbunden mit der Mischkammer 70.

Beim Betrieb werden die Ausgangsstoffe bei 20 dem Vorwärmer 1 zugeführt, insbesondere der Leitung, welche den Auslaß 14 des Zyklons 8 und den Einlaß 10 des Zyklons 7 verbindet. Heiße Abgase aus dem Zyklon 8 nehmen die Ausgangsstoffe mit und führen diese zu dem Einlaß 10 des Zyklons 7, wobei die Ausgangsstoffe in einem gewissen Ausmaß vorgewärmt werden.

In dem Zyklon 7 wird das teilchenförmige Material von dem Gas getrennt und durch den Auslaß 12 der Leitung zugeführt, welche den Auslaß 17 für das Gas des Zyklons 9 und den Einlaß 13 für das Gas mit den mitgerissenen Feststoffen des Zyklons 8 verbindet. Die Gase aus dem Zyklon 7 gelangen durch den Auslaß 11 zu dem Staubsammler 21. Die Feststoffe aus dem Auslaß 12 werden mitgerissen von den Gasen aus dem Zyklon 9 und in den Zyklon 8 gefördert. Diese Gase erwärmen zusätzlich die Ausgangsstoffe. In dem Zyklon 8 gelangen die abgetrennten Gase zu dem Auslaß 14, und die Feststoffe werden durch die Leitung 15 in den Gasauslaß 46 des Zyklons 43 der Vorrichtung 3 zum Kalzinieren geführt. Diese heißen Gase reißen die Feststoffe mit sich und fördern sie zu dem Einlaß 16 des Zyklons 9. In dem Zyklon 9 werden die Feststoffe von den Gasen getrennt und gelangen durch die Leitung 18 zu dem Einlaß 34 der Vorrichtung 3 zum Kalzinieren.

In der Vorrichtung 3 zum Kalzinieren findet die Verbrennung in dem ersten Abschnitt 31 statt. Die vorgewärmten Rohstoffe werden abwärts geführt in die Verbrennungszone, in der Regel im Gegenstrom zu den nach aufwärts strömenden Verbrennungsgasen. Bei Verwendung von Kohle als Brennstoff wird für eine

vollständige Verbrennung eine längere Zeit benötigt als bei Gas oder öl. Es ist wichtig, die Kohleteilchen in der Vorrichtung zu halten, bis eine vollständige Verbrennung stattgefunden hat. Da der Einlaß für die Verbrennungsluft sich unterhalb des Einlaßes 35 für den Brennstoff und unterhalb der Verbrennungszone befindet, hält die aufwärtsströmende Luft den Brennstoff und die Rohstoffe in Suspension und gewährleistet es, daß der gesamte Brennstoff verbrannt wird und nicht aus der Verbrennungszone herabfällt. Bei der Führung der Rohstoffe gegen die Verbrennungszone durchströmt das Material die Verbrennungszone so, daß eine schnelle Kalzinierung stattfindet. Der Abschnitt 32 mit dem größeren Durchmesser setzt die Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Vorrichtung 3 zum Kalzinieren herab, so daß die Verweilzeit in dem Gefäß 30 erhöht und eine vollständige Kalzinierung erreicht wird.

Bei der Zuführung von vorgewärmter Verbrennungsluft aus dem Kühler und der heißen Abgase aus dem Drehrohrofen in die Vorrichtung zum Kalzinieren braucht weniger Brennstoff direkt der Vorrichtung zum Kalzinieren zugeführt zu werden, um die gewünschte Temperatur zu erzielen.

Die Abgase und das kalzinierte Material werden aus dem Gefäß 30 bei 41 abgelassen und durch die Leitung 44 zu dem Zyklon 43 geführt. Die abgetrennten Gase werden bei 46 abgelassen, die abgetrennten Feststoffe werden bei 47 abgezogen und zur weiteren Behandlung in die Vorrichtung 5 zur Klinkerbildung geführt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist die Mischkammer 70 weggelassen. Die Abgase aus der Vorrichtung 5 zur Klinkerbildung werden direkt durch die Leitung 71 in das Gefäß 30 geführt. Die heißen Abgase aus dem Kühler 6 werden durch die Leitung 54 in das Gefäß 30 geführt. Der Boden des Gefäßes 30 dient als Mischkammer. Bei der Ausführungsform nacl F i g. 3 werden die Leitungen 71 und 54 um das Gefäß 3( herum angeordnet, so daß die Abgase aus dem Kühlei und die heißen Abgase aus dem Drehrohrofen gu gemischt werden. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist auch die Verteilerplatte 40 entfernt.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 werden die Abgase aus der Vorrichtung 5 zur Klinkerbildung nicht in der Vorrichtung 3 zur Kalzinierung verwendet

ίο sondern gelangen direkt zu dem Vorwärmer 1. Die gesamte Verbrennungsluft für die Vorrichtung 3 zum Kalzinieren wird durch die Leitung 54 aus dem Kühler 6 zugeführt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 wird das zi:

is kalzinierende Material der Vorrichtung 3 zum Kalzinieren unterhalb des Einlaßes 35 für den Brennstoff unc unterhalb der Verbrennungszone zugeführt, in Abweichung von dem Einlaß 35 für Brennstoff nach den F i g. 2 und 3. Es wird angenommen, daß bei Zuführung der zu kalzinierenden Stoffe zusammen mit der Verbrennungsluft unterhalb der Verbrennungszone ein gutes Mischen des Brennstoffes, der zu kalzinierenden Stoffe und der Verbrennungsluft stattfindet. Wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 wird das kalzinierte Material oben aus dem Gefäß 30 abgezogen.

Aus dem Gesagten geht hervor, daß die Aufgaben der Erfindung gelöst werden. Das Gefäß zum Kalzinieren dient zum sehr raschen Kalzinieren des festen, teilchenförmigen Materials. Die Einlasse für die Verbrennungsluft und die Ausgangsstoffe, die Verbrennungszone und die Auslässe für das kalzinierte Material und die Abgase sind so angeordnet, daß eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes und eine vollständige Kalzinierung stattfinden. Diese Anordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn als Brennstofl Kohle verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Kalzinieren von Rohmaterial mit einem Behälter mit einem Einlaß für das zu kalzinierende Rohmaterial, einem Einlaß für den Brennstoff, um in dem Behälter eine Verbrennungszone zu schaffen, einem Einlaß und einem Auslaß für die den Behälter durchströmende Verbrennungsluft und einem Auslaß für das kalzinierte Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (30) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft erweitert ist, daß der Behälter (30) einen ersten unteren Abschnitt (31) und einen zweiten oberen Abschnitt (32) mit einem gegenüber dem ersten Abschnitt (3l) größeren Durchmesser aufweist, daß der Einlaß (35) des Brennstoffs im ersten Abschnitt (31) und der Auslaß (41) der Verbrennungsluft im zweiten Abschnitt (32) angeordnet ist, daß der Einlaß (34) des Rohmaterials und der Einlaß (54) der Verbrennungsluft in Strömungsrichtung der Luft vor dem Einlaß (35) des Brennstoffs und vor dem Auslaß (41) der Verbrennungsluft angeordnet ist, wobei der Einlaß für die Verbrennungsluft (54) und der Einlaß für den Brennstoff (35) im unteren Abschnitt (31) und der Auslaß (41) für die Verbrennungsluft und das kalzinierte Material im oberen Abschnitt (32) angeordnet sind.

2. Vorrichtung zum kontinuierlichen Kalzinieren von Rohmaterial mit einem Behälter mit einem Einlaß für das zu kalzinierende Rohmaterial, einem Einlaß für den Brennstoff, um in dem Behälter eine Verbrennungszone zu schaffen, einem Einlaß und einem Auslaß für die den Behälter durchströmende Verbrennungsluft und einem Auslaß für das kalzinierte Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (30) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft erweitert ist, daß der Behälter (30) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft erweitert ist, daß der Behälter (30) einen ersten unteren Abschnitt (31) und einen zweiten oberen Abschnitt (32) mit einem gegenüber dem ersten Abschnitt (31) größeren Durchmesser aufweist, daß der Einlaß (35) des Brennstoffs im ersten Abschnitt (31) und der Auslaß (41) der Verbrennungsluft im zweiten Abschnitt (32) angeordnet ist, daß der Einlaß (38), (39), (54), (71) der Verbrennungsluft in Strömungsrichtung der Luft vor dem Einlaß (35) des Brennstoffs, dem Einlaß (34) des Rohmaterials und dem Auslaß der Verbrennungsluft (41) angeordnet ist und daß der Einlaß (35) des Brennstoffs in Strömungsrichtung der Luft vo- dem Einlaß (34) des Rohmaterials und dem Auslaß (41) der Verbrennungsluft angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (3) eine Diffusionsplatte (40) zwischen dem Verbrennungsluft-Einlaß (39) und dem Rohmaterial-Einlaß (34) angeordnet ist.