DE2506580A1 - Vorrichtung zum kalzinieren von zement - Google Patents
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Description
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ONODA CEMENT COMPANY, LIMITED, Onoda / Japan
Vorrichtung zum Kalzinieren von Zement
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalzinieren von Zement, mit einem Suspensionsvorwärmer, der im Vorwärmteil
einen Hilfsofen enthält.
Zum Trocknen, Erhitzen oder Kalzinieren von pulverformigern
Material wurde bislang eine Vorrichtung verwandt, bei der wirksame Wärmeaustauschvorgänge dadurch stattfinden, dass man
das pulverförmige Material in einem Verbrennungsgas hoher Temperatur suspendierte. In der Zementindustrie befindet sich
eine Zement-Kalzinier-Vorrichtung in weitverbreitetem Einsatz, die mit einem Suspensionsvorwärmer ausgestattet ist, der
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dadurch einen Wärmeaustausch zwischen dem Zementmaterial und einem Abgas aus einem Kilnofen wirksam vornimmt, indem das
Zementmaterial in de;:; Abgas suspendiert wird. Neuere Zement-Kalzinier-Vorrichtungen
weisen jedoch einen Hilfsofen auf, der in einem Vorwärmteil angeordnet ist, so dass sich die Erwärmung
und Kalzinierung des Zementmaterials gleichzeitig mit der Verbrennung des Brennstoffes durchführen lässt.
Bei einer derartigen, mit einem einen Hilfsofen aufweisenden Suspensionsvorwärmer ausgestatteten Kalzinier-Vorrichtung
verbrennt der Brennstoff in einem Ofen, wobei gleichzeitig ein Wärmeaustausch mit dem Zementmaterial stattfindet, so
dass der Dekarbonierungsgrad des Zementmaterials und die spezifische Durchsatzleistung des inneren Volumens des KiInofens
erhöht wird, während, was häufig bei Grossanlagen der Fall ist, sich eine Beschädigung der Ofenausmauerung erniedrigt.
Somit kann eine wirtschaftliche Verbesserung erwartet werden.
Bei einer dergestaltigen Zement-Kalzinier-Vorrichtung sind zwei Öfen in einem System angeordnet, so dass es notwendig
ist, eine ausgeglichene Zugluft zwischen den beiden Öfen herzustellen, um ein Verbrennungsgas von diesen Öfen vermittels
eines Vorwärmer-Abgas-Gebläses zu beeinflussen. Zu diesem Zweck wurde bislang eine feste Drossel in einem Kilnauslassgehäuse
vorgesehen, welche einen Ausgleich zwischen der Verbrennungsgasmenge aus dem Kilnofen und der Verbrennungsgasmenge aus
dem Hilfsofen schafft. Eine solche feste Drossel ist jedoch stationär und damit nicht in der Lage, den Drosselquerschnitt
während des Betriebes zu verändern. Wenn daher das Verbrennungsverhältnis zwischen dem Kiln- und Hilfsofen verändert werden
soll, lässt sich mit einer solchen Drossel kaum ein ausgeglichener Zug herstellen. Wenn beispielsweise die Abgasmenge aus
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dem Hilfsofen ansteigt, erhöht sich ebenfalls automatisch
die Abgasmenge aus dem Kilnofen, so dass das Luftverhältnis
im Kilnofen überschüssig wird, was hinsichtlich der Wärmewirtschaftlichkeit unerwünscht ist. Wenn andererseits die
Menge an Abgas aus dem Kilnofen begrenzt wird, indem man die Drossel mit einem kleinen Querschnitt versieht und wenn
ferner die aus einem Kilnkühler in einen Hilfsofen abgesogene Luft durch eine in einer Leitung angeordnete Drosselklappe
gesteuert wird, um die Verbrennungsgasmenge im Hilfsofen zu beschränken, so erhöht sich der Zugwiderstand des gesamten
Zugsystems, was zu unerwünschter Auswirkung hinsichtlich des Leistungsbedarfes führt. Daher muss bei der konventionellen
Vorrichtung mit einer festen Drossel konstanten Querschnitts eine Drosselklappe einzeln vorgesehen werden, um die Menge
an abgezogener Luft zu steuern. Wird weiter ein Gebläse in der Luftleitung zum Vorwärmofen angeordnet, wordurch eine
unvollständige Verbrennung aufgrund der Unzulänglichkeit der abgezogenen Luftmenge vermieden werden soll, so muss
ein Staubsammler vor dem Gebläse angeordnet werden, um zu vermeiden, dass das Gebläse durch Schlackenstaub beschädigt
wird. Folglich sind die konventionellen Vorrichtungen dahingehend nachteilig, dass sie hohe Ausrüstungskosten und einen
hohen Energiebedarf erfordern und die Steuerung der Luftmenge schwierig und kompliziert ist.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mit
der die genannten Nachteile beseitigt werden.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass
zwischen einem Kilnofen und einer Mischkammer, in der ein Verbrennungsgas aus dem Kilnofen und ein Verbrennungsgas aus dem
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Hilfsofen einander zugeführt und miteinander vermischt werden,
eine einstellbare Drossel mit einer rechteckförmigen Zugöffnung angerodnet ist, wobei wenigstens eine Wand der Drossel
zur Steuerung der Verbrennungsgasmenge aus dem Kilnofen bewegbar ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Kalzinieren von Zement weist somit eine Drossel in einem Gehäuse des Kilnofenauslasses
auf. Die Drossel besitzt eine rechteckförmige Durchlasskammer, bei der wenigstens eine, vorzugsweise zwei einander zugewandte
Wände senkrecht zum Gasstrom aus dem Kilnofen beweglich sind, so dass sich der Querschnitt der Drossel einstellen lässt und
damit die Menge des den Kilnofen verlassenden Gasstromes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der erfindungsgemässen
Vorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung mit Darstellung der einstellbaren Drossel,
Fig. 3a einen Schnitt längs der Schnittlinie A-A1 nach Fig.
2 durch die einstellbare Drossel, wobei hier zwei einander zugewandte Df.osseiwände beweglich sind,
Fig. 3b einen der Fig. 3a ähnlichen Schnitt durch die Drossel, wobei jedoch nur eine Wand beweglich ist.
Nach Fig. 1 gelangt ein im Kilnbrenner 1 verbranntes Verbrennungsgas
durch den Kilnofen 2 in das Kilneinlassgehäuse 7
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und von dort durch die einstellbare Drossel 6 und wird danach in eine Mischkammer 5 eingeleitet. Auf der anderen Seite wird
die Heissluft aus dem Kilnkühler 3 über eine den Luftzug steuernde
Drosselklappe 15 in der Luftleitung 12 geleitet und in einen Hilfsofen 4 eingeführt. In diesem Hilfsofen 4 verbrennt der
Brennstoff und wird das Zementmaterial aus einem Zyklon 9 erhitzt und kalziniert. Das Abgas und das kalzinierte Zementmaterial
aus dem Hilfsofen werden mittels einer geneigten Leitung in die Mischkammer 5 eingegeben. Das Abgas und das kalzinierte
Zementmaterial aus dem Hilfsofen 4 vermischen sich in der Mischkammer 5 mit dem Abgas aus dem Kilnofen 2, wobei die
gemischten Abgase aus dem System in Form eines gleichförmigen Abgases über die Zyklonen 8, 9, 1o und 11 und das Abgasgebläse
14 ausgeleitet werden. Das durch die Zuführeinrichtung 13 eingegebene
Zementmaterial gelangt durch die Zyklonen 11, 1o und 9 und in den Hilfsofen 4. Das Zementmaterial erfährt während seiner
Passage durch die Zyklonen einen Wärmeaustausch mit dem Verbrennungsabgas. Es wird in dem Hilfsofen 4 rasch erhitzt und
kalziniert, wobei das kalzinierte und dekarbonierte Zementmaterial wiederum in der Mischkammer 5 einem Wärmeaustausch mit
dem Abgas aus dem Kilnofen 2 unterworfen wird. Das so behandelte Zementmaterial tritt dann über den Zyklonen 8 in den
Kilnofen 2 ein.
Wie aus den Fig. 2, 3a und 3b zu entnehmen ist, ist eine der
Wände oder sind vorzugsweise zwei einander zugewandte Wände der einstellbaren, erfindungsgemässen Drossel senkrecht zum
Gasstrom aus dem Kilnofen und im wesentlichen parallel zum Kilnofen beweglich.
So sind beispielsweise gemäss Fig. 3a die Wände X und X1 senkrecht
zum Gasstrom längs der festen Wände Y und Y1 mittels einer
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Schraube oder dergleichen verschiebbar.
In Fig. 3b ist nur die Wand X beweglich, während die Wände Y, Y1 und Y " ortsfest sind.
Die Länge und die Breite der beweglichen Wand sind so, dass das Verhältnis von Länge zu Breite (1/d) im Bereich von 1,5
bis o,3 liegen kann. Die in der zuvor genannten Weise gebaute Drossel verhindert, dass das Zementmaterial durch die Drossel
hindurchfällt und erleichtert ferner
a) eine Vermischung des Verbrennungsgases aus dem Kilnofen mit dem Zementmaterial und dem Verbrennungsgas aus dem
Hilfsofen 4, und
b) den Wärmeaustausch zwischen dem Zementmaterial und den Verbrennungsgasen
in der Mischkammer 5.
Die Zement-Kalzinier-Vorrichtung mit der genannten Drossel 6
nach der Erfindung, die eine Steuerung der Verbrennungsabgasmenge
aus dem Kilnofen 2 mittels ihrer beweglichen Wände erlaubt, schafft hierdurch einen guten Ausgleich zwischen dem
Abgaszug aus dem Kilnofen und dem Verbrennungsabgaszug aus dem Hilfsofen 4, so dass folgende Wirkungen erzielt werden:
a) Das Verbrennungsmass im Kilnofen 2 und Hilfsofen 4 lässt
sich frei alleine durch ein Vorwärmabgasgebläse steuern.
b) Die Vorrichtung kann wirtschaftlich betrieben werden, ohne dass damit eine Erhöhung des Zugwiderstandes des ganzen
Systems verbunden ist.
c) Es ist möglich, die Vorrichtung entsprechend unterschiedlichen Belastungen zu betreiben, wobei stabile Verhältnisse vom
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Anheizbeginn bis zum normalen Betriebszustand vorliegen.
d) Die Heissluft lässt sich wirtschaftlich aus dem Kilnkühler zum Hilfsofen 4 abziehen, ohne dass hierzu ein Gebläse in
der Luftleitung 12 angebracht werden muss.
e) Die Mengen an Verbrennungsgasen für den Kilnofen 2 und den
Hilfsofen 4 lassen sich je nach dem Verbrennungsverhältnis zwischen den beiden Öfen steuern. Eine hochwirksame Verbrennung
und Arbeitsweise ist dadurch erzielbar, dass man die Sauerstoffmenge am Ende des Kilnofens bestimmt und die
Sauerstoffkonzentration insbesondere bei einer niedrigen Konzentration hält.
f) In Verbindung mit Absatz e) ist es möglich, die Bildung von NO auf ein Minimum zu beschränken, indem man die Verbrennung
im Kilnofen bei einer niedrigen Sauerstoffkonzentration vornimmt.
g) Es lässt sich eine stabile Betriebsweise mit hoher thermischer Wirksamkeit für das gesamte System mittels eines Steuersystems
erzielen, bei dem die Sauerstoffkonzentration am Ende des Kilnofens bestimmt und die Sauerstoffkonzentration
durch automatisches Einstellen der Drossel konstant gehalten wird. Der so gesteuerte Betriebhält die für die Luftverschmutzung
verantwortliche Bildung von NO auf einem Minimum.
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