DE2533142A1 - PLANT FOR THE PRODUCTION OF CEMENT IN THE DRY PROCESS WITH A PRE-CALCINATION CHAMBER - Google Patents
PLANT FOR THE PRODUCTION OF CEMENT IN THE DRY PROCESS WITH A PRE-CALCINATION CHAMBERInfo
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Description
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24. Juli 1975July 24, 1975
Akte: P 7864 File: P 7864
FIVES-GAIL BABOOGKFIVES-GAIL BABOOGK
Paris/PrankreichParis / France
Anlage zur Herstellung von Zement im Trockenverfahren mit einer VorkalzinierungskammerPlant for the production of cement using the dry process with a pre-calcining chamber
Die Erfindung "betrifft Anlagen zur Herstellung von Zement im !Trockenverfahren mit einem Ofen, einem Vorwärmer, in welchem das ungebrannte Material durch die Abgase des Ofens erwärmt wird, einer zwischen dem Vorwärmer und dem Ofen an-" geordneten Vorkalzinierungskammer und einem Kühler für den Klinker.The invention "relates to plants for the production of cement in the! is heated, a between the preheater and the furnace "arranged precalcination chamber and a cooler for the Clinker.
509887/0785 " 2 ~ 509887/0785 " 2 ~
Bei den bekannten derartigen Anlagen stammt die in der Vorkalzinierungskammer verwendete Sekundärluft im allgemeinen vom Kühler, wodurch eine Rückgewinnung eines Teiles der Kalorien des Klinkers möglich ist.In the known systems of this type, the one originates in the precalcination chamber used secondary air generally from the cooler, thereby recovering some of the calories of the clinker is possible.
Diese Luft kann der Vorkalzinierungskammer durch den Ofen hindurch zugeführt werden«. Diese Lösung führt dazu, daß in den Ofen ein im Verhältnis zum stöchiometrischen Bedarf des Ofens sehr großer Luftüberschuß eingebracht wird, was sich in einer erheblichen Verminderung seiner Leistung ausdrückt, da der Unterschied in den Temperaturen der Gase und des Materials, der den ausschlaggebenden Parameter des Wärmeaustausches darstellt, stark verringert ist.This air can be fed to the pre-calcining chamber through the furnace ”. This solution leads to the fact that in the furnace is introduced a very large excess of air in relation to the stoichiometric requirement of the furnace, which is expressed in a significant decrease in its performance, since the difference in the temperatures of the gases and of the material, which is the decisive parameter of the heat exchange, is greatly reduced.
Eine andere Lösung besteht darin, daß der Vorkalzinierungskammer die Sekundärluft mit der Temperatur des Auslasses des Kühlers, normalerweise zwischen 65O und 8000G in einer entlang dem Ofen verlaufenden Leitung zugeführt wird. Wenn auch diese Lösung wärmetechnisch befriedigender ist, zeigt sie folgende Nachteile:Another solution is that the Vorkalzinierungskammer is supplied to the secondary air with the temperature of the outlet of the radiator, usually between 65O 0 and 800 G in a direction extending along the kiln line. Even if this solution is more satisfactory from a thermal point of view, it has the following disadvantages:
- Für den Ausgleich der Mengen und damit der Aufteilung der Sekundärluft zwischen dem Ofen und der Speiseleitung für die Vorkalzinierungskammer ist es unerläßlich, im Kreislauf des Ofens zwischen diesem und der Kammer einen zusätzlichen Strömungsverlust durch eine Drosselstelle zu schaffenj dazu können durch eine Klappe, die einen variablen Strömungsverlust in der Sekundärluft hervorruft, die- For the equalization of the quantities and thus the distribution of the secondary air between the furnace and the feed line for the precalcination chamber it is essential to have one in the furnace circuit between it and the chamber To create additional flow loss through a throttle point, this can be achieved through a flap which has a variable Loss of flow in the secondary air causes the
509887/0785 ~3~509887/0785 ~ 3 ~
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Mengen angepaßt werden. Dieser zusätzliche Strömungsverlust im Kreislauf der Abgase bringt eine Erhöhung der Leistung für die Belüftung und die Gefahr von Verschlammungen mit sich.Quantities can be adjusted. This additional loss of flow in the exhaust gas circuit increases the performance for ventilation and the risk of silting up.
- Trotz des Vorhandenseins dieser zusätzlichen Strömungsverluste im Kreislauf der Abgase, und unter Berücksichtigung der Notwendigkeit, ihre Menge zu begrenzen, ist in der Sekundärluftleitung nur ein geringer Strömungsverlust zulässig. Die Leitung muß daher einen großen Querschnitt erhalten, etwa in der Größenordnung des Querschnittes des Ofens; dies ergibt hohe Kosten, erhebliche Wärmeverluste durch die Wandungen und eine begrenzte Geschwindigkeit der dort durchströmenden Luft, daher das Risiko einer Ablagerung des von der Luft mitgeführten Staubes. Da das Gefälle dieser Leitung sehr gering ist, besteht die Gefahr daß diese Ablagerungen eine zunehmende Vergrößerung des Strömungsverlustes und mit der Zeit eine Änderung der Aufteilung der Luftmengen zwischen dem Ofen und der Vorkalzinierungskammer hervorrufen.- Despite the presence of these additional flow losses in the circuit of the exhaust gases, and taking into account the need to limit their amount, there is little flow loss in the secondary air line permissible. The line must therefore have a large cross-section, approximately in the order of magnitude of the cross-section of the Furnace; this results in high costs, considerable heat losses through the walls and a limited speed of the air flowing through there, hence the risk of the dust carried along by the air being deposited. Because the gradient this line is very small, there is a risk that these deposits increase the flow loss and, over time, a change in the distribution of the amounts of air between the furnace and the precalcination chamber cause.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wurde noch eine dritte Lösung ausgeführt; sie besteht darin, daß dem Kühler die Luft mit wesentlich niedrigerer Temperatur entnommen wird, um sie mit Hilfe eines Gebläses fördern zu können. Es ist dann nicht mehr nötig, einen zusätzlichen Strömungsverlust im Abgaskreislauf zu schaffen, die Luft kann mit der gewünschten Geschwindigkeit gefördert werden, so daß Staub-To avoid these difficulties, a third solution has been implemented; it consists in the fact that the cooler Air is taken at a much lower temperature in order to be able to convey it with the help of a fan. It is then no longer necessary to create an additional flow loss in the exhaust gas circuit, the air can with the desired Speed, so that dust
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ablagerungen vermieden werden, und die Aufteilung der Luftmengen zwischen Ofen und Vorkalzinierungskammer erfolgt durch. Regulierung des Gebläses oder eines Schiebers in der Leitung der zugeführten Luft. Diese Vorteile werden jedoch auf Kosten des Wärmeverbrauches erreicht, denn bei der Förderung durch ein Gebläse darf die dem Kühler entnommene Luft eine Temperatur von 400 bis 4500G nicht überschreiten. Deposits are avoided and the amount of air between the furnace and the pre-calcining chamber is distributed through. Regulation of the blower or a slide in the line of the supplied air. However, these advantages are achieved at the expense of heat consumption, because when conveyed by a fan, the air taken from the cooler must not exceed a temperature of 400 to 450 ° C.
Die erfindungsgemäße Lösung vereinigt die Vorteile der beiden letzten Lösungen: sie ermöglicht einen maximalen Rückgewinn der Kalorien des Klinkers und eine einfache Regulierung der den Ofen und die Vorkalzinierungskammer versorgenden Sekundärluftmengen.The solution according to the invention combines the advantages of the last two solutions: it allows a maximum Recovery of the calories of the clinker and a simple regulation of the supply of the furnace and the precalcination chamber Secondary air volumes.
Gemäß der Erfindung ist im Kreislauf von dem Kühler entnommener Luft mit hoher Temperatur ein dem diese Luft fördernden Gebläse vorgeschalteter Wärmeaustauscher angeordnet, in welchem die Luft durch indirekten Wärmeaustausch durch die Sekundärluft gekühlt wird, welche die Vorkalzinierungskammer versorgt, wodurch diese annähernd auf die Temperatur der den Kühler verlassenden Luft gebracht wird.According to the invention, air at high temperature extracted from the cooler is in the circuit to which this air is conveyed Fan arranged upstream heat exchanger, in which the air through indirect heat exchange is cooled by the secondary air that supplies the precalcination chamber, causing it to approximate the Temperature of the air leaving the cooler is brought.
Die die Vorkalzinierungskammer versorgende Luft kann Frischluft sein, und in diesem Falle wird die im Wärmeaustauscher gekühlte Luft vorteilhaft wieder in den Kühler für den Klinker zurückgeführt.The air supplying the precalcination chamber may be fresh air, in which case it will be in the heat exchanger cooled air is advantageously fed back into the cooler for the clinker.
- 5 -$09887/0785- 5 - $ 09887/0785
Vorzugsweise wird als Sekundärluft die dem Kühler für den Klinker entnommene Luft verwendet und in diesem Falle diese Luft am Auslaß des warmen Kreislaufes des Wärmeaustauschers einer zusätzlichen Kühlung unterzogen und in den kalten Kreislauf desselben Wärmeaustauschers geführt, wo sie vor der Einführung in die Vorkalzinierungskammer wieder erwärmt wird; dabei ist das für die Strömung der Luft sorgende Gebläse dem warmen Kreislauf des Wärmeaustauschers und vorteilhaft der Vorrichtung für die zusätzliche Kühlung nachgeschaltet. The air taken from the cooler for the clinker is preferably used as the secondary air, and in this case this Air at the outlet of the warm circuit of the heat exchanger subjected to additional cooling and in the cold The circuit of the same heat exchanger is carried out, where it is heated again before being introduced into the precalcination chamber will; The fan that ensures the flow of air is beneficial to the warm circuit of the heat exchanger downstream of the device for additional cooling.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieser zusätzlichen Kühlung kann aus einem Dampfkessel bestehen, in welchem die von der Luft abgegebenen Kalorien zur Erzeugung von Dampf dienen.The device for performing this additional cooling can consist of a steam boiler in which the Calories given off by the air are used to generate steam.
Diese zusätzliche Kühlung kann auch durch Einspritzung von Wasser in den Luftstrom, durch Beimischen von Frischluft, durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Frischluftstrom, der danach vorteilhaft im Kühler für den Klinker verwendet wird, oder durch direkten Wärmeaustausch mit dem ungebrann-.ten und kalten Material erfolgen.This additional cooling can also be achieved by injecting water into the air flow, by adding fresh air, by indirect heat exchange with a fresh air flow, which is then advantageously used in the cooler for the clinker or by direct heat exchange with the unfired and cold material.
Im Kreislauf der dem Kühler entnommenen Luft ist dem Wärmeaustauscher eine Entstaubungsvorrichtung vorgeschaltet.In the circuit of the air taken from the cooler is the heat exchanger a dedusting device is connected upstream.
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Drei nicht beschränkende Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Three non-limiting exemplary embodiments are shown in the drawing and are described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1, 2 und 3 Schemas von erfindungsgemäßen Anlagen.1, 2 and 3 are diagrams of systems according to the invention.
Die Anlage gemäß lig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Drehrohrofen 10, einer Vorkalzinierungskammer 12, einem teilweise dargestellten Zyklonvorwärmer 14 und einem Kühler für den Klinker 16.The plant according to lig. 1 consists essentially of one Rotary kiln 10, a precalcination chamber 12, a partially shown cyclone preheater 14 and a cooler for the clinker 16.
Das Rohmaterial wird zuerst im Vorwärmer 14 mit Hilfe von Abgasen des Ofens und der Vorkalzinierungskammer erwärmt, darauf in der Kammer 12 wenigstens teilweise kalziniert, bevor es in den Ofen eingeführt wird, wo erforderlichenfalls die Kalzinierung vollendet wird und die Klinkerherstellung erfolgt. Der den Drehrohrofen verlassende Klinker wird durch Frischluft im Kühler 16 gekühlt.The raw material is first heated in the preheater 14 with the help of exhaust gases from the furnace and the precalcination chamber, then at least partially calcined in chamber 12, before it is introduced into the kiln, where, if necessary, the calcination is completed and the clinker manufacture he follows. The clinker leaving the rotary kiln is cooled by fresh air in the cooler 16.
Bin Brenner 18 liefert die für den Ofen 10 erforderlichen Kalorien; als Sekundärluft verwendet er einen Teil der den Kühler verlassenden warmen Lufto Der andere Teil wird als Sekundärluft in der Vorkalzinierungskammer verwendet.A burner 18 supplies the necessary for the furnace 10 Calories; as secondary air, it uses part of the warm air leaving the cooler. The other part is used as Secondary air used in the precalcination chamber.
Ein Gebläse 20 fördert die warme luft vom Kühler zur Vorkalzinierungskammer ο Diese der Heizkappe des Ofens entnommene Luft mit hoher Temperatur wird vor dem Durchgang durchA fan 20 conveys the warm air from the cooler to the precalcination chamber ο This high temperature air extracted from the heater cap of the stove is blown through before it passes through
10 9 8 8 7/0785 1 0 9 8 8 7/0785
_7_ 2533H2_ 7 _ 2533H2
das Gebläse gekühlt. Dafür werden zwei hintereinandergeschaltete Wärmeaustauscher 22 und 24 verwendet.the fan cooled. Two heat exchangers 22 and 24 connected in series are used for this purpose.
Der Wärmeaustauscher 22 ermöglicht einen indirekten Wärmeaustausch zwischen zwei Fluids und weist zwei selbstständige Kreisläufe auf, von denen der eine (der warme Kreislauf) von warmer, aus dem Kühler austretender Luft durchströmt wird. Dem Wärmeaustauscher ist ein Entstaubungszyklon 26 vorgeschaltet, um das Risiko der Abnutzung der Wärmeaustauschflächen und der Verstopfung des Kreislaufes des Wärmeaustauschers zu verringern. Der andere Kreislauf (der kalte Kreislauf) des Wärmeaustauschers 22 wird von vom Gebläse 20 gelieferter Luft durchströmt, welche auf diese Weise vor ihrem Eintritt in die Vorkalzinierungskammer erwärmt wird.The heat exchanger 22 enables an indirect heat exchange between two fluids and has two independent circuits, one of which (the warm circuit) is flowed through by warm air emerging from the cooler. The heat exchanger is a dedusting cyclone 26 upstream to avoid the risk of wear and tear on the heat exchange surfaces and clogging of the circuit of the heat exchanger. The other circuit (the cold circuit) of the heat exchanger 22 is of air supplied by the blower 20 flows through it, which in this way before its entry into the precalcination chamber is heated.
Der Wärmeaustauscher 24 kann für indirekten Wärmeaustausch ausgebildet sein, wobei der kalte Kreislauf dieses Wärmeaustauschers also von kalter, der Atmosphäre entnommener Luft durchströmt wird, die danach, wie dargestellt, im Kühler verwendet wird.The heat exchanger 24 can be designed for indirect heat exchange, with the cold circuit of this heat exchanger that is, cold air, taken from the atmosphere, flows through it and then, as shown, in the cooler is used.
Dank dieser Anordnung weist die das Gebläse durchströmende Luft eine ausreichend niedrige Temperatur auf, so daß das Gebläse nicht beschädigt wird, und die Temperatur der der Vorkalzinierungskammer zugeführten Luft bleibt relativ hoch.Thanks to this arrangement, the air flowing through the fan has a sufficiently low temperature that the Fan is not damaged and the temperature of the air supplied to the precalcination chamber remains relative high.
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Abgesehen von den thermischen Verlusten ist die Temperatur der in die Vorkalzinierungskammer geführten Sekundärluft gleich der Temperatur der aus dem Kühler 16 austretenden Luft, vermindert um den Temperaturabfall T im Wärmeaustauscher 24.Apart from the thermal losses, this is the temperature of the secondary air fed into the precalcination chamber equal to the temperature of the air exiting the cooler 16, reduced by the temperature drop T in the heat exchanger 24.
Wenn beispielsweise T mit 1OO°C angenommen wird, wobei die Temperatur der Luft am Auslaß des Kühlers 77O0C beträgt, und wenn im Bereich des Gebläses eine Temperatur von 4-0O0C vorgeschrieben ist, ergeben sich folgende Temperaturen an den charakteristischen Stellen des Kreislaufes:If, for example, T is assumed to be 100 ° C., the temperature of the air at the outlet of the cooler being 77O 0 C, and if a temperature of 4-0O 0 C is prescribed in the area of the fan, the following temperatures result at the characteristic points of the Cycle:
- Einlaß des warmen Kreislaufes des Wärmeaustauschers 22- Inlet of the warm circuit of the heat exchanger 22
... 77O0C.... 77O 0 C.
- Auslaß des warmen Kreislaufes des Wärmeaustauschers 22The outlet of the warm circuit of the heat exchanger 22
... 50O0C.... 50O 0 C.
- Auslaß des Wärmeaustauschers 24 ... 4000C.- Outlet of the heat exchanger 24 ... 400 0 C.
- Auslaß des kalten Kreislaufes des Wärmeaustauschers 22- The cold circuit outlet of the heat exchanger 22
... 67O0C.... 67O 0 C.
Durch einen Schieber 28 kann die die Vorkalzinierungskammer speisende Sekundärluftmenge und daher die Verteilung der Luft des Kühlers 16' zwischen dieser Kammer und dem Ofen geregelt werden.By means of a slide 28, the amount of secondary air feeding the precalcination chamber and therefore the distribution of the Air from the cooler 16 'can be regulated between this chamber and the furnace.
Der Temperaturabfall T kann geregelt werden, um die Temperatur.der Luft im Bereich des Gebläses auf einem Sollwert zu halten, beispielsweise durch Regulierung der Menge des Kühlfluids.The temperature drop T can be regulated to adjust the temperature To keep air in the area of the fan at a target value, for example by regulating the amount of Cooling fluids.
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Der Wärmeaustauscher 24 kann durch einen Dampfkessel ersetzt werden, welcher Wasserdampf mit niedrigem Druck erzeugt, um aus dem ausschlaggebenden großen Temperaturunterschied bei dem guten Wärmeaustauschkoeffizienten des Wassers Nutzen.zu ziehen.The heat exchanger 24 can be replaced by a steam boiler which generates water vapor at low pressure, around from the decisive large temperature difference with the good heat exchange coefficient of the water Use. To draw.
Bei einer Abwandlung kann der Wärmeaustauscher fortfallen, wobei die zusätzliche Kühlung durch Verdünnung des Luftstromes mit Hilfe eines kalten Fluids ausgeführt wird. Dieses kalte Fluid kann Luft oder zerstäubtes Wasser sein; im letzteren Falle ist die Verdampfungswärme nicht zurückzugewinnen, aber im Betrieb sind die Wassermengen viel geringer, als wenn ein Dampfkessel verwendet wird, und damit die Investierungskosten niedriger.In the case of a modification, the heat exchanger can be omitted, with additional cooling by diluting the air flow is carried out with the aid of a cold fluid. This cold fluid can be air or atomized water; in the latter case the heat of evaporation cannot be recovered, but in operation the amounts of water are much smaller than when a steam boiler is used, and thus the investment costs are lower.
Diese zusätzliche Kühlung kann auch dadurch erreicht werden, daß die Luft mit dem ungebrannten und kalten Material in Berührung gebracht wird, wie es in Figo 2 veranschaulicht ist. Bei dieser Variante ist der Auslaß des warmen Kreislaufes des Wärmeaustauschers 22 mit dem unteren Ende einer vertikalen Leitung 34 verbunden, deren oberes Ende an den Einlaß eines Zyklons 36 angeschlossen ist; der Auslaß dieses Zyklons ist mit der Saugseite des Gebläses 20 verbunden» Ein Teil des zu verarbeitenden ungebrannten Materials wird bei A in die Leitung 34» der andere Teil bei A1 in den Vorwärmer 14 eingeführt. Die Leitung 34 und der Zyklon 36 stellen einen Wärmeaustauscher dar, in dem die Luft durch das im Luftstrom schwebende Material gekühlt wird. ImThis additional cooling can also be achieved in that the air is brought into contact with the unfired and cold material, as is illustrated in FIG. In this variant, the outlet of the warm circuit of the heat exchanger 22 is connected to the lower end of a vertical duct 34, the upper end of which is connected to the inlet of a cyclone 36; the outlet of this cyclone is connected to the suction side of the blower 20. Part of the unfired material to be processed is introduced into line 34 at A and the other part into preheater 14 at A 1. The line 34 and the cyclone 36 represent a heat exchanger in which the air is cooled by the material suspended in the air stream. in the
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Zyklon 36 wird das erwärmte Material vom Luftstrom getrennt und dann in den Vorwärmer eingeführt. Die in dieser Weise gekühlte Luft durchströmt das Gebläse 20, wird dann im Wärmeaustauscher 22 wieder erwärmt, bevor sie der Vorkaizinierungskammer 12 zugeführt wird.Cyclone 36 separates the heated material from the air stream and then introduces it into the preheater. That way Cooled air flows through the fan 20, is then reheated in the heat exchanger 22 before it reaches the precaizing chamber 12 is supplied.
Bei der Abwandlung gemäß Fig. 3 strömt die aus dem Kühler 16 für den Klinker austretende Luft durch einen Wärmeaustauscher 30, wo sie einen Teil ihrer Kalorien durch indirekten Wärmeaustausch an die Frischluft abgibt, welche als Sekundärluft in der Yorkalzinierungskammer 12 verwendet wird. Am Auslaß des Wärmeaustauscher 30 wird die gekühlte Luft in den Kühler 16 zurückgeführt» Die in der Kammer 12 verwendete Sekundärluft wird durch ein dem Wärmeaustauscher vorgeschaltetes Gebläse 32 zur Kammer 12 gefördert.In the modification according to FIG. 3, the flows out of the cooler 16 for the clinker exiting air through a heat exchanger 30, where it takes some of its calories through indirect Gives heat exchange to the fresh air, which is used as secondary air in the Yorkalzinierungskammer 12 will. At the outlet of the heat exchanger 30, the cooled air is returned to the cooler 16. The one in the chamber 12 The secondary air used is conveyed to the chamber 12 by a fan 32 connected upstream of the heat exchanger.
Beispielsweise kann die Sekundärluft mit Hilfe von dem Kühler entnommener Luft mit einer Temperatur von 77O0O von 20° auf 67O0C erhitzt werden, wobei diese Luft den Wärmeaustauscher 30 mit etwa 1200O verläßt.For example, the secondary air with the aid of the radiator of removed air can be heated to 67o C 0 having a temperature of 77O 0 O of 20 °, which air leaves the heat exchanger 30 at about 120 0 O.
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