DE2550469A1

DE2550469A1 - Anlage zum brennen oder sintern von feinkoernigem gut

Info

Publication number: DE2550469A1
Application number: DE19752550469
Authority: DE
Inventors: Peter Wolfgang Dipl Ing Boehm; Gerhard Butschko; Erich Dipl Ing Lankes; Horst Dr Ing Ritzmann; Paul Dr Ing Weber
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1975-11-10
Publication date: 1977-05-18
Also published as: DE2550469C2

Description

Polysius AG, Neubeckum
Anlage zum Brennen oder Sintern von feinkörnigem Gut Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Brennen oder Sintern von feinkörnigem Gut, wie Tonerde, Kalk, Dolomit, Magnesit oder dergleichen, mit einer durch die heißen Abgase einer Brennzone beheizten Vorerhitzungszone, einer mit einem Abscheider zu einer Zirkulations-Verkeilstufe verbundenen Brennzone sowie mit einer Kühlzone, wobei ein Teil des im Abscheider abgeschiedenen Gutes abgezogen und der Kühlzone zugeführt wird, während der übrige Ttil des Gutes erneut in die Brennzone eingeführt wird.
Eine Anlage der vorstehend genannten Art zum Brennen oder Sintern von feinkörnigem Gut, insbesondere zur Kalzination von Tonerde, ist beispielsweise aus Aufbereitungs-Technik, 12/1974, S. 678 bis 679 sowie durch die DT-PS 1 092 889 und 1 146 041 bekannt.
Die Brennzone wird hierbei durch einen schachtähnlichen Wirbelschicht-Reaktor gebildet, dem im unteren Bereich das vorerhitzte Gut, Brennstoff sowie Luft zugeführt wird.
Dieser Wirbelschicht-Reaktor ist mit einem Abscheider zu einer Zirkulations-Verweilstufe verbunden, wobei das im Wirbelschicht-Reaktor gebrannte Gut aus dem oberen Bereich des Reaktors ausgetragen wird. Von dem im Abscheider abgeschiedenen Gut wird ein Teil der Kühlzone zugeführt, während der übrige Teil des Gutes erneut in den unteren Bereich des Wirbelschicht-Reaktors zurückgeleitet wird.
Eine derartige Anlage ist mit einem wesentlichen Nachteil behaftet, wenn sie zum Brennen oder Sintern von unterschiedlichem Gut benutzt werden soll. Die verschiedenen Rohmaterialien unterscheiden sich zum Teil erheblich hlnsichtlich ihrer optimalen Brennbedingungen, beispielsweise hinsichtlich der Zeitdauer der WErmebehandlung, der Höhe der Endtemperatur, des zeitlichen Temperaturanstieges (des Temperaturgradienten) usw. So gibt es beispielsweise Materialien, bei denen die Wärmebehandlung zweckmäßig zunächst durch ein kurzzeitiges scharfes Brennen und ein anschließendes, längeres Nachbrennen bei mäßiger Temperatur erfolgt, während für andere Rohstoffe beispielsweise eine längere Wärmebehandlung bei gleichmäßiger Temperatur günstiger ist.
Die eingangs geschilderte bekannte Anlage, deren Brennzone durch einen Wirbelschicht-Reaktor gebildet wird, gestattet nicht in befriedigendem Maße ein feinfühliges und damit optimales Anpassen der einzelnen Brennbedingungen an die Jeweiligen Guterfordernisse.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieses Nachteiles eine Anlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Brennbedingungen in weiten Grenzen den Jeweiligen Guterfordernissen optimal angepaßt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Brennzone zwei vom Gut nacheinander durchsetzte, gesondert beheizte Brennräume aufweist.
Auf diese Weise kann nicht nur die Wärme, die in Jedem der beiden Brennräume auf das Gut übertragen wird, optimal eingestellt werden, sondern es lassen sich auch unterschiedliche Aufenthaltszeiten des Gutes in diesen beiden Brennräumen (ggf. bei unterschiedlicher Temperatur) erreichen. Es kann damit der gesamte Verlauf des Brennvorganges, insbesondere der zeitliche Temperaturanstieg, so gewählt werden, wie dies für das Jeweils behandelte Gut optimal ist.
FUr viele Anwendungsfälle hat es sich als günstig erwiesen, die Form und Abmessungen der beiden Brennräume sowie die darin vorhandenen Gasgeschwindigkeiten so zu bemessen, daß sich im zweiten Brennraum eine höhere Gut-Konzentration sowie eine längere Aufenthaltszeit des Gutes als im ersten Brennraum einstellt.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht.
Die dargestellte Anlage, die beispielsweise zur Kalzination von Tonerde dient, enthält eine Vorerhitzungszone 1, einen Abscheider 2, eine Brennzone 3 sowie eine Kühlzone 4.
Die Vorerhitzungszone 1 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei Zyklone 5 und 6 gebildet. Die Einzelheiten dieser Vorerhitzungszone sind Jedoch für die Erfindung unwesentlich. Es können daher auch andere Einrichtungen zur Vorwärmung und Vorerhitzung des Gutes eingesetzt werden.
Die Brennzone 3 enthält zwei vom Gut nacheinander durchsetzte, gesondert beheizte Brennräume 7 und 8.
Der erste Brennraum 7 wird durch eine mit Abluft der Kühlzone 4 gespeiste und mit einem Brenner 9 versehene Gasleitung gebildet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel seitlich, etwa horizontal, in den zweiten Brennraum 8 einmündet.
Dieser zweite Brennraum 8 ist ein im wesentlichen vertikal ausgerichteter Reaktionsraum, der in seinem unteren Bereich mit Brennern 10 ausgerüstet ist, in den ferner von unten eine weitere, mit Abluft der Kühlzone 4 gespeiste Gasleitung 11 einmündet und dessen oberer Bereich über eine Gasleitung 12 mit dem Abscheider 2 verbunden ist. Der Querschnitt des Brennraumes 8 ist größer als der Querschnitt des Brennraumes 7.
Die Gutaustragsleitung 13 des Abscheiders 2 führt zu einem Verteilerorgan 14, von dem eine zum Brennraum 7 führende Leitung 15 sowie eine zur Kühlzone 4 führende Leitung 16 abgehen. In die Leitung 15 mündet die Gutaustragsleitung 17 des Zyklones 6 der Vorerhitzungszone 1 ein.
Die Funktion der dargestellten Anlage ist folgendermaßen: Das Gut wird bei 18der Vorerhitzungszone 1 aufgegeben.
Nach Abscheidung im Zyklon 5 gelangt es (Pfeil 19)in den Zyklon 6. Nach Abscheidung in diesem Zyklon wird es Uber die Leitung 17 (Pfeil 20) dem Brennraum 7 zugeführt.
In diesem ersten Brennraum 7 wird das Gut durch die vom Brenner 9 erzeugte Flamme gebrannt und gelangt (Pfeil 21) mit dem Heißgasstrom in den zweiten Brennraum 8, in dem es durch die Wirkung der Brenner 10 weiter erhitzt wird. Das Gut wird dann (Pfeil 22) mit dem Gasstrom nach oben ausgetragen und im Abscheider 2 abgeschieden (Pfeil 233.
Vom Verteilorgan 14 wird dann ein Teil des Gutes (Pfeil 24) der Kühlzone 4 zugeführt, während der übrige Teil des Gutes (Pfeil 25) zusammen mit dem vom Zyklon 6 kommenden, vorerhitzten Gut (Pfeil 20) in den Brennraum 7 gelangt.
Das Gut führt somit auf diese Weise in der von der Brennzone 3 und dem Abscheider 2 gebildeten Verweilstufe eine Zirkulation aus, deren Zeitdauer (statistisches Mittel der Zahl der Umläufe) von der Einstellung des Verteilerorganes 14 abhängt.
Von der Kühlzone 4 wird Abluft (Pfeil 26) dem ersten Brennraum 7 zugeführt. Die Heißgase (Pfeil 27) dieses Brennraumes 7 gelangen in den zweiten Brennraum 8, dem Men außerdem von der Kühlzone 4 eine einstellbare Ehlerabluft (Pfeil 28) zugeleitet wird. Aus dem Brennraum 8 treten die Gase (Pfeil 29) nach oben aus und durchsetzen anschließend (Pfeile 30, 31) die Zyklone 6 und 5 der Vorerhitzungszone 1.
Durch dosierte Brennstoffzugabe zu den Brennern 9 und 10 sowie durch geeignete Bemessung der den Brennräumen 7 und 8 zugeführten Kühlluftmengen (Pfeile 26, 28), ferner durch entsprechende Einstellung des Verteilorganes 14 lassen sich die Brennbedingungen in den beiden Brennräumen 7 und 8 den Jeweiligen Guterfordernissen optimal anpassen. Im allgemeinen wird sich im Brennraum 8 eine höhere Gut-Konzentration, eine längere Aufenthaltszeit des Gutes sowie eine geringere Sauerstoffkonzentration als im ersten Brennraum 7 einstellen.

Claims

PatentansPrüche 1. Anlage zum Brennen oder Sintern von feinkörnigem Gut, wie Tonerde, Kalk, Dolomit, Magnesit oder dergleichen, mit einer durch die heißen Abgase einer Brennzone beheizten Vorerhitzungszone, einer mit einem Abscheider zu einer Zirkulations-Verweilstufe verbundenen Brennzone sowie mit einer Kühlzone, wobei ein Teil des im Abscheider abgeschiedenen Gutes abgezogen und der Kühlzone zugefUhrt wird, während der übrige Teil des Gutes erneut in die Brennzone eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennzone (3) zwei vom Gut nacheinander durchsetzte, gesondert beheizte Brennräume (7, 8) aufweist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Brennraum (7) durch eine mit Kühlerabluft gespeiste und mit einem Brenner (9) versehene Gasleitung und der zweite Brennraum (8) durch eine an diese Gasleitung angeschlossene, gleichfalls mit wenigstens einem Brenner (10) versehene Kammer von gegenüber der Gasleitung größerem Querschnitt gebildet wird.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die den zweiten Brennraum (8) bildende Kammer eine weitere mit Kühlerabluft gespeiste Gasleitung (11) angeschlossen ist.
4. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den zweiten Brennraum (8) bildende Kammer ein im wesentlichen vertikal ausgerichteter Reaktionsraum ist, in den die den ersten Brennraum (7) bildende Gasleitung seitlich, vorzugsweise etwa horizontal, einmündet, an dessen mit Brennern (10) ausgerüsteten unteren Bereich die weitere mit Kühlerabluft gespeiste Gasleitung (11) und an dessen oberen Bereich eine das Gas-Gut-Gemisch zum Abscheider (2) führende Gasleitung (12) angeschlossen ist.
5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutaustragsleitung (17) der Vorerhitzungszone (1) sowie die Gutleitung (15), die den erneut in die Brennzone (3) zurückzuführenden Teil des abgeschiedenen Gutes führt, an die den ersten Brennraum (7) bildende Gasleitung angeschlossen sind.
6. Verfahren zum Betrieb einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Form und Abmessungen der beiden Brennräume sowie der darin vorhandenen GasgesChwindigkeiten, daß sich im zweiten Brennraum eine höhere Gutkonzentration sowie eine längere Aufenthaltszeit des Gutes als im ersten Brennraum einstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Brennraum eine höhere Sauerstoff-Konzentration als im zweiten Brennraum eingestellt wird.