DE2558722A1 - IMPROVEMENTS TO PLANTS FOR THE PRODUCTION OF CEMENT IN THE DRY PROCESS BY RECOVERING THE ENERGY LOST BY THE EXHAUST GASES - Google Patents
IMPROVEMENTS TO PLANTS FOR THE PRODUCTION OF CEMENT IN THE DRY PROCESS BY RECOVERING THE ENERGY LOST BY THE EXHAUST GASESInfo
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Description
2 K Dez. 1S752 K Dec. 1S75
Akte: P 7891File: P 7891
FIVES-OAIL BABOOCK SoA.
P ar i s/i1 r ankr e ichFIVES-OAIL BABOOCK SoA.
P ar is / i 1 r ankr e i
Verbesserungen an Anlagen zur Herstellung von Zement
im Trockenverfahren durch Wiedergewinnung der
durch die Abgase verlorenen EnergieImprovements to plants for the production of cement
in the dry process by recovering the
energy lost by the exhaust gases
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Zement im Trockenverfahren
in Anlagen mit einem Drehrohrofen, einem Vorwärmer mit mehreren Stufen, wo das fein verteilte Material im Schwebezustand
in den Abgasen des Ofens gehalten ist, wobei das
Material und die Abgase im Gegenstrom zwischen den Stufen
zirkulieren, und mit einem Kühler für den Klinker, wobei die erforderlichen Kalorien von einem am Ende des Ofens nahe dem
Kühler angeordneten Brenner geliefert werden.The invention relates to the production of cement in the dry process in plants with a rotary kiln, a preheater with several stages, where the finely divided material is held in suspension in the exhaust gases of the furnace, the
Material and the exhaust gases in countercurrent between the stages
circulate, and with a cooler for the clinker, the required calories being supplied by a burner located at the end of the furnace near the cooler.
60 98 2 8/0685 orig.nal inspected60 98 2 8/0685 orig.nal inspected
Bei diesen Anlagen geht ein Teil der als Wärme vom Brenner gelieferten Energie durch die Abgase verloren, die den Torv/ärmer mit Temperaturen zwischen 300 und 35O°G verlassen.In these systems, part of the heat goes from the burner as heat The energy supplied is lost through the exhaust gases, which leave the Torv / poorer with temperatures between 300 and 35O ° G.
Wenn auch diese Abgase zum Trocknen des Rohmaterials benutzt werden können, findet diese Ausnutzung im allgemeinen nicht fortlaufend statt, und die Abgase werden oft durch Einspritzen von Y/asser gekühlt, bevor sie entstaubt und ausgeschieden werden.Although these exhaust gases can also be used to dry the raw material, this is generally not used takes place continuously, and the exhaust gases are often cooled by injecting Y / ater before they are dedusted and discharged will.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verfügbare Wärmemenge in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die Möglichkeit gegeben ist, diese Wärmemenge völlig oder teilweise zum Trocknen des ungebrannten Materials auszunutzen, wenn es erforderlich ist, und zusätzlich den Bedarf an Einspritzwasser zum Kühlen der Abgase vor ihrer elektrostatischen Entstaubung wesentlich zu reduzierenThe invention is based on the object of converting the amount of heat available into electrical energy, the It is possible to fully or partially use this amount of heat to dry the unfired material, if necessary, and in addition the need for injection water to cool the exhaust gases before their electrostatic Significantly reduce dust removal
Die erfindungsgemäßen Verbesserungen bestehen darin, zwischen zwei Stufen des Vorwärmers einen Dampfkessel anzuordnen und gegebenenfalls dem Ofen einen im Verhältnis zu der für die Herstellung des Klinkers notwendigen Wärmemenge geringen Überschuß an Kalorien zuzuführen, so daß der Dampfkessel durch Abgase von relativ hoher, über 4000O liegender Temperatur geheizt wird»The improvements according to the invention consist in arranging a steam boiler between two stages of the preheater and, if necessary, supplying the furnace with a small excess of calories in relation to the amount of heat required for the production of the clinker, so that the steam boiler is relieved by exhaust gases of relatively high, over 400 0 O lying temperature is heated »
Das Speisewasser für den Dampfkessel kann mittels der AbgaseThe feed water for the steam boiler can by means of the exhaust gases
- 3 609828/0885 - 3 609828/0885
erhitzt werden, welche aus einer auf der Bahn der Abgase dem Dampfkessel nachgeschalteten Stufe des Vorwärmers austreten. are heated, which from one on the path of the exhaust gases exit the preheater stage downstream of the steam boiler.
Wenn der Vorwärmer als Zyklonenvorwärmer ausgebildet ist, ist er, in der Bewegungsrichtung des Materials gesehen, vorzugsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Zyklon angeordnet, wobei der Erhitzer für das Speisewasser des Dampfkessels durch die aus dem ersten Zyklon austretenden Abgase geheizt wird; das Rohmaterial wird dann in die den Dampfkessel mit dem ersten Zyklon verbindende Leitung eingeführt.If the preheater is designed as a cyclone preheater, it is, viewed in the direction of movement of the material, preferably arranged between the first and the second cyclone, the heater for the feed water of the steam boiler is heated by the exhaust gases emerging from the first cyclone; the raw material is then put into the the steam boiler with the first cyclone connecting pipe introduced.
Bei niedrigem Feuchtigkeitsgehalt des ungebrannten Materials (2 oder 3 %) kann die Trocknung durch die Überschußluft des Kühlers erfolgen, und das System Vorwärmer-Dampfkessel ist in seinem ganzen Bereich von den. gesamten Abgasen durchströmt. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt höher ist, wird ein Teil der Abgase am Auslaß des zweiten, dem Dampfkessel vorgeschalteten Zyklon entnommen und zur Mahl/Trocken-Vorrichtung geführteIf the moisture content of the unfired material is low (2 or 3%), drying can be carried out using the excess air of the And the system is preheater-steam boiler in its whole range of the. flows through all exhaust gases. When the moisture content is higher, it becomes a Part of the exhaust gases are taken at the outlet of the second cyclone upstream of the steam boiler and to the grinding / drying device guided
Die Erfindung betrifft ebenfalls Anlagen mit den im vorstehenden genannten Verbesserungen·The invention also relates to systems with the improvements mentioned above
Ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben., Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage·A non-limiting embodiment is shown in the drawing and is described in more detail below., The only figure in the drawing shows the scheme of a system according to the invention.
609828/0885 - 4 -609828/0885 - 4 -
Diese Anlage weist einen Vorwärmer mit vier Zyklonen 1 bis 4, einen Drehrohrofen 12 und einen Kühler 14 für den Klinker auf.This system has a preheater with four cyclones 1 to 4, a rotary kiln 12 and a cooler 14 for the clinker on.
Auf dem Y/ege der Abgase zwischen den Zyklonen 1 und 2 ist ein Dampfkessel 16 angeordnete Das Speisewasser für diesen Dampfkessel wird durch die aus dem Zyklon 1 austretenden Abgase in einem Erhitzer 18 erwärmt. Der in dem Dampfkessel erzeugte Dampf wird zu einer einen Wechselstromgenerator antreibenden Turbine 20 geführt, während das Kondenswasser über eine nicht gezeigte leitung zum Erhitzer 18 geleitet wird.On the y / ege of the exhaust gases between cyclones 1 and 2 is A steam boiler 16 is arranged. The feed water for this steam boiler is caused by the exhaust gases emerging from the cyclone 1 heated in a heater 18. The steam generated in the boiler becomes an alternator driving turbine 20, while the condensed water is passed to the heater 18 via a line not shown will.
Am Auslaß des Zyklons 2 kann durch eine Abzweigleitung 22 ein Teil der Abgase zu einer Drehrohrmühle 24 abgezogen werden, in der der Rohstoff gemahlen und getrocknet wird. Die Mühle wird vom Kühler 14 mit Heißluft versorgt, in dem der aus dem Ofen austretende Klinker durch von einem Gebläse gelieferte Frischluft gekühlt wird; die Mühle erhält nur einen Teil der auf diese Weise erzeugten Heißluft, während der andere Teil als Sekundärluft im Ofen 12 verwendet wird. Durch eine Drosselklappe 28 in der Abzweigleitung 22 kann die Menge der zur Mühle geführten Abgase geregelt und der Vorwärmer von der Mühle getrennt werden. Das in der Mühle 24 gemahlene und getrocknete Rohmaterial wird in Silos gelagert, von wo es zur Einführung in die den Dampfkessel 16 mit dem Zyklon 1 verbindende. Leitung abgezogenAt the outlet of the cyclone 2, a branch line 22 some of the exhaust gases are drawn off to a rotary tube mill 24 in which the raw material is ground and dried. the The mill is supplied with hot air from the cooler 14, in which the clinker emerging from the furnace is blown by a fan fresh air supplied is cooled; the mill receives only part of the hot air generated in this way while the other part is used as secondary air in the furnace 12. By a throttle valve 28 in the branch line 22 can regulate the amount of exhaust gases fed to the mill and separate the preheater from the mill. The raw material ground and dried in the mill 24 is stored in silos, from where it is fed into the Steam boiler 16 with the cyclone 1 connecting. Line withdrawn
609828/0685 . " 5 "609828/0685. " 5 "
wirdο Die Abgase des Ofens, die nacheinander die Zyklone 4, 3 und 2, den Dampfkessel 16 und den Zyklon 1 passieren, nehmen das ungebrannte Material in den Zyklon 1 mit, wo es vom Gasstrom getrennt wird, um in die die Zyklone 2 und 3 verbindende Leitung eingeführt zu werden, in welcher die abgase zirkulieren, die es in den Zyklon 2 mitnehmen. Das Rohmaterial passiert also nacheinander alle Zyklone, bevor es in den Ofen eingeführt wird, wobei es auf immer wärmere Abgase trifft, so daß ein Wärmeaustausch im Gegenstrom stattfindet.o The exhaust gases from the furnace, which one after the other the cyclones 4, 3 and 2, the steam boiler 16 and the cyclone 1 pass, take the unfired material into the cyclone 1, where it is separated from the gas flow to be introduced into the line connecting the cyclones 2 and 3, in which the exhaust gases circulate, which take it with them into cyclone 2. So the raw material passes through all cyclones one after the other before it is introduced into the furnace, where it meets increasingly warmer exhaust gases, so that a heat exchange in countercurrent takes place.
Durch die Zentrale für die Energieerzeugung, bestehend aus dem Dampfkessel 16 und der Turbine 20, kann ein merklicher rfeil der Warme der Abgase in Arbeitsenergie umgewandelt und kann ihre Temperatur im Kamin 30 auf etwa 20O0G gesenkt werden» Es wird auf diese Weise überhitzter Dampf mit einem Druck zwischen 30 und 60 Bar und einer Temperatur zwischen 300 und 4000G erzeugteBy the Office for the power generation, consisting of the boiler 16 and the turbine 20, a noticeable r filing of the heat of the exhaust gases can be converted into work energy and its temperature in the chimney 30 to about 20O 0 G are lowered "It is superheated in this manner Steam with a pressure between 30 and 60 bar and a temperature between 300 and 400 0 G generated
Wenn der Peuchtigkeitsanteil des Rohmaterials gering ist, etwa 2 bis 3 c/o, kann die Trocknung allein durch die Luft des Kühlers erfolgen. In diesem Fall durchströmt die gesamte !!enge der Abgase des Ofens den Dampfkessel und es können ohne Erhöhung des Brennstoffverbrauches etwa 4-0 kWh pro Tonne Klinker erzeugt werden«,If the moisture content of the raw material is low, about 2 to 3 c / o, drying can be carried out solely by the air from the cooler. In this case, the entire tightness of the furnace's exhaust gases flows through the steam boiler and around 4-0 kWh per ton of clinker can be generated without increasing fuel consumption «,
Um ungebranntes Hat er i al mit etwa 6 °/o Wassergehalt zu trock-In order to dry unfired hats with a water content of about 6 per cent.
_. g _ 609828/0685_. g _ 609828/0685
ilen, werden etwa 30 ψ der Abgase zwischen Zyklon 2 und den Dampfkessel entnommen, mit der Luft des Kühlers gemischt, und der Hahl/Trocken-Vorrichtung zugeführto Die Anlage zur Erzeugung von Elektrizität kann dann auf halbe Last eingestellt werden.ilen, about 30 ψ of the exhaust gases between Zyklon 2 and the steam boiler are taken, mixed with the air from the cooler, and fed to the Hahl / Drying device o The system for generating electricity can then be set to half load.
Ebenso kann Material mit etwa 8 ^ Wassergehalt getrocknet werden, indem 50 -p der Abgase entnommen werden und der Generator zu einem Viertel belastet wird.Likewise, material with a water content of about 8 ^ can be dried by taking 50 -p of the exhaust gases and putting a quarter of the load on the generator.
Alles dies erfolgt mit einer geringen Erhöhung (etwa 2 fi) des Verbrauches des Ofens gegenüber dem herkömmlichen Viert.All of this is done with a small increase (about 2 fi) in the consumption of the furnace compared to the conventional fourth.
Es kann auch der Dampfkessel zwischen den Zyklonen 2 und 3 angeordnet werden, um die Energieerzeugung zu erhöhen. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, den Brennstoffverbrauch gegenüber dem vorhergehenden Fall wesentlich zu erhöhen, damit das Material bei seinem Eintritt in den Ofen auf die Solltemperatur gebracht wird» Dieser zusätzliche Kalorienverbrauch kommt nicht in einer Erhöhung der gesamten durch die Anlage verbrauchten Leistung zum Ausdruck, denn die gelieferten Überschuß-Kalorien können in Form von elektrischer Energie mit niedrigem G-estehungspreis zurückgewonnen werden, die in der Anlage wieder verwertbar ist„There can also be the steam boiler between cyclones 2 and 3 be arranged to increase energy production. In this case, however, it is necessary to reduce the fuel consumption compared to the previous case to increase significantly so that the material as it enters the furnace is brought to the target temperature »This additional calorie consumption does not result in an increase in the total expressed by the system consumed power, because the supplied excess calories can be in the form of electrical energy recovered at a low cost price that can be recycled in the system "
Zur Rückgewinnung der Kalorien der Abgase sind schon verschiedene andere Lösungen vorgeschlagen worden; sie sind aber im allgemeinen kompliziert und können auf bestehendeVarious other solutions have been proposed for recovering the calories of the exhaust gases; they are but generally complicated and can be based on existing ones
609828/0685 _ ? _609828/0685 _ ? _
— ν -- ν -
Anlagen nur unter Vornahme "bedeutender Veränderungen angewendet werdenο Die im vorstehenden vorgeschlagene Lösung hat den Vorteil, einfach und auf eine "bestehende Anlage leicht anwendbar zu seino Plants only making "significant changes applied werdenο proposed in the above solution has the advantage of being simple and to a" to be easily applicable existing plant o
- 8 609 82 8/0685- 8 609 82 8/0685
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