DE2629082A1 - Verfahren und anlage zur waermebehandlung von feingut - Google Patents
Verfahren und anlage zur waermebehandlung von feingutInfo
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Description
P 3572
Polysius AG, Neubeckuiti
Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von Feingut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Wärmebehandlung von Feingut, das zunächst in einer
ersten Zone vorerhitzt, dann in einer zweiten Zone durch Passieren einer Flamme auf Endbehandlungstemperatur erhitzt
und anschließend in einer dritten Zone von den heißen Abgasen der zweiten Zone getrennt wird, wobei
fester oder flüssiger Brennstoff zur Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten Wärmeenergie verwendet wird
und die heißen Abgase der zweiten Zone zur Vorerhitzung des Gutes in der ersten Zone benutzt werden.
Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist beispielsweise durch die DT-PS 1 807 292 der Anmelderin
bekannt. Es ermöglicht ein Hochtemperaturbrennen von Feingut in einem Gasstrom auf kurzer Länge und gestattet
damit die Erzielung großer Durchsatzleistungen bei einer
sehr einfach gestalteten Brenn- bzw. Sinterkammer, d.h. mit geringem baulichen Aufwand. Wesentlich für die Erzielung
einer gleichmäßigen Wärmebehandlung aller Feingutteilchen ist dabei vor allem, daß das gleichmäßig
vorerhitzte Feingut in einer genau definierten kurzen Zeit die Zone' höchster Temperatur passiert.
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Dieses von der Anmelderin entwickelte Verfahren hat sich hervorragend für die Wärmebehandlung von Feingut
der verschiedensten Art bewährt, beispielsweise für das Brennen bzw. Sintern von Zementrohmaterial, Kalk, Dolomit,
Magnesit, Tonerdehydrat usw. Dabei erfolgte bisher die Wärmebehandlung in der zweiten Zone (d.h. in der
Hochtemperaturzone) mit gasförmigen Brennstoffen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art dahin weiterzuentwickeln,
daß zur Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten Wärmeenergie auch fester oder flüssiger
Brennstoff verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zur Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten
Wärmeenergie verwendete feste oder flüssige Brennstoff zunächst ent- bzw. vergast wird und die hierbei
entstehenden brennbaren Gase der zweiten Zone zugeführt werden. '
Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen wurde zunächst fester oder flüssiger Brennstoff unmittelbar
in der zweiten Zone zur Erzeugung der Brennerflamme eingesetzt. Dabei stellte sich heraus, daß sich
feste oder flüssige Brennstoffteilchen vielfach an den Feingutpartikeln festsetzen, teilweise von den Feingutpartikeln
absorbiert werden (öltröpfchen werden beispielsweise aufgesaugt) und sich damit einer schnellen
Verbrennung entziehen. Die Folge hiervon ist ein verhältnismäßig hoher Kohlenstoffgehalt im Fertigprodukt,
was in vielen Fällen (beispielsweise bei der Kalzination von Tonerdehydrat) unerwünscht ist.
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Passiert das Feingut in der zweiten Zone eine durch festen oder flüssigen Brennstoff erzeugte Flamme und
setzen sich feste oder flüssige Brennstoffteilchen an den Feingutpartikeln fest, so kommt es ferner in großem
Umfang zu einer Verbrennung des Brennstoffes unmittelbar am Feingutteilchen, was Verkokungen und Rußbildung zur
Folge hat und vielfach zu einem Überbrennen der betreffenden Feingutteilchen und einer entsprechenden Verminderung
der Produkt-Qualität führt. In manchen Fällen übt das zu brennende Feingut sogar einen katalytischen Effekt
auf den bei der Verbrennung von festem oder flüssigem Brennstoff auftretenden Crack-Prozeß aus, was die Koksbildung
und damit die unerwünschte Erhöhung des Kohlenstoff gehaltes im Endprodukt unterstützt.
Diese Nachteile werden nun erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der feste oder flüssige Brennstoff zunächst
ent- bzw. vergast wird und die hierbei entstehenden brennbaren Schwelgase zur Erzeugung der vom
Feingut durchsetzter* Flamme in der zweiten Zone (Hochtemperaturzone)
benutzt werden. Man erreicht damit eine besonders gleichmäßige Hochtemperaturbehandlung des Feingutes
auf einer verkürzten Reaktionsstrecke und gelangt zu einem Endprodukt mit einem in erwünschter We'ise niedrigen
Kohlenstoffgehalt. Dabei können für die Entgasung des festen Brennstoffes bzw. für die Vergasung des
flüssigen Brennstoffes alle bekannten Verfahren (unter Zufuhr von Fremdwärme oder Ausnutzung von Eigenwärme)
verwendet werden, wobei in bekannter Weise beim Ent- oder Vergasen auch Wasserdampf eingesetzt werden kann.
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Wird das Feingut nach Trennung von den heißen Abgasen der zweiten Zone in einer vierten Zone gekühlt,
so ist es zur Erzielung einer guten Wärmewirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens günstig, wenn zur
Ver- bzw. Entgasung des Brennstoffes Abluft der Kühlzone verwendet wird.
Wie aus dem Obigen hervorgeht, ist das erfindungsgemäße
Verfahren vorteilhaft besonders in den Fällen einzusetzen, in denen das Endprodukt einen bestimmten Kohlenstoffgehalt
nicht überschreiten soll, beispielsweise zur Kalzination von Tonerdehydrat.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch beispielsweise
auch zur Reduktion von feinkörnigem Erz benutzt werden, wobei in der zweiten Zone (Hochtemperaturzone)
ein für den Reduktionsprozeß ausreichender Luftunterschuß
eingestellt wird.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird ein einstellbarer Teil des in der dritten Zone von den heißen Abgasen der zweiten Zone getrennten
Gutes in die zweite Zone zurückgeführt und passiert dort erneut die Flamme. Die einzelnen Feingutteilchen durchlaufen
auf diese Weise (im statistischen Mittel) mehrfach die Brenn- bzw. Sinterzone, was die Gleichmäßigkeit des
Endproduktes noch weiter verbessert. In diesem Sinne kann es auch vorteilhaft sein, wenn die zweite Zone mehrere
mit je einem Brenner ausgerüstete, vom Feingut nacheinander durchsetzte Stufen enthält.
Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung veranschaulicht
.
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Die dargestellte Anlage dient beispielsweise zum Kalzinieren von Tonerdehydrat und verwendet schweres Heizöl
als Brennstoff.
Die Anlage enthält eine zur Vorerhitzung des Feingutes dienende erste Zone, bestehend aus den Zyklonen 1 und 2.
Die zur Erhitzung des Gutes auf Endbehandlungstemperatur dienende zweite Zone enthält im wesentlichen ein Brennerrohr
3 mit einem Ringbrenner 4. Zur Trennung des Gutes von den heißen Abgasen der zweiten Zone dient ein die dritte
Zone bildender Zyklon 5. Eine vierte Zone (Kühlzone) besteht aus den Zyklonen 6 und 7. Zur Anlage gehört weiterhin
noch eine Einrichtung 8 zur Vergasung des flüssigen Brennstoffs.
Die Verbindung der genannten Anlagenteile durch Gas- und Gutleitungen geht aus der Zeichnung hervor. Die die
beiden Zyklone 6 und 7 der Kühlzone verbindende Kühlluftleitung 9 ist über eine Abzweigleitung 10 mit der Ein-
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richtung 8 zur Vergasung des Brennstoffes verbunden. In den beiden genannten Leitungen 9 und 10 sind Einstellorgane 11, 12 zur Einstellung der Kühlluftanteile vorgesehen, die vom Zyklon 6 einerseits über die Leitung 9 zum Zyklon 7 und andererseits über die Leitung 10 zur Einrichtung 8 geführt werden.
richtung 8 zur Vergasung des Brennstoffes verbunden. In den beiden genannten Leitungen 9 und 10 sind Einstellorgane 11, 12 zur Einstellung der Kühlluftanteile vorgesehen, die vom Zyklon 6 einerseits über die Leitung 9 zum Zyklon 7 und andererseits über die Leitung 10 zur Einrichtung 8 geführt werden.
Die zur Vergasung des Brennstoffes dienende Einrichtung 8 ist über eine Leitung 13 mit dem Ringbrenner 4 verbunden.
In das Brennerrohr 3, dessen unteres Ende mit dem Abluftanschluß des Zyklons 7 verbunden ist, mündet ferner
die Gutaustragsleitung 14 des Zyklons 2 ein. Abgasseitig
mündet das Brennerrohr 3 in den Zyklon 5.
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Vom Zyklon 5 führt einerseits eine Gutaustragsleitung
15 zur Leitung 9, die den Zyklon 6 der Kühlzone mit dem Zyklon 7 verbindet. Eine weitere Gutaustragsleitung 16
führt vom Zyklon 5 zum Brennerrohr 3. Eine in der Zeichnung nicht veranschaulichte Verteilereinrichtung ermöglicht
es, die auf die Leitungen 15 und 16 entfallenden Gutanteile in einem gewünschten Verhältnis einzustellen.
Die vom Zyklon 5 zum Zyklon 2 führende Gasleitung 17
ist mit einem Zusatzbrenner 18 versehen.
Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Anlage ist folgendermaßen:
Der Einrichtung 8 wird bei 19 flüssiger Brennstoff und durch die Leitung 10 erhitzte Kühlerabluft zugeführt.
Der Brennstoff wird hierdurch vergast; die Schwelgase gelangen über die Leitung 13 zum Ringbrenner 4, dem ggf.
bei 20 noch Primärluft zugesetzt werden kann. Dadurch wird im Brennerrohr 3 einö Flamme 21 erzeugt, der vom Zyklon
Kühlerabluft als Sekundärluft zuströmt.
Das Feingut, beispielsweise Tonerdehydrat, wird bei in die vom Zyklon 2 zum Zyklon 1 führende Leitung 23 aufgegeben,
gelangt in bekannter Weise mit den Abgasen des Zyklons 2 zum Zyklon 1, wird dort abgeschieden und über
die Gutaustragsleitung 24 in die Leitung 17 eingeführt. Der Gasstrom in dieser Leitung 17 wird durch den Brenner
aufgeheizt. Das auf diese Weise in den Zyklonen 1 und 2 und den zugehörigen Gasleitungen vorerhitzte Feingut gelangt
durch die Gutaustragsleitung 14 in das Brennerrohr 3, wird dort vom aufsteigenden Gasstrom nach oben mitgenommen
(Pfeil 25) und passiert die Flamme 21 in einer definierten kurzen Zeit. Nach Abscheidung im Zyklon 5 gelangt ein Teil
über die Leitung 16 erneut in das Brennerrohr 3, während der
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Rest des Feingutes über die Leitung 15 in die Kühlzone gelangt. Dort durchsetzt das Feingut nacheinander die
Zyklone 7 und 6 und wird schließlich bei 26 aus der Anlage abgezogen. Die Kühlluft wird bei 27 zugeführt. Die Abgase
verlassen die Anlage bei 28.
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Claims (10)
- PatentansprücheVerfahren zur Wärmebehandlung von Feingut, das zunächst in einer ersten Zone vorerhitzt, dann in einer zweiten Zone durch Passieren einer Flamme auf Endbehandlungstemperatur erhitzt und anschließend in einer dritten Zone von den heißen Abgasen der zweiten Zone getrennt wird, wobei fester oder flüssiger Brennstoff zur Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten Wärmeenergie verwendet wird und die heißen Abgase der zweiten Zone zur Vorerhitzung des Gutes in der ersten Zone benutzt werden, dadurch gekennzeichnet , daß der zur Erzeugung der in der zweiten Zone benötigten Wärmeenergie verwendete feste oder flüssige Brennstoff zunächst ent- bzw. vergast wird und die hierbei entstehenden brennbaren Gase der zweiten Zone zugeführt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Feingut nach Trennung von den heißen Abgasen der zweiten Zone in einer vierten Zone gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ent- bzw. Vergasung des Brennstoffes Abluft der Kühlzone verwendet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur Wärmebehandlung von Feingut, dessen Endprodukt einen bestimmten Kohlenstoffgehalt nicht überschreiten soll, beispielsweise zur Kalzination von Tonerdehydrat.709882/0056ORIGINAL INSPECTED
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur Reduktion von feinkörnigem Erz, wobei in der zweiten Zone ein für den Reduktionsprozeß ausreichender Luftunterschuß eingestellt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Teil des in der dritten Zone von den heißen Abgasen der zweiten Zone getrennten Gutes in die zweite Zone zurückgeführt wird und dort erneut die Flamme passiert.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zone mehrere mit je einem Brenner ausgerüstete, vom Feingut nacheinander durchsetzte Stufen enthält.
- 7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Vorerhitzung dienende, mehrstufige erste Zone durch wenigstens zwei Zyklone (1, 2), die zur Erhitzung des Gutes auf Endbehandlungstemperatur dienende zweite Zone durch ein Brennerrohr (3), die zur Trennung des Gutes von den heißen Abgasen dienende dritte Zone durch einen Zyklon (5) und die zur Kühlung des Gutes dienende, mehrstufige vierte Zone durch wenigstens zwei Zyklone (6, 7) gebildet wird.709882/0058
- 8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Zyklone (6, 7) der Kühlzone verbindende Kühlluftleitung (9) über eine Abzweigleitung(10) mit einer Einrichtung (8) zur Ent- bzw. Vergasung des festen oder flüssigen Brennstoffes verbunden ist, wobei Einstellorgane (11, 12) zur Einstellung des über die Abzweigleitung geführten
Kühlluftanteiles vorgesehen sind. - 9. Anlage nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die zweite Zone bildende, horizontal oder vertikal angeordnete Brennerrohr (3) an den Abluftanschluß des zweiten Zyklons (7) der Kühlzone angeschlossen und mit einem Ringbrenner (4) versehen ist.
- 10. Anlagenach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Zyklon (5) der dritten Zone zu dem hiermit verbundenen Zyklon (2) der ersten Zone führende Gasleitung (17) mit einem Zusatzbrenner (18) versehen ist.709882/0056
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OC | Search report available | ||
OGA | New person/name/address of the applicant | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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