DE2630907A1

DE2630907A1 - Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von alkalihaltigem zementrohgut

Info

Publication number: DE2630907A1
Application number: DE19762630907
Authority: DE
Inventors: Horst Herchenbach; Rudolf Dr Ing Kuhs; Hubert Dipl Ing Ramesohl; Kurt Schneider
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1976-07-09
Filing date: 1976-07-09
Publication date: 1978-01-12
Also published as: BR7704506A; FR2357498B1; DE2630907C2; FR2357498A1; DK310577A; US4126471A

Description

Anlage zum Patentgesuch der H 76/38

Klöckner-Humboldt-Deutz /<2i)30907

Aktiengesellschaft - ^Va/seH

vom 5. Juli 1976 ₀

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von alkalihaltigem Zementrohgut

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von alkalihaltigern Zementrohgut in einer Zementproduktionsanlage, in der das Gut in einem Vorwärmer vorerhitzt und nach einer Ofensinterung in einen Gutkühler geleitet wird und alkalifreie Kühle rat) luft in den Vorwärmer zur Guterhitzung geführt wird, wobei ferner die alkalihaltigen Ofenabgase durch Zugabe eines Anteils des Zementrohguts in einem Wärmetauscher gekühlt und die so kondensierten Alkalisalze in einer Entstaubungsanlage abgeschieden werden. Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

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In der Zementchemie und der Zementtechnologie ist bekannt, das Alkaliverbindungen im Zement dessen Eigenschaften ungünstig beeinflussen. So können Alkaliverbindungen des Zements die Zementerstarrungszeit erheblich verkürzen und das sogenannte Umschlagen des Zements herbeiführen. Weiterhin ist bekannt, daß ein zu hoher Alkaligehalt im Zement zu Ausblühungen von Alkalisulfaten im Beton führen kann. Auch bei den sogenannten reaktionsfähigen Zuschlagsstoffen kann durch einen hohen Alkaligehalt im Zement eine Reaktion der Alkalien mit diesen Zuschlagsstoffen ein Alkalitreiben des Zements verursachen und damit die Raumbeständigkeit des Betons gefährden.

Beim Brennen von Zementrohgut, das Alkalien enthält, werden die Alkalien, insbesondere die Alkalichiοride quantitativ im Brennofen verflüchtigt und als Dämpfe oder nach ihrer Kondensation als feiner Nebel mit dem Ofenabgas abgeleitet. Gelangen die Alkalien mit dem Abgas in den Vorerhitzer, so werden sie im Kreislauf mit dem erhitzten Rohgut wieder in den Brennofen zurückgeführt. Das Ofenabgas wird dann ständig mit Alkalien angereichert und das Rohgut in immer stärkerem Maße mit Alkalien beladen« Hierdurch wird das Zementrohgut in seiner Fließfähigkeit erheblich beeinträchtigt und es kommt zu Anbackungen und Verstopfungen innerhalb des Vorerhitzers.

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Aus der US-PS 3,235*259 ist ein Verfahren zum Brennen von alkalihaltigern Zementrohgut bekannt, bei welchem die Torerhitzung des Zementrohguts in einem Vorwärmer mit in einer gesonderten Brennkammer aufgeheizter alkalifreier Kühlerabluft erfolgt. Die im Sinterofen verflüchtigten Alkalien werden teilweise verworfen und teilweise in die Brennkammer geleitet, so daß sich mit zunehmender Betriebszeit ein Alkalikreislauf in der Anlage ausbildet, Andererseits ist es bei sehr großen Zementherstellungsanlagen wärmewirtschaftlich nicht vertretbar, die alkalihaltigen Ofenabgase ohne Nutzung ihres Wärmeinhalts gänzlich zu verwerfen, da hierdurch die Zementherstellungskosten bei den heutigen und zukünftig zu erwartenden Energiepreisen unangemessen hoch werden.

Aus der DT-PS 1 4-71 115 ist ein Verfahren zur Herstellung eines alkaliarmen Zements aus kalksteinhaltigem Rohmehl bekannt, bei welchem das Rohmehl mit alkalifreier Kühlerabluft in einem Vorwärmer unter Brennstoffzugabe kalziniert und in einem Brennofen gesintert wird und die alkalihaltigen Abgase des Sinterofens durch Vorwärmung mindestens eines Anteils des Rohmehls gekühlt werden. Die durch die Kühlung der Ofenabgase kondensierten Alkalisalze werden

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in einer Entstaubungsanlage entfernt. Mit diesem Verfahren kann ein alkaliarmer Zement aus alkalihaltigem Zementrohgut ohne nennenswerten Wärmeverlust hergestellt werden, wenn es gelingt, einen wesentlichen Alkali-Mederschlag im Wärmetauscher auf dem Zementrohgut zu verhindern; dies ist jedoch, wie die Praxis zejgb, insbesondere "bei direktem Wärmeaustausch "besonders "bei hohen Alkaligehalten schwierig zu verwirklichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zur thermischen Behandlung von insbesondere alkalichloridhaltxgem Zementrohgut dahingehend zu verbessern, daß auch ein Zementrohgut mit einem stark schwankenden und zeitweise sehr hohem Alkaligehalt mit geringst möglichen Wärmeverlusten und ohne die Gefahr von Alkalikreislaufen bei geringen Investitionskosten verarbeitet werden kann und es möglich wird, den Alkaligehalt in Fertigbrannt trotz schwankender Alkaligehalte im Zementrohgut auf vorgegebene, jeweils zulässige Werte einzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teilstrom der dem Wärmetauscher zugeleiteten alkalihaltigen Ofenabgase vor dem Wärmetauscher abgezweigt und

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und unter Umgehung des Wärmetauschers vorzugsweise nach einer Entstaubung aus der Anlage entfernt wird. Hierdurch ist es möglich, trotz veränderlich hoher Alkaligehalte im Ausgangsmaterial einen annähernd konstanten Alkaligehalt im Zementklinker zu garantieren, da die im Sinterofen verflüchtigte, unerwünschte hohe Alkalimenge aus dem System abgeleitet werden kann und dem Wärmetauscher nur diejenige Menge an alkalihaltigen Ofenabgasen zugeführt wird, die zur Einhaltung des vorgegebenen Alkaligehalts im Zementklinker unter optimaler Ausnutzung des Wärmeinhalts der alkalihaltigen Ofenabgase noch zugelassen werden kann. Die Wärmeverluste pro Kilogramm gebrannten Zementklinker können auf diese Weise ganz wesentlich gesenkt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die dem Wärmetauscher zugeleiteten alkalihaltigen Ofenabgase ihre Wärme auf ein in Suspensionsform vorliegendes Zementrohgut abgeben. Durch die direkte Berührung der heißen Ofenabgase mit dem in Suspensionsform vorliegenden Zementrohgut wird eine sehr gute Wärmeübertragung des Wärmeinhalts der Ofenabgase auf das zugegebene Zementrohgut erreicht und die Alkalien werden im Wärmetauscher durch das Rohmehl so

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stark gekühlt, daß sie im Ofenabgas kondensieren und aus dem Wärmetauscher weitgehend nebeiförmig mit ca. 800 — 900 C abgezogen werden können, während das Eohgut infolge der spontanen Wärmeaufnahme kalziniert und aus dem Wärmetauscher abgezogen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Teilstrom der alkalihaltigen Ofenabgase vorzugsweise durch Frischluft und/oder Wasser und/oder Zementrohgut gekühlt wird. Durch diese Maßnahme wird mit Vorteil eine schnelle Abkühlung des heißen Teilgasstroms erzielt, so daß die durch die Kühlung kondensierten und verfestig- ' ten Alkalisalze in der Entstaubungsanlage abgeschieden werden. Anbackungen in der Teilstromzweigleitung werden dadurch vollständig vermieden. Durch die Zugabe von feinverteiltem Zementrohgut werden zusätzlich die Staubwiderstandswerte günstig beeinflußt, so daß die Elektro-Entstaubungsanlage im optimalen Bereich arbeiten und ein sehr guter Entstaubungseffekt gewährleistet werden kann.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Mengenverhältnis des abgezweigten alkalihaltigen Teilstroms zu dem dem Wärmetauscher zugeleiteten alkali-

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haltigen Abgasstrom und/oder der Anteil des in den Ofenabgasstrom eingeführten Zementrohguts so eingestellt wird, daß die in den Sinterofen mit dem erhitzten Zementrohgut eingebrachte Gesamtalkalimenge unterhalb vorgegebener Grenzwerte bleibt. Durch die Einstellung des jeweiligen Mengenverhältnisses des alkalihaltigen Teilstromes zu dem dem Wärmetauscher zugeleiteten alkalihaltigen Abgasstrom ist es möglich, auch bei veränderlichen hohen Alkaligehalten im Ausgangsmaterial einen konstant niedrigen Alkaligehalt im fertig gebrannten Zementklinker einzustellen. Es ist jedoch auch mit Vorteil möglich parallel zur Einstellung der Gasmengenverhältnisse oder gesondert hierzu die dem Wärmetauscher zugeführte Zementrohgutmenge zu variieren, so daß trotz steigenden Alkaligehalts im Ofenabgas weniger Alkalien mit dem aus dem Wärmetauscher abgezogenen Zementrohgut in den Sinterofen gelangen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß das aus dem Wärmetauscher abgezogene Zementrohgut unmittelbar in den Sinterofen gegeben wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das dem Ofenabgas zugegebene Zementrohgut in dem Wärmetauscher soweit kalziniert wird, daß eine Rückführung in den Vorwärmer wärmewirt-

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schaftlich nicht sinnvoll ist. Es ist jedoch gemäß der Erfindung auch möglich, daß "bei einem Vorwärmer mit mehreren übereinander angeordneten Zyklonstufen das aus dem Wärmetauscher abgezogene Zementrohgut zusammen mit dem im Vorwärmer vorerhitzten Zementrohgut in die unterste Zyklonstufe des Vorwärmers einzuführen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das aus dem Wärmetauscher abgezogene Zementrohgut noch nicht oder nur teilweise kalziniert ist, so daß die weitergehende Kalzinierung zusammen mit dem dem Vorwärmer aufgegebenen Zementrohgut in dessen unterster Zyklonstufe gegebenenfalls mittels gesonderter Brennstoffzugabe durchgeführt werden kann. Das auf diese Weise vorerhitzte gesamte Eohgut gelangt dann aus der untersten Zyklonstufe des Vorwärmers in den Sinterofen.

In weitergehender Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das wenigstens eine Teilmenge des vorerhitzten Zementrohguts aus der nächst höheren Zyklonstufe des Vorwärmers in das austragsseitige Ende des Wärmetauschers geleitet wird und die vereinigte Rohgutmenge in die unterste Zyklonstufe des Vorwärmers geführt wird. Da allgemein die

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Gefahr besteht, daß "bei einem Ofenabgas mit sehr hohem Alkaligehalt auch die auf dem Zementrohgut angelagerte Alkalimenge hoch ist und hierdurch "Verklebungen und Ansätze in der Austragsleitung des Wärmetauschers zu erwarten sind, wird im Vorwärmer vorerhitztes alkalifreies Eohgut in das Austragsende des Wärmetauschers gegeben, so daß durch den Mischeffekt beider Eohgutströme keine Verklebungen oder Ansätze in der Austragsleitung des Wärmetauschers auftreten können.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Sinterofen einem vorgeschalteten Vorwärmer für das Zementrohgut und einem nachgeschalteten Sintergutkühler, wobei der Sintergutkühler abluftseitig mit dem Vorwärmer in Verbindung steht und der Sinterofen über eine Abgasleitung mit Zugabeeinrichtung für einen Anteil des Zementrohgutes mit einem Wärmetauscher und einer diesem nachgeschalteten Entstaubungsanlage verbunden ist. Diese Anlage wird gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß aus der Abgasleitung des Sinterofens vor dem Wärmetauscher eine Zweigleitung ausmündet, die unter Umgehung des Wärmetauschers vorzugsweise mit der Entstaubungsanlage verbunden ist. Durch

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diese konstruktive Maßnahme wird "bei steigendem Alkaligenalt in den Ausgangsmaterialien lediglich eine vorgegebene Menge von alkalihaltigem Ofenabgas dem Wärmetauseher zugeführt, während ein weiterer !Peilstrom der alkalihaltigen Ofenabgase verworfen wird, so daß letztlich die Menge der in der Anlage verbleibenden Alkalien auf vorgegebene Grenzen eingestellt werden kann. Zweckmäßig ist hierbei, daß die Ausmündung der Zweigleitung aus der Ofenabgasleitung in Strömungsrichtung der Ofenabgase gesehen, vor der Zugabeeinrichtung für das Zementrohgut angeordnet ist, so daß das zugegebene Zementrohgut ebenfalls nur mit einer Teilmenge der alkalihaltigen Ofenabgase in Berührung kommt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Ofenabgasleitung unterhalb der Zugabeeinrichtung für Zementrohgut ein Gutverteiler angeordnet ist, und daß der Wärmetauscher als Zyklonabscheider ausgebildet ist. Durch diese konstruktiven Maßnahmen wird in besonders einfacher Weise eine optimale Suspension des in die Ofenabgase zugegebenen Zementrohguts erreicht, eine optimale Wärmeübertragung des Wärmeinhalts der Ofenabgase auf die Zementrohgutpartikel erzielt und ein hoher Abscheidegrad des aufgegebenen Zementrohguts aus den alkalihaltigen Abgasen

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gewährleistet. Zweckmäßigerweise werden die aus dem Wärmetauscher austretenden Ofenabgase vorzugsweise unmittelbar nach ihrem Austritt aus dem Wärmetauscher gekühlt, so daß die zumeist noch nebeiförmig vorliegenden Alkalien weiter kondensieren und als Feststoffe in der nachgeschalteten Entstaubungseinrichtung abgeschieden und aus der Anlage entfernt werden. Kur ein geringer Teil der Alkalien lagert sich daher auf den feinverteilten Zementrohgutpartikeln ab und verläßt den Zyklonabscheider über dessen Austragsleitung. Auf diese Weise ist es möglich, auch ein Zementrohgut mit sehr hohem Alkaligehalt unter voller Ausnutzung des Wärmeinhalts der Ofenabgase so zu verarbeiten, daß das in den Sinterofen geführte vorerhitzte Zementrohgut einen vorgegebenen Alkaligehalt aufweist, der quantitativ im Sinterofen verflüchtigt wird, so daß ein Zementklinker mit sehr niedrigem Alkaligehalt hergestellt werden kann. Der aus dem Zyklonabscheider von den Ofenabgasen unter Umständen mitgerissene Gutstaub beeinflußt in vorteilhafterweise die Staubwiderstandswerte, so daß trotz eines hohen Alkalistaubanteils im Abgas ein optimaler Abscheideeffekt des Elektrofilter der Entstaubungsanlage erzielt wird.

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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist vorgesehen, daß in der Ofenabgasleitung und in der Zweigleitung vorzugsweise regelbare Klappen zur Einstellung des Gasmengenverhältnisses angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, das Mengenverhältnis des von den Ofenabgasen abgezweigten Teilstromes zu den dem Wärmetauscher zugeführten Ofenabgasen so einzustellen, daß auch bei einer Erhöhung des Alkaligehalts im Ausgangsmaterial keine höheren Alkaliwerte im fertig gebrannten Zementklinker in Kauf genommen werden müssen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ofenabgasleitung und die Zweigleitung unmittelbar aus dem Ofeneinlauf kopf ausmünden und jeweils gesonderte Absperrorgane aufweisen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich im Einlauf kopf des Sinterofens im Bereich der Zuführung des Eohguts in den Sinterofen in der Weise Ansätze gebildet haben sollten, daß eine unkontrollierte Menge von Sprühgut von den Ofenabgasen mitgerissen wird. In diesem 3?alle wird die Zweigleitung so weit abgesperrt, daß das Sprühgut nur in die zum Wärmetauscher führende Ofenabgasleitung gelangt und dort gegebenenfalls zusammen mit dem aufgegebenen Rohgut

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in das System zurückgeführt wird. Hierdurch wird ein übermäßiger Staubanfall an der Entstaubungseinrichtung und ein unerwünscht hoher Wärmeverlust vermieden.

Zahlreiche weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen für eine Anlage zur thermischen Behandlung von alkalihaltigem Zementrohgut näher erläutert.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zementproduktionsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei parallelen aus mehreren Zyklonen bestehenden Schwebegasvorwärmern.

Fig. 2 eine Variante der Rohgutführung in der Anlage gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Bohgutführung in der Anlage gemäß Fig. 1.

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Die in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellte und in einer Teilansicht veranschaulichte Anlage zur thermischen Behandlung von alkalihaltigern Zementrohgut weist einen Drehrohrofen 1 mit Einlaufkopf 2 und zwei parallele aus mehreren übereinander angeordneten Zyklonen 3 bestehende Schwebegasvorwärmer 4 auf. In die zu dem untersten Zyklon 3.IV eines jeden Schwebegasvorwärmers 4 führende Steigleitung 5 ist eine Kühlerabluftleitung 6 geführt, die mit einem nicht näher dargestellten Sinter-Gutkühler für das im Drehrohr 1 fertig gebrannte Zementrohgut in Verbindung steht. Die Zyklone 3 eines jeden Schwebegasvorwärmers 4 sind durch Gasleitungen 7? 8 derart miteinander verbunden, daß die Heißgase des untersten Zyklons mittels eines nicht näher dargestellten Gebläses nacheinander durch die einzelnen Zyklone der Schwebegasvorwärmer geführt werden. Gutseitig sind die Zyklone 3 der Schwebegasvorwärmer 4 so miteinander verbunden, daß das den Vorwärmern j eweils aufgegebene Zementrohgut im Gegenstrom zu den aufsteigenden heißen Gasen bei 9? 10 in die zu den Zyklonen 3,1V; 3»HI führenden Gasleitungen 5_?7 gegeben wird. Die Gut- und Heißgasströmung in den Schwebegasvorwärmern 4 ist durch jeweils unterschiedlich dargestellte Pfeile angedeutet. Durch die Bezugsziffern 3,1 bis 3»^IV

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wird ebenfalls nur schematisch der Gutaustrag aus der jeweiligen Zyklonstufe verdeutlicht. Das in die zum Zyklon 5,1"V führende Steigleitung bei 9 aufgegebene Zementrohgut wird mittels der Brenneinriehtungen 11 in der Schwebe kalziniert. Das Staubaustragsrohr des Zyklons 3,1V ist jeweils mit dem Ofeneinlaufkopf 2 -verbunden.

Abgasseitig steht der Drehrohrofen 1 über den Ofeneinlaufkopf 2 mit einer Ofenabgasleitung 12 in Verbindung, die zu zwei Wärmetauschern 13 geführt ist, wobei die Wärmetauscher als Zyklonabscheider ausgestaltet sind. Die Zyklonabscheider stehen ihrerseits über eine Gasleitung 30 mit einem Sprühturm 14-, einem Elektrofilter 15 und einem nachgeschalteten Saugzuggebläse 16 in Verbindung. In den von den Zyklonabscheidern 13 zu dem Sprühturm 14 führenden Teil der Gasleitung 30 sind Frischluftleitungen 37 geführt, die von einem Gebläse 38 versorgt werden und unmittelbar hinter den Zyklonabscheidern in die Gasleitung einmünden. Unmittelbar neben der Ofenabgasleitung mündet aus dem Ofeneinlaufkopf 2 eine Zweigleitung 17 aus, die unter Umgehung der Wärmetauscher 13 mit dem Sprühturm 14- und dem Elektrofilter 15 verbunden ist.

Die Austragsleitungen 26 der Wärmetauscher 13 sind in die Gutaustragsrohre 28 der nächst höheren Zyklonstufe 3>m der Schwebegasvorwärmer 4 geführt, die ihrerseits in die untersten Zyklonstufen 3>1V bei 9 geführt sind. - 16 -

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Die Ofenabgasleitung 12 weist kurz oberhalb der Ausmündung aus dem Ofenkopf 2 eine Zugabeeinrichtung 18 für Zementrohgut und unterhalb der Zugabeeinrichtung in der Ofenabgasleitung eine Prallplatte 19 auf. In der Zweigleitung 17 ist ebenfalls eine Zugabeeinrichtung 20 für Zementrohgut und eine Vasserbedüsungseinrichtung 21 angeordnet. Im Bereich der Ausmündung der Ofenäbgasleitung 12 und der Zweigleitung 17 aus dem Ofeneinlaufkopf 2 ist in jede dieser Leitungen eine Frischluftleitung 22, 23 geführt, die jeweils mit einem Frischluftgebläse 24·, 25 in Verbindung steht.

Die Anlage zur thermischen Behandlung von alkalihaltigem Zementrohgut gemäß Fig. 2 unterscheidet sich gegenüber der gemäß Figur 1 dadurch, daß die Austragsleitung 26 der Wärmetauscher 13 mit den Austragsrohren 27 der untersten Zyklone 3,1V der Schwebegasvorwärmer 4- in Verbindung stehen. Die schematisch dargestellte Anlage gemäß Fig. 3 unterscheidet sich gegenüber der Anlage gemäß Fig. 1 dadurch, daß das Gutaustragsrohr 28 der nächst höheren Zyklonstufe 3,111 der Schwebegasvorwärmer 4- in das austragsseitige Ende 29 der Wärmetauscher 13 geführt ist und die Austragsleitung 26 der Wärmetauscher bei 9 in. die zur untersten Zyklonstufe 3,1V führende Steigleitung 5 einmündet.

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Durch eine entsprechende Schaltung von in den Gutaustragsrohren 28 der nächsthöheren Zyklonstufe 5,111 des Schwebegasvorwärmers sowie in den Austragsleitungen 26 der Wärmetauscher angeordneten nicht näher dargestellten Absperrorganen bekannter Bauart, kann die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gutführung zwischen Schwebegasvorwärmer 4, Wärmetauscher 13 und Drehrohrofen 1 in einer einzigen Anlage durchgeführt werden, so daß eine optimale Einstellung der Anlage auf jeden Betriebsfall möglich ist.

In der von den Wärmetauschern 13 zu dem Sprühturm führenden Gasleitung 30 und in der Zweigleitung 17 sind Regelklappen 31> 32 zur Einstellung der Abgasmengenverhältnisse des Sinterofens angeordnet. Gegenüber dem Ofeneinlaufkopf 2 sind die Ofenabgasleitung 12 und die Zweigleitung 17 mit besonderen Absperrorganen 33» 34- versehen.

Die Arbeitsweise der schematisch dargestellten Anlage zur thermischen Behandlung von alkalihaltigem Zementrohgut ist folgendermaßen.

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Das den Schwebegasvorwärmern A- aufgegebene und in den einzelnen Zyklonstufen 3?I> 3>II bereits stark vorerhitzte Zementrohgut gelangt aus der nächsthöheren Zyklonstufe 3,111 bei 9 in die zum untersten Zyklon 3,1V" führende Steigleitung 5? in die über die Kühlerabluftleitung 6 alkalifreie Xühlerabluft gelangt. Das in die Steigleitung eingeführte Zementrohgut wird mit Hilfe der Brenneinrichtungen 11 einem gesonderten Brennprozeß unterzogen und wird nach einer weitgehenden Kalzination aus der untersten Zyklonstufe 3,1V abgeschieden und in den Drehrohrofen 1 eingeführt. Im Drehrohrofen werden die im Zementrohgut enthaltenen Alkalien quantitativ verflüchtigt und gelangen mit dem Ofenabgas in die Ofenabgasleitung 12.

Zum Zwecke der wirtschaftlichen Nutzung des Wärmeinhalts der Ofenabgase werden diese über die Qfenabgasleitung den Wärmetauschern 13 zugeführt, wobei über die Zugabeeinrichtung 18 vorzugsweise 10 % bis 15 °/° der der Anlage zugeführten Gesamtrohgutmenge in die Abgasleitung 12 aus einem Vorratsbehälter 35 mit nicht näher dargestellter Dosiereinrichtung eingeführt wird. Um einen guten Wärmeübergang von den heißen Ofenabgasen auf das Zementrohgut

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zu erhalten, wird dieses mit Hilfe der Prallplatte 19 in der Ofenabgasleitung 12 fein suspendiert und steigt mit den Ofenabgasen zu den Zyklonwärmetauschern 13, wird in diesen abgeschieden und zusammen mit dem bereits weitgehend vorerhitzten Zementrohgut aus den Zyklonen 3,HI des Schwebegasvorwärmers 4- in die unterste Zyklonstufe 3,1V eingeführt. Die aus den Wärmetauschern 13 austretenden Heißgase, die mit noch weitgehend nebeiförmig vorliegenden Alkalien angereichert sind, werden mit Frischluft über das Gebläse 38 und die Frischluftleitung 37 so gekühlt, daß die Alkalien staubförmig von den Gasen zu dem Elektrofilter 15 mitgeschleppt werden können und Anbackungen in der Gasleitung 30, insbesondere am Wärmetauscheraustritt vermieden werden.

Sollte der Alkaligehalt in den Ofenabgasen infolge eines steigenden Alkaligehalts in den Ausgangsmaterialien ebenfalls in unerwünschtem Maße ansteigen, so wird über die Zweigleitung 1? ein Teilstrom der alkalihaltigen Ofenabgase mit Hilfe der Regelklappen 31, 32 abgezweigt und ohne Berührung mit Zementrohgut unter Umgehung der Wärmetauscher nach Durchströmen des Sprühturms 14 und des Elektrofilter 15 aus der Anlage entfernt. Damit die Zweigleitung 17 von klebrigen Alkali-Ansätzen befreit

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bleibt, wird über die Frischluftleitung 23 und das Frischluftgebläse 25 Frischluft eingeführt, so daß die Alkalien frühzeitig kondensieren und als Alkalisalze mit den Ofenabgasen abgeführt werden können. Zweckmäßigerweise kann die Kondensation der Alkalien mit Hilfe von zerstäubtem Wasser wirksam unterstützt werden, welches über die Bedüsungseinrichtung 21 in die Steigleitung 17 eingeführt wird· Es ist auch vorteilhaft, die Kondensation der Alkalien in den Gasen der Zweigleitung 17 durch Zugabe von Zementrohmehl zu begünstigen, womit gleichzeitig die Staubwiderstandswerte der Staubpartikel in der Weise günstig beeinflußt werden, daß eine optimale Abscheidung im Elektrofilter I5 erzielt wird. Eine Anreicherung der Ofenabgase mit Zementrohmehl kann auch über die einstellbaren Beflektoren 36 in den Austragsrohren 27 erfolgen, um die Staubwiderstandswerte des alkalireichen Ofenstaubes für die Abscheidung im Elektrofilter 15 zu verbessern.

Die in der Ofengasleitung 12 den Wärmetauschern 13 zugeführten alkalihaltigen Ofenabgase können ebenfalls zur Beschleunigung der Alkali-Kondensation durch Zugabe von Frischluft über die Frischluftleitung 22 und das Frischluftgebläse 24 gekühlt werden.

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Sollte es sich im Betrieb der Anlage herausstellen, daß die in den Wärmetauschern 13 abgeschiedenen Zementrohgutpartikel bereits so weitgehend kalziniert sind, daß sich eine zusätzliche Wärmebehandlung in der untersten Zyklonstufe 5,IT des Schwebegasvorwärmers 4 erübrigt, so wird dieser Eohgutanteil unter Umgehung der untersten Zyklonstufe gemeinsam mit dem aus dieser Stufe über das Austragsrohr 27 ausgetragene Zementrohgut unmittelbar in den Drehrohrofen gegeben (vgl, Pig. 2). Sollte sich andererseits während des Anlagenbetriebs der Alkaligehalt in den Ofenabgasen durch Veränderung des Alkaligehalts in den Ausgangsmaterialien wesentlich erhöhen und die Gefahr besiEhen, daß sich die Austragsleitung 26 der Wärmetauscher 13 infolge der auf den Zementrohmehlpartikeln "abgelagerten Alkalien zusetzen, so wird das aus der nächst höheren Zyklonstufe 3»HI abgezogene Zementrohgut in das Austragsende 29 des Wärmetauschers 13 geführt und die Gesamtrohgutmenge über die Austragsleitung 26 zur weiteren thermischen Behandlung in die unterste Zyklonstufe 5?IV der Schwebegasvorwärmer 4- geführt (vgl. ]?ig_e 3)·

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Das erfindungsgemäße Verfahren zur thermischen Behandlung von Zementrohgut mit einem hohen Alkaligehalt ist nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel einer Zementpro duktionsanlage mit zwei parallelen SchwebegasVorwärmern und vorzugsweise mittig angeordneten Wärmetauschern beschränkt, sondern es lassen sich die erfindungsgemäßen Verfahrensmerkmale mit gleichen Vorteilen auch in einer Anlage mit nur einem Schwebegasvorwärmer und einem oder mehreren zugeordneten Wärmetauschern durchführen.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur thermischen Behandlung von alkalihaltigern Zemenbrohgut in einer Zemenbproduktionsanlage, in der das Gut in einem Vorwärmer vorerhitzt und nach einer Ofensinterung in einen Gutkühler geleitet wird und alkalifreie Kühlerabluft in den Vorwärmer zur Guterhitzung geführt wird, wobei ferner die alkalihaltigen Ofenabgase durch Zugabe eines Teils des Zementrohguts in einem Wärmetauscher gekühlt und die so kondensierten Alkalisalze in einer Entstaubungsanlage abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom der dem Wärmetauscher zugeleiteten alkalihaltigen Ofenabgase vor dem Wärmetauscher abgezweigt und unter Umgehung des Wärmetauschers vorzugsweise nach einer Entstaubung aus der Anlage entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom der alkalihalbigen Ofenabgase vor der Zugabe des Zementrohguts abgezweigt wird.

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3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichneb, daß der Teilstrom der alkalihaltigen Ofenabgase vorzugsweise durch Frischluft und/oder Wasser und/oder Zementrohgub gekühlt wird.

¹V. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3? dadurch gekennzeichne b, daß die dem Wärme bauscher zugeleibeten alkalihalbigen Ofenabgase ihre Wärme auf ein in Suspensionsform vorliegendes Zementrohgut abgeben.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anbeil des dem Wärmetauscher mit den alkalihaltigen Ofenabgasen zugeführten Zementrohguts zwischen 5 und 25 % der gesamten Rohgutmenge liegt, vorzugsweise jedoch 10 bis 15 % beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis des abgezweigten alkalihaltigen Teilstromes zu dem dem Wärmetauscher zugeleiteten alkalihaltigen Abgasstrom und/oder der Anbeii des in den Ofenabgasstrom eingeführben Zementrohguts so eüigesbelLb wird, daß die in den Sinterofen mit dem erhitzben Zemenbrohgut eingebrachbe gesamte AlkaLimenge unterhalb vorgegebener Grenzwerbe bleibb.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wärmetauscher zugeführten alkalihaltigen Ofenabgase vor der Zugabe des Zementrohguts vorzugsweise durch Frischluft gekühlt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Wärmetauscher austretenden Ofenabgase vorzugsweise unmittelbar am Wärmetauscheraustritt gekühlt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Wärmetauscher abgezogene Zementrohgut unmittelbar in den Sinterofen gegeben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schwebegas-Vorwärmer mit mehreren übereinander angeordneten Zyklonstufen das aus dem Wärmetauscher abgezogene Zementrohgut zusammen mit dem im Schwebegas-Vorwärmer vorerhitzten Zementrohgut in dessen unterste Zyklonstufe eingeführt wird.

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11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9₅ dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Teilmenge des vorerhitzten Zementrohguts aus der nächst höheren Zyklonstufe des Schwebegas-Vorwärmers in das austragsseitige Ende des Wärmetauschers geleitet wird und die vereinigte Rohgutmenge in die unterste Zyklonstufe des Schwebegas-Vorwärmers geführt wird.

12. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem Sinterofen, einem vorgeschalteten Vorwärmer für das Zementrohgut und einem nachgeschalteten Sinterkühler, wobei der Sintergutkühler abluftseitig mit dem Vorwärmer in Verbindung steht und der Sinterofen über eine Abgasleitung mit Zugabeeiririchtung für einen Anteil des Zementrohgutes mit einem Wärmetauscher und einer diesem nachgeschalteten Entstaubungsanlage verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Abgasleitung (12) des Sinterofens (1) vor dem Wärmeaustauscher (13) wenigstens eine Zweigleitung (17) ausmündet, die unter Umgehung des Wärmeaustauschers vorzugsweise mit der Entstaubungsanlage (15) verbunden ist.

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13· Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung der Zweigleitung (17) aus der Ofenabgasleitung (12) -in Strömungsrichtung der Ofenabgase gesehen- vor der Zugabeeinrichtung (18) für das Zementrohgut angeordnet ist.

14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zweigleitung (17) mindestens eine Zuführungseinrichtung für Frischluft (2$, 25) und/oder Wasser (21)

_: und/oder mindestens eine Zugabevorrichtung für Zementrohgut (20) angeordnet ist.

15. Anlage nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ofenabgasleitung (12) unterhalb der Zugabeeinrichturig (18) für Zeiuentrohgut ein üutverbeiler (19) angeordnet isb, und daß der Wärmetauscher (13) aus ein oder mehreren Zyklonabscheidern gebildet ist.

16. Anlage nach Anspruch 12, I3, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ofenabgasleitung (12) und in der Zweigleitung (17) vorzugsweise regelbare Klappen O1, 32) zur fcHnstoLI-ury; des üasmengenverhäLtnisses angeordnet sind.

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17· Anlage nach, einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch

gekennzeichnet, daß in die Ofenabgasleifcung (12) unterhalb der Zugabeeinrichtung (18) für Zemenbrohgub eine Frischluftleitung (22) einmündet, die mit einem Geblase in Verbindung steht.

18. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (13) abgasseitig mit einem Frischluftgebläse (58) in Verbindung steht.

19· Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsleitung (26) des Wärmetauschers (13) unmittelbar mit dem Guteinlauf des Sinberofens (1) verbunden ist.

20. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 19/ dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schwebegasvorwärmer (4-) mib mehreren übereinander angeordneten Zyklonstufen (5) das üubfmsbragsrohr (28) der nächst höheren Zyklonstufe (5,111) und die Ausbragsloitung (26) der. Wärmetauschors (15) Ln die uubersbu Sbufe (5,1V) des ü wärmers (4J geführb sind.

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21. Anlage nach einem der vorhergehenden Anspz^che, insbesondere nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gutaustragsrohr (28) der nächst höheren Zyklonstufe (3·III) in das austragsseitige Ende (29) des Wärmetauschers (13) geführt ist und dessen Austragsleitung (26) mit der untersten Zyklonstufe (3,IV) des Schwebegas-Vorwärmers (4) verbunden ist.

22. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenabgasleitung (12) und die Zweigleitung (17) unmittelbar aus dem Ofeneinlaufkopf (2) ausmünden und jeweils gesonderte Absperrorgane (33) 34) aufweisen.

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