DE2648500A1

DE2648500A1 - Verfahren und anlage zum vorkalzinieren pulverfoermigen oder granulatfoermigen rohmaterials

Info

Publication number: DE2648500A1
Application number: DE19762648500
Authority: DE
Inventors: Soeren B Christiansen
Original assignee: FLSmidth and Co AS
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 1975-10-27
Filing date: 1976-10-26
Publication date: 1977-04-28
Also published as: FR2329605B1; FR2329605A1; DE2648500C2; DK141243B; DK481976A; SE440898B; JPS5253925A; DK141243C; JPS593951B2; SE7611820L; US4108593A; GB1479220A; CH623238A5

Description

DR. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LEDERER REINER F. MEYER

DIPL.-ING. (1934-1974) DlPL-CHEM. DlPL-ING.

-1-

8000 MÜNCHEN 80

LUCtLE-GRAHN-STRASSE

TELEFON: (089) 472947 TELEX: 524624 LEDER D TELEGR.: LEDERERPATENT

20. Oktober 19

M/Ra

6254-3

F.L. Smidth & Co. A/S

Vigerslev Alle 77 , 2500 Kopenhagen-Valby / Dänemark

Verfahren und Anlage zum Vorkalzinieren pulverförmigen oder granulatförmigen Rohmaterials

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Kalzinieren pulverförmiger oder granulatförmiger Materialien, wie beispielsweise Zementrohmehl, vor dem Brennen derselben in einem Ofen. Solche Anlagen sind bekannt und können aus einem Vorwärmer mit einem oder mehreren Strängen, einem Drehofen und einem Kühler zur Kühlung des in dem Ofen behandelten Produktes bestehen. Die Vorwärmerstränge werden mit Luft versorgt, und zwar entweder in der Form von Ofenabgasen, die jedem einzelnen Strang von dem Ofeneinlaß aus zugeführt werden, oder in der Form von verbrauchter Kühlluft, die im Bypaß zum Ofen geführt und direkt dem betreffenden Strang zugeführt wird. Jeder separate Strang kann des weiteren mit einem Kalzinator zur vollständigen oder teilweisen Kalzinierung von Rohmaterial ausgestattet sein, das dem Strang vor seiner Zuführung zum Ofen zugeführt bzw. aufgegeben wird. Eine Ofenanlage zur Ausführung dieses Ver-

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fahrens besteht aus zwei Vorwärmersträngen, deren einer keinen Kalzinator besitzt, mit Ofenabgasen versorgt wird und folglich als "Ofenstrang" bezeichnet werden kann und deren anderer mit einem zwischen seiner letzten und seiner vorletzten Stufe angeschlossenen Kalzinator ausgestattet ist, mit Luft von dem Kühler versorgt wird und folglich als "Kühlluftstrang" bezeichnet werden kann. Nach der Vorwärmung wird das den Vorwärmersträngen aufgegebene Rohmaterial dem Kalzinator in dem Kühlluftstrang zur gemeinsamen Vorkalzinierung zugeführt. Von dem Kalzinator aus werden die Materialien über die letzte Stufe in dem Kühlluftstrang dem Ofeneinlaß zugeführt.

Bei einer in der britischen Patentanmeldung 47 021/74 vorgeschlagenen anderweitigen Bauweise einer Anlage ist in jedem der Vorwärmerstränge ein Kalzinator vorgesehen, wobei die Vorkalzinierung somit separat in jedem einzelnen Strang vor der Weiterführung des behandelten Materials zu dem Ofen stattfindet.

Beide Arten der vorstehend angegebenen Anlagen besitzen jedoch den Nachteil, daß das Ausmaß der Kalzinierung des in dem bzw. den Kalzinator(en) behandelten Materials nicht innrer den gewünschten Wert erreicht. Des weiteren besteht ein Nachteil darin, daß dem Ofenstrang sehr heiße Abgase zugeführt werden müssen, um eine wirksame Vorwärmungs- und/ oder Kalzinierungstemperatur zu erreichen, und daß dies die Gefahr einer Beschädigung des Ofeneinlasses und seines umgebenden Aufbaus mit sich bringt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen ein Verfahren zum Vorkalzinieren pulverförmigen oder granulatförmigen Rohmaterials, wie beispielsweise Zementrohmehl, in einer Ofenanlage vor der Behandlung des Materials in dem Ofen, wobei die Anlage über

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einen Vorwärmer mit mindestens zwei Strängen verfügt, deren einer Strang (der "Ofenstrang") ohne einen Kalzinator ausgestattet ist und mit Ofenabgasen versorgt wird und deren anderer Strang (der "Kühlluftstrang") mit einem Kalzinator aus-'gestattet ist und mit Verbrennungsluft und Vorwärmluft in der Form von Kühlabluft aus einem Kühler zur Kühlung des Materials nach seiner Behandlung in dem Ofen versorgt wird, wobei dieses Verfahren gekennzeichnet ist durch Unterteilung des in dem Ofenstrang vorgewärmten Rohmaterials in Teilströme derart, daß· ein Teilstrom aus im wesentlichen der Maximalmenge an Material besteht, die mittels der in den Ofenabgasen enthaltenen Hitze vollständig kalziniert werden kann, durch Zuführung des einen Teilstroms zum Ofeneinlaß oder zu einer Steigleitung zwischen dem Ofeneinlaß und der letzten Stufe das Ofenstrangs zur im wesentlichen vollständigen Kalzinierung mittels der Ofenabgase und durch Zuführung eines zweiten Teilstroms zu dem Kalzinator in den Kühlluftstrang, wo das Material in dem zweiten Strang zusammen mit dem Rohmaterial kalziniert wird, das in dem Kühlluftstrang vorgewärmt worden ist, wonach das kalzinierte Rohmaterial aus beiden Vorwärmersträngen vereinigt und zur weiteren Behandlung dem Ofen gemeinsam zugeführt wird.

Das gewünschte Ausmaß der Vorkalzinierung des Rohmaterials wird somit durch Unterteilung des in dem Ofenstrang vorerwärmten Rohmaterials in einem geeigneten Verhältnis erreicht, so daß der Teilstrom des Rohmaterials, der in dem Ofeneinlaß und/oder der Steigleitung kalziniert wird, vollständig oder nahezu vollständig kalziniert wird, bevor er mit dem in dem Kalzinator kalzinierten Rohmaterial vereinigt und dem Ofen zugeführt wird. Der Teilstrom des Rohmaterials aus dem Ofenstrang, der in der Steigleitung und/oder in dem Ofeneinlaß kalziniert wird, bildet in bevorzugter Weise

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15 bis 20 % der Gesamtmenge des der Anlage zugeführten Roh-, materials.

Der dem Ofeneinlaß oder der Steigleitung zur Kalzinierung zugeführte Teilstrom des Rohmaterials kann in bekannter Weise abgetrennt werden, beispielsweise mittels einer besonderen Bauweise von Zyklonen, die die erforderliche Vorwärmerstufe in dem Ofenstrang bilden können. Wenn das Rohmaterial auf die heißen Abgase in dem Ofeneinlaß oder der Steigleitung trifft, findet dort eine wesentliche Senkung der Temperatur der Abgase in dem Ofeneinlaß im Vergleich zu ihrer Arbeitstemperatur während des eigentlichen Ofenprozesses statt, wobei gleichzeitig der Kalzinierungsprozeß ausgelöst wird.

Die Erfindung ermöglicht die Erreichung eines stabilen mittleren Ausmaßes der Kalzinierung durch ausschließliche Vorkalzinierung eines beschränkten Teilstroms des Rohmaterials aus dem Ofenstrang in der Steigleitung und/oder dem Ofeneinlaß, stellt andererseits jedoch sicher, daß diese Vorkalzinierung vollständig oder nahezu vollständig ist, wobei das Volumen des Teilstroms an die in den Abgasen enthaltene Wärmemenge angepaßt ist. Der so vorkalzinierte Teilstrom wird anschließend zur Sicherstellung eines verbesserten Ausmaßes der Kalzinierung der Restmenge des Rohmaterials verwendet, die in dem Kalzinator vorkalziniert worden ist. Gleichzeitig wird eine gewünschte Senkung der Temperatur des Abgases in dem Ofeneinlaß erreicht durch Zuführung des beschränkten Teilstroms des Rohmaterials zur Vorkalzinierung an dieser Stelle, wodurch es möglich ist, den Verschleiß des Ofeneinlasses und seiner umgebenden Bauweise ohne Senkung der Arbeitstemperatur, wie diese in dem Ofen herrscht, herabzusetzen

Ein weiterer Vorteil besteht in der Zuführung unkaIzinierten Rohmaterials zu der Steigleitung zwischen dem Ofen und dem

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Ofenstrang, da die Gefahr von Anbackungen in der Steiglei- . tung hierdurch reduziert wird, was dann nicht der Fall ist, wenn die Gesamtmenge des Rohmaterials zuerst einem Kalzinator zugeführt wird.

Die Erfindung besteht auch in einer Ofenanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei diese Ofenanlage gekennzeichnet ist durch einen Vorwärmer mit mindestens zwei Vorwärmersträngen, durch einen Ofen, durch einen zur Kühlung des Ofenproduktes an den Ofen angeschlossenen Kühler, durch Mittel zur Zuführung der Ofenabgase zu einem der Vorwärmerstränge (dem "Ofenstrang"), der über keinen Kalzinator verfügt, durch Mittel zur Zuführung von Kühlabluft von dem Kühler aus zu einem anderen Vorwärmerstrang (dem "Kühlluftstrang"), der über einen Kalzinator verfügt, durch Mittel zur Unterteilung des in dem Ofenstrang vorerwärmten Rohmaterials in Teilströme, durch Mittel zur Zuführung eines der Teilströme zu dem Ofeneinlaß und/oder der Steigleitung zwischen dem Ofeneinlaß und der untersten Stufe des Ofenstrangs zur Kalzinierung mittels der Ofenabgase, durch Mittel zur Zuführung eines zweiten Teilstroms aus dem Ofenstrang zu dem Kalzinator in dem Kühlluftstrang zur Kalzinierung zusammen mit dem in dem Kühlluftstrang vorerwärmten Rohmaterial und durch Mittel zur Zuführung des kalzinierten Rohmaterials in der Form eines vereinigten Stroms zu dem Ofen zur weiteren Behandlung.

Im folgenden wird ein in den Zeichnungen schematisch dargestelltes Beispiel einer erfindungsgemäßen Ofenanlage weiter ins einzelne gehend beschrieben; in den Zeichnungen zeigt:

Figur 1 die gesamte Ofenanlage,

"· Figur 2 einen Teilschnitt durch den Ofeneinlaß und Figur 3 eine grafische Vergleichsdarstellung zwischen

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dem Ausmaß der Kalzinierung, das mittels des vorbekannten Verfahrens und mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbar ist.

Figur 1 zeigt einen Drehofen 1, einen hinter dem Ofen 1 angeschlossenen Kühler 2, einen Vorwärmerstrang A, der mit Luft in der Form von Ofenabgasen durch eine Steigleitung 6 versorgt wird, und einen Vorwärmerstrang B, der mit Luft aus dem Kühler 2 über eine Leitung 4 versorgt wird. Ein Brenner in dem Ofen 1 besitzt eine Brennstoffzuführung 3. Die zwei Vorwärmerstränge, der "Ofenstrang" A und der "Kühlluftstrang" B, sind hier mittels beispielsweise vierstufiger Zyklonstränge dargestellt, wobei die Stufen von oben nach unten als Stufe I, II, III und IV bezeichnet sind. An seinem unteren Ende verfügt der Kühlluftstrang B über einen Kalzinator 5 mit einer Brennstoffzuführung 5a. Die Zyklonstufen jedes einzelnen Strangs stehen in bekannter Weise über Steigleitungen,/und Leitungen zur Zuführung des Rohmaterials miteinander in Verbindung. Die der untersten Stufe eines Strangs zugeführte Luft wird durch den Strang hindurch nach oben mittels eines Gebläses 16, 17 hochgesaugt, und das Rohmaterial wird den Strängen bei 18 und 19 zugeführt.

Die dritte Zyklonstufe in dem Ofenstrang A besteht aus zwei Zyklonen IHa und IHb, die in solcher Weise gestaltet sind, daß die Menge des dieser Stufe zugeführten Rohmaterials unterteilt wird, wobei 15 bis 20 % der Gesamtmenge des Rohmaterials als ein Teilstrom über den Zyklon IHa durch die Leitung 7 hindurch dem Ofeneinlaß zugeführt wird, während, die Restmenge des dem Strang A zugeführten Rohmaterials über den Zyklon IHb und die Leitung 10 dem Kalzinator 5 in dem Kühlluftstrang B zugeführt wird.

- 7 +) z.B. die Steigleitungen 8 und 11,

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In dem eigentlichen Ofeneinlaß (siehe Figur 2) trifft der im Ofeneinlaß durch die Leitung 7 zugeführte Teilstrom auf die heißen Abgase, deren Temperatur sofort durch das zugegebene Rohmaterial gesenkt wird, wobei das Material gleichzeitig von den Ofenabgasen mitgerissen und aufwärts durch die Steigleitung 6 geführt wird. Unmittelbar bei dem Zusammentreffen des Rohmaterials und der Ofenabgase beginnt die Kalzinierung, und diese wird vollständig oder nahezu vollständig ausgeführt, bevor das Rohmaterial die Steigleitung 6 über die Zyklonstufe IV verläßt, wobei das Volumen des Teilstroms der Menge der in den Abgasen an dem Ofeneinlaß enthaltenen Wärme entspricht, mittels der die vollständige oder nahezu vollständige Kalzinierung des Teilstroms sichergestellt ist bzw. wird. Das so in der Steigleitung 6 und/oder im Ofeneinlaß kalzinierte Rohmaterial wird über die Zyklonstufe IV des Ofenstrangs A durch die Leitung 13 der Leitung 14 zugeführt, in der das Material vermischt wird mit dem in dem Kalzinator 5 kalzinierten Rohmaterial , das in gleicher Weise der Leitung 14 von der Zyklonstufe IV des Kühlluftstrangs B über die Leitung 12 zugeführt wird.

Wenn das in der Steigleitung 6 behandelte Rohmaterial, das ein stabiles hohes Maß der Vorkalzinierurg besitzt, in der Leitung 14 dem in dem Kalzinator 5 behandelten Rohmaterial zugegeben wird, ist es, so hat die Erfahrung gezeigt, möglich, ein mittleres Maß der Kalzinierung der Gesamtmenge des der Anlage zugeführten Rohmaterials sicherzustellen. Somit wird insgesamt ein stabileres Maß der Kalzinierung bei der erfindungsgemäßen Anlage erreicht als bei den bisher bekannten Anlagen, bevor das Rohmaterial dem Ofen zur weiteren Behandlung zugeführt wird. Die Leitung 14 führt das vorkalzinierte Rohmaterial am unteren Ende des Ofeneinlasses ein, wodurch das Rohmaterial direkt nach unten in die Ofencharge eingeführt wird. Die Zuführung von Rohmaterial durch

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die Leitung 7 kann statt dessen weiter oben an der Steigleitung 6 ausgeführt werden, und in diesem Fall beispielsweise über die Leitung 7a, die dann den unteren Teil der Leitung 7 ersetzt und eine wirksamere Suspension des Materials in den Abgasen in der eigentlichen Steigleitung und folglich die Erreichung des bestmöglichen Ausmaßes der Vorkalzinierung in derselben sicherstellt, jedoch gleichzeitig einen etwas geringeren Temperaturabfall der Abgase in dem Ofeneinlaß und entsprechend verminderte Möglichkeiten der schwächeren bzw. sparsameren Gestaltung, beispielsweise unter anderem der Rotationsdichtung 15 rund um den Einlaß, zur Folge hat.

Figur 3 zeigt grafisch auf der Basis von Berechnungen die Differenz in stabilem Zustand zwischen dem Ausmaß der Kalzinierung am Ofeneinlaß bei ausschließlicher Kalzinierung des Rohmaterials des Ofenstrangs in einem Kalzinator in einem anderen Strang (die strichlierte Kurve)und bei Weiterführung m eines Teils des Rohmaterials des Ofenstrangs zu Kalzinierungszwecken in einem Kalzinator eines anderen Strangs,/^ die ausgezogenen Kurven,, die Beispiele für ausgewählte Abgastemperaturen von 1000°, 1100 und 1200 C angeben). Aus der Figur 3 ist ersichtlich, daß eine wesentlich stabilera Vorkalzinierung - die Kurven sind viel flacher - bei Anlagen erreicht wird, bei denen eine Unterteilung der Menge des Rohmehls in dem Ofenstrang vor der Kalzinierung durchgeführt wird, als bei Anlagen, bei denen die gesamte Menge des Rohmaterials des Ofenstrangs zur Kalzinierung in einem anderen Strang (strichlierte Kurve) weitergeführt wird.

+) während ein anderer Teil des Rohmaterials des Ofenstrangs im Ofeneinlaß und/oder dessen Steigleitung kalziniert wird ■

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Leerseite

Claims

_ Λ — Patentansprüche

1. Verfahren zum Vorkalzinieren pulverförmigen oder granulatförmigen Rohmaterials, wie beispielsweise Zementrohmehl, in einer Ofenanlage vor der Behandlung des Materials in dem Ofen, wobei die Anlage über einen Vorwärmer mit mindestens zwei Strängen verfügt, deren einer Strang (der "Ofenstrang") ohne einen Kalzinator ausgestattet ist und mit Ofenabgasen versorgt wird, und deren anderer Strang (der "Kühlluftstrang") mit einem Kalzinator ausgestattet ist und mit Verbrennungsluft und Vorwärmluft in der Form von Kühlabluft aus einem Kühler zur Kühlung des Materials nach seiner Behandlung in dem Ofen versorgt wird, gekennzeichnet durch Unterteilung des in dem Ofenstrang vorerwärmten Rohmaterials in Teilströme derart, daß ein Teilstrom aus im wesentlichen der Maximalmenge an Material besteht, die mittels der in den Ofenabgasen enthaltenen Hitze vollständig kalziniert werden kann, durch Zuführung des einen Teilstroms zum Ofeneinlaß oder zu einer Steigleitung zwischen dem Ofeneinlaß und der letzten Stufe des Ofenstrangs zur im wesentlichen vollständigen Kalzi— nierung mittels der Ofenabgase und durch Zuführung eines zweiten Teilstroms zu dem Kalzinator in dem Kühlluftstront, wo das Material des zweiten Teilstrans . zusammen mit dem Rohmaterial kalziniert wird, das in dem Kühlluftstrang vorerwärmt worden ist, wonach das kalzinierte Rohmaterial aus beiden Vorwärmersträngen vereinigt und zur weiteren Behandlung dem Ofen gemeinsam zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom des Rohmaterials, der in der Steigleitung und/oder dem Ofeneinlafl kalziniert wird und aus dem Ofen-

•strang kommt, zwischen 15 und 20 % der gesamten Menge des der Anlage zugeführten Rohmaterials bildet.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Vorwärmer mit. mindestens zwei Vorwärmersträngen (A, B) , durch einen Ofen (1), durch einen zur Kühlung des Ofenproduktes an den Ofen (1) angeschlossenen Kühler (2), durch Mittel (6) zur Zuführung der Ofenabgase zu einem der Vorwämsrstränge (dem "Ofenstrang"A) , der über keinen Kalzinator verfügt, durch Mittel (4) zur Zuführung von Kühlluft von dem Kühler (2) aus zu einem anderen Vorwärnerstrang (dem "Kühlluftstrang" B) , der über einen Kalzinator (5) verfügt, durch Mittel zur Unterteilung des in deia Ofenstrang (A) vorerwärmten Rohmaterials in Teilströme, durch Mittel ( 7, 7a) zur Zuführung eines der Teilströme zu dem Ofeneinlaß und/oder der Steigleitung (6) zwischen dem Ofeneinlaß und der untersten Stufe (IV) des Ofenstrangs (A) zur Kalzinierung mittels der Ofenabgase, durch Mittel (10) zur Zuführung eines zweiten Teilstroms aus dem Ofenstrang (A) zu dem Kalzinator (5) in dem Kühlluftstrang

(B) zur Kalzinierung zusammen mit dem in dem Kühlluftstrang (B) vorerwärmten Rohmaterials und durch Mittel (14) zur Zuführung des kalzinierten Rohmaterials in der Form eines vereinigten Stroms zu dem Ofen (1) zur weiteren Behandlung.

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