DE2708486C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von alkaliarmem Zementklinker aus alkalihaltigem Rohmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von alkaliarmem Zementklinker aus alkalihaltigem Rohmaterial durch dessen stufenweise thermische Behandlung mittels Vorwärmstufe, Kalzinierstufe, Sinterstufe und Kühlstufe, wobei Wärme aus Brennstoff jeglicher Art sowohl in der Kalzinierstufe als auch in der Sinterstufe zugeführt wird, und wobei die Abgase der Sinterstufe durch Mischung mit einem kälteren, gasförmigen Medium abgekühlt werden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, daß höhere Alkaligehalte der Zementrohstoffe sowohl den Mechanismus lies Brennprozesses als auch die Klinkerqualität beeinflussen. Der nachteilige Einfluß auf den Brennprozeß besieht darin, daß zwischen Sinterstufe und Niederiemperaturstufe der Brennvorrichtung Alkalikreisläufe im Material- und Gasstrom entstehen, die zu hohen Alkalianreicherungen und zu Anbackungen von Alkaliverbindungen führen. Die in den Klinker einwandernden hohen Alkalimengen führen zu Verarbeitungsschwierigkeiten des Zementes sowie zu Ausblühungen des Betons. Durch Treiberscheinungen infolge· Reaktionen mit Zuschlagstoffen ist auch die Raumbeständigkeit des Betons nicht gesichert

Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, ist es aus der DE-PS 2 98 179 bekannt den Klinker in zwei Stufen zu erbrennen. Bei einem derartigen Verfahren werden die alkalihaltigen Abgase der zweiten Brennstufe — Sinterstufe — aus dem Gesamtprozeß abgeführt, so daß keine Alkalien in der kälteren Kalzinierstufe kondensieren, mit dem Material wieder zurück in die Sinterzone gelangen und so einen sich hoch anreichernden Kreislauf bilden können. Dieses Verfahren hat jedoch den außerordentlich großen Nachteil, daß der erhebliche Wärmeinhall der Abgase der Sinterstufc ohne weitere Nutzung dem Gesamtprozeß verloren geht womit die Herstellkosten des Zementes bis zur vollkommenen Unwirtschaftlichkeit erhöht werden. Es sind daher in der Folge Vorschläge gemacht worden, die diesen Nachteil zumindest teilweise vermeiden sollten.

Die US-PS 32 35 239 behandelt ein Verfahren, bei dem die Abgase der Sinterslufe zum Teil auch der Kalzi-

iisrsiufe zugeführt werden. Mit diesem alkalihaltigen 'eilstrom entsteht zwischen der Sinterstufe und der liedriger temperierten Kalzinierstufe aber wieder der ;efürchtete Alkalikreislauf mit um so höherer Anreicheung. je größer dieser Teilstrom aus Gründen der Enerfiewirtschaftlichkeit eingestellt wird. Dieses Verfahren cann also weder bezüglich der Vermeidung von Nacheilen durch hohen Alkaligehalt im Rohmaterial noch linsichtlich eines notwendigerweise niedrigen Wärme-/erbrauchs des Brennprozesses befriedigen.

Einen anderen Vorschlag zur Lösung des Alkaliproblems enthält die DE-PS 14 71 115, wonach die alkalitiaitigen Abgase der zweiten Brennstufe — Sinterstufe — durch Vorwärmung mindestens eines Anteiles des Rohmaterials so gekühlt werden sollen, daß sich keine wesentlichen Anteile an Alkalien auf dem Rohmaterial abscheiden. Um diesen Anspruch erfüllen zu können, wird ein indirekter Wärmeaustausch zwischen den alkalihaltigen Abgasen und dem Rohmaterial vorgeschlagen. Dies ist theoretisch zwar möglich, hinsichtlich der Kosten und der Betriebssicherheit jedoch erfahrungsgemäß sehr unvorteilhaft. Die weiteren Vorschläge, die Wärmeübertragung vom alkalihaltigen Gas auf das Rohmaterial durch Strahlung oder auf gleichmäßig granuliertes Rohmehl durch Hindurchsaugen des Gases vorzunehmen, sind ebenfalls sehr theoretisch und können zumindest nicht hinreichend wirksam sein, da die Alkalien im hochtemperierten Abgas der zweiten Brennstufe noch voll kondensierfähig sind.

Die oben geschilderten Nachteile treten auch bei einem anderen bekannten Verfahren zur thermischen Behandlung von Zementrohgut auf. Dort wird das Gut in einem aus zwei parallel zueinander angeordneten gleichgestuften Zyklonvorwärmern bestehenden Wärmetauschersystem der thermischen Behandlung unterzogen. Dem einen Zyklonvorwärmer mit Kalziniereinrichtung wird die Abluft des Gutkühlers und dem anderen Wärmetauscher die Abgase des Sinterofens zugeführt. Bei einem hohen Alkaligehalt des Zementrohgutes wird eh, Teil der Ofenabgase stetig abgezogen, um Alkalien aus der Anlage zu entfernen. Auch diese Maßnahmen können bei einem Zementrohgut mit hohem Alkaligehalt nicht ausreichend sein, da die im System verbleibenden Alkalien im hoch temperierten Abgas des Sinterofens noch voll kondensierfähig sind und sich auf den Rohmehlpartikeln absetzen. Ein Alkalikreislauf läßt sich mit diesen Maßnahmen nicht vermeiden. Auch belasten die nicht unbedeutenden Wärmeverlust.e durch das Verwerfen von thermisch hochwertigen Ofenabgasen an die Atmosphäre den Wärmeverbrauch des Brennprozesses.

Bei e'mem aus der DE-AS 23 56 740 bekannten Verfahren zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl in einer aus Vorwärmstufe, Kalzinierstufe, Sinterofenstufe und Kühlstufe bestehenden Zementanlage wird ein aus Kühlerabluft und Ofenabgas bestehendes Mischgas auf eine Temperatur von 800⁰C abgekühlt, wobei nur etwa 70% der in dem Ofenabgas enthaltenen flüchtigen Stoffe kondensieren und sich an dem Ofenstaub anlagern. Da hierbei die restlichen 30% an flüchtigen Stoffen im Ofenabgas verbleiben, welche über eine Kalzinierstufe, in der sie nochmals aufgewärmt werden, der Vorwärmstufe zugeführt werden, besteht hierbei zweifelsohne die Gefahr, daß die im Ofenabgas befindlichen flüchtigen Stoffe im oberen kühleren Bereich der Vorwärmstufe kondensieren und sich auf dem Rohmaterial niederschlagen. Schadstoffkreisläufe sowie unerwünschte Anbackungen an den Innenwandungen der in der Vorwärmstufe befindlichen Zyklonabscheider sind die Folge. Darüber hinaus ist hierbei nicht zu vermeiden, daß es durch die Rückführung des etwa mit 70% &n kondensierten Schadstoffen angereicherten Staubes aus dem Staubabscheider in der Sinterofenstufe zu einem Schadstoffkreislauf kommt, da die in den Ofen eingeführten, bereits kondensierten Schadstoffe darin wieder verflüchtigt und mit den Ofenabgasen über die Mischkammer, in der etwa 70% der flüchtigen Stoffe kondensiert und am Staub angelagert werden, wiederum im Kreislauf in den Staubabscheider gelangen.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, die geschilderten Nachteile der bisher bekannten Verfahren zu vermeiden und das Verfahren zur thermischen Behandlung von insbesondere alkalichloridhaltigem Zementrohgut so zu verbessern, daß bei vollständiger Vermeidung von Alkalikreisläufen eine optimale Wärmewirtschaftlichkeit des Brennprozesses erreicht wird.

Die erfnidungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Abgase der Sirsrstufe durch Mischung mit dem kälteren gasförmigen Medium auf unterhalb 700⁰C abgekühlt werden, und daß dieses abgekühlte Mischgas einer Vorwärmstufe ohne Kalzinierstufe zum direkten Wärmeaustausch mit dem größeren Teil de; kalten Rohmaterials zugeführt wird, und daß der restliche kleinere Teil des kalten Rohmaterials einer Vorwärmstufe mit Kalzinierstufe aufgegeben wird.

Damit werden praktisch alle im gesamten Abgas der Sinterstufe vorhandenen Alkalien innerhalb der Gasphase kondensiert. Die Vorwärmung des Rohmaterials oder zumindest seines überwiegenden Teiles erfolgt ausschließlich in direkter Berührung mit der hinsichtlich der Möglichkeit der Alkalienübertragung auf das Rohmaterial inert gewordenen gesamten Abgasmenge der Sinterstufe. Damit sind erstmalig die Voraussetzungen geschaffen, alkalihaltiges Zementrohmaterial ohne wesentlichen Wärmeverlust vorzuwärmen und den Brennprozeß bei optimaler Wärmewirtsckaftlich-

4« keit zu führen. Die bisher als unvermeidlich in Kauf genommenen schädlichen Alkalikreisläufe werden vollends unterbunden. Die Abkühlung der Abgase der Sinterstufe wird so gesteuert, daß die entstehende Mischtemperatur unterhalb 700⁰C, vorzugsweise um 500°C liegt Durch diese starke Temperaturabsenkung der Mischgase werden die heißen Abgase der Sinterstufe so weit abgeschreckt, daß die bis dahin in den Gasen in flüchtiger Form enthaltenden Alkalien unmittelbar zu staubfeinen Alkalisalzen sublimieren und die gesamten Ofenabgase bezüglich der Alkaliübertragung auf das Rohmaterial mit Sicherheit inert geworden sind.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Abgas der Sinierstufe und/oder das kältere gasförmige Medium vor der Mischung entstaubt wird, so daß die Gefahr eventuell auf Staubpartikeln kondensierender Alkalien weiter vermindert ist und die Alkalien im Abgas fast quantitativ in staubfeine Alkaltkristalle überführt werden können. Auch wird sichergestellt, daß der mit der Ents'iubung der Ofenabgase erzielte Vorteil dann erreicht wird, wenn ein an sich staubhaltiges Medium zur Abkühlung genommen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als kälteres, gasförmiges Medium für die Abkühlung der Abgase der Sinterstufe Abgas aus der Kalzinierstufe ver'endet wird. Dies ist aus wärmewirtschaftlichen Gesichtspunkten besonders vorteilhaft, wenn an einer anderweitigen Ausnutzung der Abgaswärme nach der Kalzinierstufe in besonderen Fällen

kein Bedarf besteht.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß der in der Vonvärmstufe ohne Kalzinierstufe vorgewärmte Rohmaterialanteil der Vorwärmstufe mit Kalzinierstufe an jedem Ort zugeführt wird, wo die Rohmaterialteilmengen etwa die gleiche Temperatur aufweisen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine gleichmäßige Wärmebehandlung der Gesamtrohmehlmenge in der Kalzinierstufe von besonderer Bedeutung, da hierbei eine optimale Wärmezufuhr in der Kalzinierstufe erfolgen kann, ohne daß Wärmeverluste infolge starker Temperaturunterschiede von Anteilen des zu kalzinierenden Rohmaterials entstehen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abgase der Vonvärmstufe in zwei is aufeinander folgenden Schritten entstaubt werden, wobei der im ersten Schritt abgeschiedene Staub dem Brennverfahren wieder zugeführt und der im zweiten Schritt abgeschiedene Staub verworfen wird. Diese Maßnahme verringert besonders wirtschaftlich den Verlust von Rohmaterial mit dem Abgas, ohne zu unerwünschten Alkalikreisläufen zu führen. Nachdem das Abgas der Sinterstufe und das mit ihm gemischte kältere, gasförmige Medium vor ihrer Mischung entstaubt worden waren, kann der gröbere Staub aus den Abga- 2s sen der Vorwärmstufe praktisch nur vom vorgewärmten Rohmaterial her stammen und ist daher gemäß vorigem frei von darauf kondensierten Anteilen. Der feinere Staub aus den Abgasen der Vorwärmstufe stammt dagegen zu einem erheblichen Teil auch noch aus dem Abgas der Sinterstufe und dem zugemischten kälteren, gasförmigen Medium und ist daher erheblich mit aufkondensierten Alkalien beladen. Es muß somit verworfen werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie besteht aus einer Einrichtung zur Vorwärmung, Kalzinierung, Sinterung und Kühlung von Zementrohmaterial bzw. Zementklinker, wobei der Vorwärmeinrichtung gasseitig eine Mischeinrichtung zur Vermischung von Abgasen der Sintereinrichtung mit einem kälteren gasförmigen Medium vorgeschaltet ist Die Vorrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung zur Vermischung von Abgasen der Sintereinrichtung mit einem kälteren, gasförmigen Medium eine Ansaugleitung für Frischluft aufweist und über weitere Leitungen mit der Abluftseite der Kühleinrichtung bzw. mit der Abgasseite der Kalziniereinrichtung in Verbindung steht Durch diese konstruktiven Maßnahmen werden eine Reihe von Vorteilen erzielt. Auch bei relativ hohen Alkaligehalten in den Zementrohmaterialien kann eine Klinkerqualität mit geringem Alkaligehalt gewährleistet werden, wobei die Kosten für die Anlageninvestitionen niedrig angesetzt werden können und ein optimal niedriger Wärmeverbrauch erzielt wird. Da die Sintereinrichtung abgasseitig unmittelbar mit der Mischeinrichtung in Verbindung steht werden die flüchtigen Alkalien in den heißen Ofenabgasen unmittelbar beim Austritt aus dem Sinterofen abgeschreckt und in feste staubfeine Form übergeführt, so daß dieses Abgas-Alkali-Aerosol bezüglich der Möglichkeit der Alkaliübertragung auf das vorzuwärmende Rohmaterial inert ist Mit geringstem konstruktiven Aufwand wird die Temperatur der Mischgase so gesteuert, daß mit Sicherheit gewährleistet ist, daß die im Ofenabgas verflüchtigten Alkalien zu feinkörnigen Alkalisalzen sublimierl werden. Gleichzeitig wird die Wärmewirtschaftiichkett des Brennprozesses verbessert da gasförmige Medien mit erheblichem Wärmeinhalt aus dem Prozeß selbst nahezu verlustfrei in den Prozeß eingekoppelt werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Kalziniereinrichtung aus einem vorzugsweise im Gegenstrom arbeitenden Hocherhitzungsteil für das Rohmaterial und einem in Materialfluß nachgeschalteten, vorzugsweise im Gleichstrom arbeitenden Reaktionsteil für die Kalzinierung selbst besteht. So kann durch diese Maßnahme die ohnehin zwischen dem Kühler und dem Hocherhitzungsteil verlaufende Gasleitung als Reaktionsstrecke verwendet werden und die Länge der Reaktionsstrecke in einfacher Weise auf die jeweilig geltenden Verfahrensbedingungen abgestellt werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Sintereinrichtung aus einem Drehrohrofen besteht der in seinem Einlaufbereich einen größeren Durchmesser aufweist als in seinem übrigen Bereich, so daß die Strömungsgeschwindigkeit der Ofenabgase zum Ofeneinlaufkopf hin vermindert wird und vorzugsweise bei etwa 5 m/sec liegt, so daß dadurch der aus dem Drehrohrofen von den Heißgasen mitgenommene Staubanteil erheblich verringert wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Gasströme durch die Sintereir.richtung anschließend durch die Mischeinrichtung und hierauf durch die Vorwärmeinrichtung mittels eines drehzahlrcgelbaren Abgasgebläses und die Gasströme durch die Hocherhitzungs- und Kalziniereinrichtung mittels eines anderen drehzahlregelbaren Abgasgebläses gefördert werden, so daß die Gasmengen in den einzelnen Wärmetauschersträngen genau eingestellt werden können und geringstmögliche Abgaswärmeverluste erzielt werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen in

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Ablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Angabe spezieller Ausführungsformen der einzelnen Verfahrensstufen,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Zementherstellungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In F i g. 1 ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt Ein Teil 3 des Rohmaterials wird der Kalzinierstufe 4 zugeführt Der andere Teil 1 des Rohmaterials, vorzugsweise der größere Teil wird nach Vorwärmung in der Vonvärmstufe 2 zusammen mit dem kleineren Teil 3 des Rohmaterials in der Kalzinierstufe 4 unter Brennstoffzugabe 11 anr'hernd vollständig entsäuert. Das gesamte entsäuerte Material 5 wird hierauf in der Sinterstufe 6 zu Zementklinker 7 gebrannt. Nach Abkühlung in der Kühlstufe 8 verläßt der Klinker als Fertigprodukt den Prozeß.

Die der Kühlstufe zugeführte Frischluft 9 wird als durch den Kühlprozeß erwärmte Luft in drei abführende Ströme unterschiedlichen Temperaturniveaus aufgeteilt Der Heißluftstrom 10 gibt in der Kalzinierstufe 4 seine Wärme ab und dient als Verbrennungsluft für den Brennstoffanteil 11. Die Verbrennung wird in der Kalzinierstufe so gesteuert daß die Temperaturen zwar für die Entsäuerung des Rohmaterials ausreichend hoch sind, jedoch sicher unterhalb der Verdampfungstemperatur der im Rohmaterial enthaltenden Alkaliverbindungen liegen. Das somit alkalifreie Abgas 12 dieser Behandlungsstufe ist daher ohne Nachteile für weitere Verwendung, beispielsweise für die Rohmaterialtrock-

iiung. im direkten Koniakt geeignet.

Der HeiOluftstrom 13 der Kühlstufe 8 bewirkt mit dem Brennstoffanteil 14 in der Sinterstufe 6 die Umwandlung des entsäuerten Materials 5 aus der Kalzinierstufe 4 zu Zementklinker 7. Infolge der hohen Sintertemperatur von etwa 1400°C werden dabei die im Material enthaltenen Alkalien weitgehend verdampft und bilden gemeinsam mit den Verbrennungsgasen aus der Sintei-sfjfe 6 den Abgasstrom 15. Dieser wird in einer Mischeinrichtung 16 mit dem Kühlluftstrom 17 der Kühlstufe 8 innig vermischt und die Mischung so vorgenommen, daß sich eine Mischtemperatur von unterhalb etwa 700° C vorzugsweise um 500° C ergibt Dabei kondensiert nahezu alles Alkali im Gas und liegt praktisch im festen Aggregatzustand staubfein verteilt vor. Das so entstandene Abgas-Alkali-Aerosol 18 tritt dann in die Vorwärmstufe 2 ein und gibt dort Wärme in direktem Kontakt an das Rohmaterial 1 ab. das damit für die weitere Behandlung vorgewärmt wird.

Da alles Alkali schon in fester Form vorliegt, kann es sich nicht mehr durch Kondensation auf das Rohmaterial niederschlagen. Bei der nach dem Wärmetausch erforderlichen Trennung von Gas und Material bleibt das in Form von Rauch und Gas schwebende Alkali in der Gasphase und verläßt als Teil des Aerosols 18 den Prozeß.

Die Einrichtungen zur Durchführung der einzelnen in F i g. 1 schematisch dargestellten Verfahrensschritte bestehen grundsätzlich aus einer Einrichtung zur Vorwärmung des Rohmaterials, zu dessen Hocherhitzung und Kalriierung, einer Einrichtung zur Sinterung des Materials zu Zementklinker und einer Einrichtung zur Kühlung des gebrannten Klinkers. Diese Einrichtungen sollten aus den Gründen einer optimalen Wärmewirtschaftlichkeit einer Zementherstellungsanlage im Gegenstrom arbeiten und die Einrichtung zur Kalzinierung des Zementrohmaterials sollte zumindest in ihrem Hocherhitzungsteii ebenfalls im Gegensirom arbeiten. Es sind aber für die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte auch im Querstrom oder Gleichstrom arbeitende Einrichtungen und schließlich Kombinationen aller selbstverständlich möglich.

In F i g. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Zementanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt Diese Zementanlage besteht aus zwei nebeneinander angeordneten Zyklonwärmetauschern 19 und 20, die einem Drehrohrofen 21 vorgeschaltet sind, dem seinerseits ein Rostkühler 22 nachgeschaltet ist Der Wärmetauscher 19 ist gasseitig mit dem Sinterofen 21 verbunden und besteht aus zwei übereinander angeordneten Zyklonstufen während der Wärmetauscher 20 aus vier übereinander angeordneten Zyklonstufen besteht und über eine Reaktionsstrecke 33 und eine Rohrleitung 34 gasseitig mit dem Rostkühler 22 verbunden ist

Zwischen dem Drehrohrofen 21 und dem Wärmetauscher 19 ist in der vom Drehofen zur untersten Zyklonstufe dieses Wärmetauschers führenden Abgasleitung 24 eine Mischkammer 23 für die Abkühlung der Abgase des Drehofens angeordnet In diese Mischkammer 23 führt eine mit einem Regelorgan 26 versehene Abluftleitung 25, die über eine als Abscheidezyklon ausgebildete Entstaubungseinrichtung 27 mit dem Rostkühler 22 in Verbindung steht Ein an der Mischkammer angeordneter Ansaugstutzen 28 mit verschließbarem Regelorgan 29 erlaubt die Zumischung von Frischluft Der Wärmetauscher 19 weist im oberen Bereich eine Zuleitung 30 für kaltes Rohmehl und im unteren Bereich eine Ableitung 31 für das vorgewärmte Rohmehl auf. Dem Wärmetauscher 19 ist schließlich abgasseitig ein regelbares Gebläse 32 nachgeschaltet.

Im oberen Bereich des Wärmetauschers 20 ist eine

Zuleitung 37 für die andere Teilmenge von kaltem Rohmehl angeordnet. Die beiden Wärmetauscher 19 und 20 sind über die Gutableitung 31 für das in dem Wärmetauscher 19 vorgewärmte Rohmehl verbunden. In unmittelbarer Nähe der Rohmehleinführung 35 aus der vorletz- ten Zyklonstufe des Wärmetauschers 20 in die Reaktionsstrecke 33 mündet eine Brennstoffzuführung 36. Die unterste Zyklonstufe des Wärmetauschers 20 steht über eine Leitung 38 für die Überführung des kalzinierten Mehles mit dem Drehrohrofen 21 in Verbindung.

Gasseitig ist dem Wärmetauscher 20 schließlich ein regelbares Abgasgebläse 39 nachgeschaltet.

Der Drehrohrofen 21 weist im Bereich des Guteinlaufes einen größeren Querschnitt auf als im Auslaufbereich und steht gutauslaufseitig über den Ofenkopf 40 mit dem Rostkühler 22 in Verbindung, im Ofeneiniaufkopf ist zur Steuerung und Regelung der Zugverhältnisse ein Drosselorgan 41 vorgesehen. Die Befeuerung des Drehrohrofens erfolgt mittels Brennstoffzuleitung 42. Die Verbrennungsluft für den Brennstoff wird dem Rostkühler 22 dort entnommen, wo die anfallende Kühlluft am heißesten ist.

Die schematisch dargestellte Anlage gemäß F i g. 2 weist die aus der modernen Verfahrenstechnik zur Herstellung von Zement bekannten Meß- und Regeltechni-

ken auf, die der Überwachung und Regelung des Zementherstellungsprozesses auch unter Einsatz programmierter Elektronenrechner dienen. Die hierzu erforderlichen Meßwertgeber und Stellorgane sind im einzelnen nicht dargestellt

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist folgende:

Eine größere Rohmehlteilmenge wird über die Zuleitung 30 dem Wärmetauscher 13 aufgegeben und durchsetzt diesen im Gegenstrom zu den aufsteigenden Ofen- abgasen. Die so vorgewärmte Rohmehlmenge wird über die Ableitung 31 dem Wärmetauscher 20 zugeführt Diesem Wärmetauscher wird die geringere Rohmehlteilmenge über die Zuleitung 37 aufgegeben. Diese Rohmehlteilmenge durchsetzt ebenfalls im Gegenstrom zu den heißen Brenngasen der Reaktionsstrecke 33 die beiden oberen Zyklonstufen und wird danach mit der vorgewärmten Rohmehlteilmenge des Wärmetauschers

19 in der Ableitung 31 zusammengeführt. Dort haben beide Rohmehlteilmengen etwa die gleiche Temperatur

so erreicht. Die gesamte Rohmehlmenge durchsetzt dann die vorletzte Zyklonstufe des Wärmetauschers 20 und wird aus dieser über die Rohmehleinführung 35 in die Reaktionsstrecke 33 eingegeben und mittels zugeführtem Brennstoff aus der Brennstoffzuführung 36 kalzi- niert, in der heißesten Zyklonstufe des Wärmetauschers

20 aus dem Gasstrom abgeschieden und über die Leitung 38 in den Drehofen 21 geleitet dort fertiggebrannt und schließlich als Zementklinker 7 aus dem Ofenauslaufkopf 40 in den Rostkühler 22 zur Kühlung geleitet Die Ofenabgase 15, die infolge der Querschnittsvergrößerung des Drehofens im Einlaufbereich Geschwindigkeiten unter 10 m/sec vorzugsweise etwa 5 m/sec haben, strömen, von dem Drosselorgan 41 geregelt durch die Abgasleitung 24 in die Mischkammer 23. In diese Mischkammer werden durch die Abluftleitung 25 Kühierabiuft 17 und gegebenenfalls durch den Ansaugstutzen 28 Frischluft derart eingeleitet daß die Mischgase eine Temperatur unter 700" C, vorzugsweise um 500⁰C

aufweisen, so daß die Alkalien in kristalline Form sublimieren.

Die zur Vorwärmung des größeren Rohmaterialanteiles im Wärmetauscher 19 verwendeten Mischgase sind dann hinsichtlich der Möglichkeit der Alkaliübertragung auf das Rohmaterial inert geworden. Das in Form von Rauch im Gas schwebende Alkali wird dann als Teil des Aerosols über das Gebläse 32 aus dem Wärmetauscher 19 abgezogen.

Heiße Kühlerluft 10 wird etwa aus dem mittleren Bereich des Rostkühlers 22 über die Abluftleitung 34 der Reaktionsstrecke 33 zugeleitet Die Verbrennungsgase dieser mit Brennstoff befeuerten Reaktionsstrecke durchströmen dann als wärmeabgebendes Medium im Gegenstrom zu der dem Wärmetauscher 20 aufgegebenen Rohmehlteilmenge denselben und werden über das Abgasgebläse 39 aus diesem abgezogen.

Hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung der Zementanlage sind iri Rahmen der Erfindung zahlreiche Variationen möglich. So kann beispielsweise die dargestellte Mischkammer 23 aus einem oder mehreren Mischzyklonen bestehen. Auch kann der Wärmetauscher 19 statt zwei eine oder auch drei Zyklonstufen aufweisen, wobei dessen Materialabgabe an den Wärmetauscher 20 mit dem Gutaustrag des ersten bzw. des vorletzten Zyklons dieses Wärmetauschers 20 verbunden ist

Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren gemäß F i g. 1 selbstverständlich auch dann angewendet werden, wenn das Rohmaterial in Form von Schlamm oder als Granalien vorliegt. Es ist dann nur dafür zu sorgen, daß das Alkalipartikel enthaltende Abgas der Vorwärmstufe nicht mit noch feuchten Rohmaterialpartikeln in Berührung kommt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von alkaliarmem Zementklinker aus alkalihaltigem Rohmaterial durch dessen stufenweise thermische Behandlung mittels Vorwärmstufe, Kalzinierstufe, Sinterstufe und Kühlstufe, wobei Wärme aus Brennstoff jeglicher Art sowohl in der Kalzinierstufe als auch in der Sinterstufe zugeführt wird, und wobei die Abgase der Sinterstufe durch Mischung mit einem kälteren, gasförmigen Medium abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase der Sinterstufe durch Mischung mit dem kälteren, gasförmigen Medium auf unterhalb 700⁰C abgekühlt werden, und daß dieses abgekühlte Mischgas einer Vorwärmstufe ohne Kalzinierstufe zum direkten Wärmeaustausch mit dem größeren Teil des kalten Rohmaterials zugeführt wird, und daß der restliche kleinere Teil des kalten Rohmaterials einer Vorwärmstufe mit Kalzinierstufe aufgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas der Sinterstufe und/oder das kältere, gasförmige Medium vor der Mischung entstaubt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß als kälteres, gasförmiges Medium für die Abkühlung der Abgase der Sinterstufe Abgas aus der Kalzinierstufe verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadvrch gekennzeichnet, daß die Abgase der Vorwärmslufe in zwei aufeinander folgenden Schritten entstaubt »erden, wobei der im ersten Schritt abgeschiedene Ctaub dem Brennverfahren wieder zugeführt und der im z» ;iten Schritt abgeschiedene Staub verworfen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Vorwärmstufe ohne Kalizinierstufe vorgewärmte Rohmaterialanteil der Vorwärmstufe mit Kalzinierstufe an jenem Ort zugeführt wird, wo die Rohmaterialteilmengen etwa die gleiche Temperatur aufweisen.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus Einrichtungen zur Vorwärmung, Kalzinierung, Sinterung und Kühlung von Zementrohmaterial bzw. Zementklinker wobei der Vorwärmeinrichtung gasseitig eine Mischeinrichtung zur Vermischung von Abgasen der Sintereinrichtung mit einem kälteren, so gasförmigen Medium vorgeschaltet ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung (16) zur Vermischung von Abgasen der Sintereinrichtung (6) mit einem kälteren, gasförmigen Medium eine Ansaugleitung für Frischluft aufweist und über weite- ren Leitungen (17) der Abluftseite der Kühleinrichtung (8) bzw. mit der Abgasseite der Kalziniereinrichtung (4) in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen zwischen Kühleinrichtung (8) und Kalziniereinrichtung (4) einerseits sowie Mischeinrichtung (16) andererseits jeweils Entstaubungseinrichtungen (27) eingeschaltet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch b5 gekennzeichnet, daß in der Verbindungslcitung (17) zwischen der Kühleinrichtung (8) und der Mischeinrichtung (16) ein Geblase angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalziniereinrichtung (4) aus einem vorzugsweise im Gegenstrom arbeitenden Hocherhitzungsteil für das Rohmaterial und einem in Materialfluß nachgeschalteten vorzugsweise im Gleichstrom arbeitenden Reaktionsteil (33) die Kalzinierung selbst besteht

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sintereinrhhtung (6) aus einem Drehrohrofen (21) besteht, der in seinem Einlaufbereich einen größeren Durchmesser aufweist als in seinem übrigen Bereich.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströme durch die Sintereinrichtung (6, 21) anschließend durch die Mischeinrichtung (16, 23) und hierauf durch die Vorwärmeinrichtung (2,19) mittels eines drehzahlregelbaren Abgasgebläses (32) und die Gasströme durch die Hocherhitzungs- und Kalziniereinrichtung (4,20) mittels eines anderen drehzahlregelbaren Abgasgebläses (39) gefördert werden.