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Verfahren und Vorrichtung zum Brennen von Sintermaterial
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Brennen von Sintermaterial, das durch bei der Verbrennungstemperatur flüchtige Bestandteile
verunreinigt ist und mindestens eines der klemente K, Na, F und/oder Cl enthält,
wobei sich das erfindungsgemäße Verfahren auszeichnet durch die Verwendung einer
gegen die umgebende Atmosphäre abgeschirmten Vorrichtung mit mindestens einem beweglichen
Rost zur Aufnahme der Sintermaterialien, die dort gefördert und dabei ge-
trocknet
und erhitzt werden, und zwar mit Hilfe eines durch den Rost streichenden Gases,
und die vom Auslaßende des Rostes über einen erhitzten Drehofen zu einem luftgekühlten
Kühler geleitet werden, und durch die Verwendung heißen Prozessgases beim Brennvorgang,
wobei mindestens der Hauptteil des Prozessgases unabhängig von dem Drehofen mittels
mindestens eines Brennere erzeugt wird, der in einer Leitungsanordnung parallel
zum Drehofen angeordnet ist und der sich am Auslaßende des Rostes nach außen öffnet,
und wobei die in dem Kühler verwendete Kühlluft danach dem Brenner als sekundäre
Verbrennungsluft zugeführt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung
zum Durchführen des erfindungsgemäI3en Verfahren.
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Das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungrgemäße
Vorrichtung werden hauptsächlich zum Sintern von metallischen Sintermaterialien
verwendet, inebesondere von Eisenoxid-Pellets und von gesinterten Augangematerialien
für die Herstellung von Zement. Die in Alkaliverbindungen enthaltenen Verunreinigungen
in den gebrannten Sintermaterialien führen zu Problemen bei den Folgeprozessen nach
dem Brennvorgang und bei der Verwendung der Sintermaterialien, während Fluor-, Chlor-
und Schwefelverbindungen zu ernsthaften Umweltproblemen beim Brennvorgang führen.
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Um zumindest einen wesentlichen Teil der oben erwähnten Probleme
zu lösen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß beim Ausführen des oben erwähnten
Verfahrens die Temperaturen im Rostabechnltt und im Drehofen eo ausgewählt sind,
daß mindestens der Hauptteil der erwähnten Verbindungen in dem Drehofen verflüchtigt
und die in dem Drehofen gebildeten Gase vom Brennvorgang abgetrennt und bezüglich
dieser Verbindungen gereinigt werden. Dadurch kann der Hauptteil dieser Verbindungen
leicht und wirkungsvoll in einer vergleichsweise kleinen Gasmenge gesammelt werden,
die folglich in einer kleinen und damit billigen Gaereinlgungsvorrlchtung gereinigt
werden kann.
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Wenn der Drehofen durch das darin enthaltene Verbrennungsmaterial
erhitzt wird, beträgt die für die Temperatureinstellung der Sintermaterialien in
dem Drehofen erforderliche Verbrennungeluftmenge lediglich 3 bis 10 % der Luftmenge,
die zur Erzeugung der Gesamtmenge des Prozessgases erforderlich iet.
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Um die einer qualifizierten Reinigung zu unterwerfende Gasmenge zu
begrenzen wird beim Erhitzen des Drehofens durch das Verbrennungematerial die Verbrennung
im wesentlichen ohne Luftüberechuß ausgeführt.
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Nach dem Reinigen des verunreinigten Gases von den erwähnten Verbindungen,
das aus dem Drehofen entnommen worden iet, werdendiese Gase in vorteilhafter Weise
dem Brennvorgang
wieder zugeführt, um ihren Restwärmegehalt zu verwenden.
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Die in den abgetrennten Gasen enthaltenen Verunreinigungen mit F,
C1 und S können leicht dadurch entfernt werden, daß die Gase mit CaO enthaltendem
Material behandelt werden, während die Verunreinigungen in Form von Alkali-Verbindungen
durch Abktthlen der Gase auch eine Temperatur von etwa R000 C oder darunter entfernt
werden können.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung
des oben beschriebenen Verfahrens zum kontinuierlichen Brennen von Sintermaterial,
das durch bei der Verbrennungetemperatur flüchtige Bestandteile verunreinigt ist
und mindestens eines der Elemente K, Na, F und/oder C1 enthält; die Vorrichtung
ist gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgeschirmt und weiet mindestens einen beweglichen
Rost, einen am Auslaßende des Rostes angeschloseenen Drehofen und einen mit Kühlluft
betriebenen Kühler auf, der mit dem Auslaßende des Drehofens verbunden ist; zur
Erzeugung mindestens des Hauptteiles des Prozeeegaser für den Verbrennungeprozess
ist in einer Leitungsanordnung, die parallel zum Drehofen geschaltet ist und sich
am Auslaßende des Rostes nach außen öffnet, mindestens ein Brenner vorgesehen, der
ale sekundäre Verbrennungsluft die vorher im Kühler verwendete Kühlluft benutzt,
wobei außerdem die Vorrichtung eine Einrichtung zum Entfernen der in den Drehofen
gebildeten Gase und eine Relnlgungeelnrlehtung für diese Gase
bezüglich
der erwähnten Verbindungen aufweist.
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Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegende Zeichnung
näher erläutert, die eine schematische Darstellung der erfindungsgemE2en Vorrichtung
zum Brennen von Sintermaterial zeigt.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist einen Rostabschnitt
10 mit einem beweglichen Rost 11 auf, der durch den oberen horizontalen Teil eines
endlosen, gasdurchlässigen Rostbandes gebildet wird. Auf den Rost 11 wird Sintermaterial
12 in Form von feuchten Rohpellets aufgebracht, die durch Walzen hergestellt sind
und die in der Vorrichtung gebrannt werden sollen. Die Pellets werden auf den Zuftlhrungsteil
14 des Rostes 11 mit Hilfe eines Förderers 13 aufgebracht und werden während ihres
Durchlaufes durch den Rostabechnitt 10 getrocknet und erhitzt und am Auslaßteil
15 des Rostes li in einen geneigten Drehofen 16 abgegeben, von dessen unterem Ende
die Pellets einem Kühler 17 zugeführt werden. Der Kühler 17, der Drehofen 16 und
der Rostabschnitt 10 sind gegen die umgebende Atmosphäre abgeschirmt, und ein Druck
unterhalb des Atmosphärendruck wird in der Gesamtvorrichtung aufrechterhalten.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Kühler 17 mit einem
ringförmigen, bewegbaren, gasdurchlässigen Rost 18 versehen und mit Hilfe nich çargeetellter
Schirme in eine erste Kühlzone 19, in der die von dem Drehofen 16 abgegebenen Pellete
durchlaufen und während ihres Transports auf dem Rost 18 vorgekühlt werden, und
in eine zweite Kühlzone 20 unterteilt, in der die Pellets schließlich mit reiner
Luft gekühlt werden. Die Pellets werden von der zweiten Kühl zone 20 auf dem Rost
18 zu einem Abgabebereich 21 gefördert, von dem die gebrannten und gekühlsten Pellets
in einer nichtdargestellten, geeigneten Weise entfernt werden. Die Vorkithlung der
Pellete wird mit relativ heißer Luft bewirkt, die in den Übergangsbrelch zwischen
dem Rostabschnitt 10 oder dem Drehofen 16 angesaugt wird und die mit Prozeesgas
für den Brennvorgang verunreinigt werden kann, wobei das Prozessgas in der Vorrichtung
mit Hilfe einer Brennanordnung mit Brennern 22, 23 durch Verbrennungsmaterial erzeugt
wird und wobei die von der Brenneranordnung verwendete, sekundäre Verbrennungsluft
die primäre Kühlluft ist, die in dem Kühler 17 verwendet wurde. Zur Vereinfachung
der Daratellung sind die Einlaßleitungen für das Brennmaterial und die primären
Luftleitungen der Brenner 22, 23 in der Zeichnung nichargestellt. Die primäre und
die sekundäre Kühlluft werden der Unterseite des Kühlrostes 18 zugeführt und strömen
durch den Rost und die Unterlage der darauf liegenden Pellete nach oben. Um zu verhindern,
daß primäre Kühlluft aus der primären Kühlzone 19 in die sekundäre Kühlzone 20 abetrömt,
sind
diese Zone des Kühlers mit Hilfe gasdichter Bereiche unterteilt,
die die primäre Kühlzone umgeben und von denen ein gasdichter Bereich 24 dargestellt
ist, wobei diesen Bereichen reine Luft mit dem gleichen Druck wie dem in der primären
Kühl zone mit Hilfe einer Leitung 25 und einem Gebläse 26 zugeführt wird dabei sind
nichtdargestellte Einrichtungen in Form von Trennwänden oder dergleichen vorgesehen,
um die zum Abdichten verwendete Luft in dem Kühler 17 zu der Brenneranordnung 22,
23 zu leiten, um ale zusätzliche, sekunde Verbrennungsluft zu dienen.
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Das durch den Brenner 23 erzeugte Verbrennungs- oder Prozesegas wird
dem Rostabsohnitt 10 der Vorrichtung zugeführt, wo das Gas zum abschließenden Trocknen,
Erwärmen und Brennen der Pellet. durch den Rost und der Unterlage der darauf liegenden
Pellets in der folgenden Weise geleitet wird.
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Die Temperatur der Pellete wird in dem Drehofen 16 ausgeglichen, und
die Pellete werden vorzugsweise ebenfalle abschließend in dem Drehofen gebrannt.
Lediglich ein vergleichsweise kleiner Teil der Gesamtmenge des für den Brennvorgang
erforderlichen Prozeesgaeee wird hierfür benötigt. Der Brenner 23 ist in einer Leitungsanordnung
27 angeordnet, die sich nach außen am Auslaßende 15 des Rostes 11 öffnet und in
der mindeketen der Hauptteil den erforderlichen Prozeesgasee mit Hilfe den Brennern
erzeugt wird. Der Brenner 23, der Sekundärluft die von der primären Kühlzone 19
ankommende Verbrennungsluft
verwendet, zeigt eine derartJge, vergleichsweise
niedrige Temperatur in dem Sintermaterial im Vergleich zur Temperatur der ';intermaterialien
in dea Drehofen, daß Verunreinigungen in Form von Alkali oder anderen Verunreinigungen,
die sich bei hohen Temperaturen verflUchtigen, beiepielsweise Verunreinigungen mit
F oder C1, in dem Rostabschnitt 10 nicht verflüchtigt werden, sondern erst in dem
Drehofen 16.
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Einrichtungen 70, 71 in Form einer Trennwand und einer Leitung sind
dann vorgesehen, um die aus dem Drehofen 16 austretendeii raste zu trennen. Diese
abgetrennten Gase werden Einrictun 72, 73 zum Reinigen der Gase von den flüchtigen
Verunreinigungen zugeführt. Die fleinigungseinrichtung weist in der dargestellten
Ausführungsform einen Kühler 72 auf, in dem die Alkaliverbindungen durch Kühlen
der abgetrennten Gase auf etwa 7500 C staubförmigen niedergeschlagen werden. Mit
Hilfe einer Leitung 74 wird pulverförmiger Kalk zugeführt, um flüchtige Säureverunreinigungen,die
in den Gasen enthalten sind und F, C1 und S enthalten, zu binden. Außerdem bildet
der pulverförmige Kalk Kondensationekerne für die Alkaliverunreinigungen. Die niedergeschlagenen
Verunreinigungen und die in dem Kalk gebundenen Verunreinigungen werden in einer
Trennkammer 73 getrennt. Die gereinigten Gase werden dann über eine Leitung 75 zu
dem Rostabachnitt 10 zurückgeführt.
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Der Rostabachnitt 10 weist mehrere Trocknungs- und Wãrmezonen auf,
die entlang dem Rost 11 angeordnet und gegeneinander
abgeschirmt
sind und eine Vortrocknungszone 28 und eine Nachtrocknungszone 29 aufweisen, in
der die Pellete mit Hilfe reiner, heißer Luft, die durch den Rost 11 nach oben strömt,
vorgetrocknet bzw. mit Hilfe heißen Prozessgases endgetrocknet werden, das durch
die Unterlage nach unten strömt; das zulezt erwähnte Prozeesgas wurde vorher zum
Erhitsen oder zum Brennen verwendet, und eine Vorheizzone 30 und eine Endheizzone
31, in der die Pellets vorerhitzt bzw.
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enderhitst und mehr oder weniger vollständig mit Hilfe heißer Prozessgase
gebrannt werden, die nach unten durch den Rost 11 strömen, sind ebenfalls vorgesehen.
Prozesegas wird an die Zone 31 durch die Leitungsanordnung 27 abgegeben, während
vorher unbenutstes Prozessgas zu der Vorheizzone 30 durch Öffnungen 32 in der Abschirmung
geführt wird, die oberhalb des Rostes 11 zwischen den Zonen 30 und 31 angeordnet
iet; ebenfalls vorher unbenutstee Prozesegas, das mit Hilfe einer Leitung 33 und
einem Gebläse 34 durch eine Saugkammer 35 angeeaugt wird, die unmittelbar unterhalb
eines Teile Jeder der Zonen 30 und 31 angeordnet ist, wird eine Leitung 36 und eine
Verzweigung 37 zur Zone 30 geleitet. Die von den Reinigungseinrichtungen 72, 73
kommenden Gase werden ebenfalls der Zone 30 über die Leitungen 75 und 37 .qeführt.
Das in der Saugkuier 35 gesammelte Prozes@gas wird ebenfalls der Endtrocknungezone
29 durch eine weiter Versweigung 38 @ugeführt.
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Unmittelbar unterhalb der Endtrocknungszone 29 und eines Teils der
Vorheizzone 30 ist eine zweite Saugkammer 39 angeordnet, von der das Prozessgas
schließlich zu einer weiteren, nichtdargestellten, Gasreinigungseinrichtung über
Leitungen 40, 41 und ein Gebläse 42 zugeführt wird. Unterhalb des Auslaßendes des
Rostes 11 und des Ubergangsbereiches zwischen dem Rost 11 und dem Drehofen 16 ist
ein Sammelbehälter 43 angeordnet, der diejenigen Pellets aufnimmt, die ein Schaber
44, der am Auslaßende 15 des Rostes 11 angeordnet ist, dem Drehofen nicht zuführen
konnte, wobei der Behälter 43 mit der Saugeeite eines Gebläses 46 über eine Leitung
45 verbunden ist. Dadurch wird ein Unterdruck in dem Sammelbehälter 42 aufrechterhalten,
so daß zwischen dem Rostabsohnitt 10 und dem Drehofen eindringende Luft zusammen
mit Prozesegas in dem Behälter einströmt, das durch den Auslaßteil des Rostes 11
strömt. Das in dem Behälter 43 gesammelte Gas wird dem Kühler 17 über die Leitung
45 und das Gebläse 46 geführt, um die dem Drehofen 16 verlassenden, fertig gebrannten
Pellets vorzukühlen, und dann wird das Gas dem Drehofen 16 oder der Leitungsanordnung
27 zugeführt, wo es als sekundäre Verbrennungeluft für die Brenner 22, 23 verwendet
vird.
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Um eine Verdünnung des in der Saugkuier 35 gesanielten Prozeesgases
durch Einströmen von Luft aus dom uber6ngoberetoh
zwischen dem
RostabBchnitt 10 und dem Drehofen 16 zu vermeiden, ist unterhalb des Rostes 11 zwischen
der Kammer 35 und dem Auslaßende des Rostes 11 eine Dichtzone vorgesehen, die durch
eine Kammer 47 gebildet wird, die in der Nähe der Unterseite des Rostes angeordnet
ist und die über eine oder mehrere, relativ kleine Öffnungen, die in der dargestellten
Ausführungsform als schmaler Schlitz gezeigt sind, mit dem Host 11 in Verbindung
steht, während sie mechanisch gegen die Unterseite des Rostes aus anderen Gründen
mit Hilfe horizontaler Platten abgeschirmt ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt
ist. Die Kammer 47 ist mit der Saugeeite des Gebläses 49 mit Hilfe einer Leitung
48 verbunden, wodurch Gas aus der Kammer 47 durch Ansaugen derart geregelt entnommen
wird, daß in der Kammer ein Druck aufreohterhalten wird, der im wesentlichen gleich
dem Druck in dem Teil 35 der benachbarten Endheizzone 31 unterhalb des Rostes 11
ist. Das aus der Kammer 47 abgesaugte Gas wird von dem Gebläse 49 über eine Leitung
50 zur Leitung 45 geleitet, wo es zur priiär.n Kühlsone 19 des Kühlere 17 geführt
wird.
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Die zur abschließenden Kühlung der Pellets in der sekundären Kühlzone
20 des Kühlere 17 vorgesehene, reine Luft wird dem Kühler unterhalb des Kühlrostes
18 mit Hilfe eine Geblßees 51 und einer Leitung 52 zugeführt. Die zum abeohließenden
Kühlen der Pellets verwendete Luft wird über eine Leitung 53
zu
einem Geblase 54 abgesaugt, dessen Druckseite über eine Leitung 55 mit einer Druckkammer
56 verbunden ist, die unterhalb des Rostes angeordnet und der Vortrocknungszone
28 zugeordnet ist, wobei die Vortrocknungsluft aus der Druckkammer nach oben durch
den Rost und die dort liegende Schicht von Rohpellets zu einer Sammelkammer 57 gedrückt
wird, aus der die Luft, die vorher zum Vortrocknen der Pellets verwendet wurde,
mit Hilfe eines Gebläses 58 zu einem Kamin 59 geführt wird, um danach an die Atmosphäre
abgegeben zu werden.
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Zwischen der Vortrocknungs- und der Endtrocknungszone 28 bzw. 29
ist eine mechanisch dagegen abgeschirmte Dicht ozone 60 angeordnet, mit der Einrichtungen
verbunden sind, um Luft über den Rost 11 kontrolliert zuzuführen und Luft durch
Absaugen von der Unterseite des Rostes derart kontrolliert abzuziehen, daß ein Druck
aufrechterhalten wird, der im wesentlichen gleich dem Druck oberhalb des Rostes
bzw. dem Druck unterhalb des Rostes in der benachbarten Endtrocknungszone 29 ist.
Die Dichtzone 60 weist eine Druckkammer 61 oberhalb des Rostes il und eine Saugkammer
62 unterhalb des Rostes 11 auf.
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Wie in der Zeichnung dargestellt ist wird der Druckkammer 61 eine
Leitung 63 zugeführt, die sich von der Leitung 55 abzeigt und die dazu dient, vorher
zur Endkühlung der Pellet.
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in dem Kühler 17 verwendete Luft zu dem Teil der Dichtzone 60
oberhalb
des Rostes zu leiten, wobei die Leitung 63 mit Ventilen 64, 65 versehen ist, um
den Druck in ar Kammer 61 auf einen gewünschten Wert einzustellen. Alternativ kann
die Kammer 61 bei 66 mit der angebenden Atmosphäre verbunden sein, wobei das Ventil
64 geschlossen gehalten und der Druck in der Kammer 61 lediglich mit Hilfe des Ventils
65 eingestellt wird. Dies ist möglich, wenn die gesamte Vorrichtung bei einem Druck
arbeitet, der unterhalb des Atmosphärendrucke liegt, wie dies normalerweise der
Fall ist. Die Saugkammer 62 ist im wesentlichen genauso wie die oben erwähnte Kammer
47 aufgebaut, wobei der gewünschte Unterdruck in der Kammer 62 mit Hilfe eines mit
dieser verbundenen Sauggebläees 67 aufrechterhalten wird, dessen Druckseite die
aus der Kammer 62 angesaugte Luft ueber eine Leitung 68 zu der durch die Leitung
53 strömenden Vortrocknungsluft führt. Da die Syeteme, mit deren Hilfe die verschiedenen
Gebläse gesteuert werden, um das beschriebene und dargestellt Strömungsbild der
Vorrichtung aufrechtzuerhalten, alch bekannt sind, wurde auf eine nähere Erläuterung
verzichtet.
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