DE2820098C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

In der Technologie des Portlandzements sind zahlreiche Anlagen zum Vorwärmen und Brennen der trockenen Zementroh­ mischung bekanntgeworden, die anerkannte Vorteile in Wärme­ ersparnis und Einfachheit des Aufbaus aufweisen.

Diese Anlagen sind aber dann nicht wirtschaftlich ver­ wendbar, wenn die natürliche Nässe der Rohstoffe es er­ fordert, daß ihre Behandlung (Aufmahlen und Homogenisieren) durch das sogenannte Naßverfahren erfolgt, wozu das Brennen eines wäßrigen Schlammes der aufgemahlenen Rohstoffmischung gehört, indem 28% bis 45% Wasser (je nach Art der Roh­ stoffe) enthalten sind, was einen starken Verbrauch an ther­ mischer Energie bedingt, der zwischen 5250 und 6720 kJ je kg Klinker liegt.

Es sind heute noch zahlreiche an sich moderne und großzügig gebaute Anlagen vorhanden, die nach einem solchen Verfahren und mit dem genannten hohen Energieverbrauch arbeiten. Damit ihr Betrieb wirtschaftlicher wird, bedürfte es eines geeigneten Umbaus.

Es sind Vorschläge und Versuche bekanntgeworden, um den 28% bis 45% Wasser enthaltenden Schlamm aus Portland­ rohmischung, der im Naßverfahren hergestellt wird, in die Abgase eines Drehofens zu sprühen, um den Schlamm in kurzer Zeit in ein trockenes Pulver zu verwandeln, welches dann als Suspension vorgewärmt und schließlich im Drehofen gebrannt werden soll. Praktische Schwierigkeiten und bescheidene Er­ gebnisse haben eine stärkere Verbreitung dieses Verfahrens verhindert. Auch sind Verfahren zum Trocknen des vorerwähnten wäßrigen Schlamms durch Vakuum- bzw. Filterpressen bekannt­ geworden. Filterpressen werden dabei am häufigsten verwendet. Diese sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß sie nur in intermittierender bzw. halbkontinuierlicher Weise arbeiten und zusätzlicher Behandlungsgeräte für das Zwischenlagern und Zumessen bedürfen, damit das behandelte Gut zu einer Trocknungs- und Sinterungsanlage weitergeleitet werden kann. Außerdem über­ steigen die finanzielle Belastung für die Investition einer solchen Anlage sowie die Betriebs- und Wartungskosten und die Kosten zum Filterpressen des Schlamms die Kosten der thermischen Energie, die für das Verdampfen des Wassers erforderlich wäre, so daß das Verfahren nicht wirtschaftlich ist.

Anlagen zum Brennen von Zement, die aus einem Vorwärmer, einem Drehofen mit nachgeschaltetem Kühler und einer Rohmaterial­ trocknung bestehen, die mit Vorwärmabgaben betrieben wird, sind aus der Zeitschrift "Zement-Kalk-Gips" (1977) Nr. 12, S. 597 bis 607 bekannt. Hierbei handelt es sich aber um Einrichtungen zum Brennen von trockenem pulverförmigem Ausgangs­ material.

Aus der DE-AS 12 74 487 ist eine Entwässerungsanlage für Rohschlamm mit 30 bis 50% Wassergehalte bekannt, die als Trennschleuder ausgebildet ist und die kontinuierlich betrieben werden kann. Es ist jedoch nichts darüber ausgesagt, wie die Integration dieser Vorrichtung in die übrigen Anlagenteile erfolgen soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art dahin auszugestalten, daß der hohe spezifische Energieverbrauch her­ kömmlicher Zementöfen für das Naßverfahren verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Es wird hierbei der wäßrige Schlamm der nach dem Naßver­ fahren aufbereiteten, feingemahlenen und homogenisierten Rohmi­ schung mit 28% bis 45% Wassergehalt zuerst bis zu einer Rest­ feuchtigkeit von 18% bis 22% Wassergehalt durch Schleudern in der Trennschleuder kontinuierlich verdichtet. Die Trennschleuder ist in ihrem Betrieb viel einfacher und wirtschaftlicher als die bisher in den Zementwerken gebräuchlichen Filterpressen (Verdick­ ungsverfahren). Die erhaltene auf 18% bis 22% Wassergehalt ein­ gedickte Masse wird dem Trockner zugeleitet, in welchem die Trock­ nung durch Verdampfen, die mechanische und elektrostatische Ent­ staubung der abgesaugten Gase und das Vorwärmen des Pulvers stattfinden.

Ein besonderer Vorteil ist die Möglichkeit, vorhandene herkömmliche, nach dem Naßverfahren arbeitende Zementöfen mit relativ geringem Aufwand in Öfen hoher thermische Wirtschaftlich­ keit umbauen zu können, die gewissermaßen nach einem "Halbnaß­ verfahren" arbeiten.

Falls einer der Bestandteile der Rohmischung mit natürlich geringem Wassergehalt vorhanden ist, so kann er separat trocken­ gemahlen werden und dann als trockenes Pulver der verdickten Masse in der Trocknungsstufe oder der getrockneten Mischung in der ersten Vorwärmstufe zugegeben werden (Anprüche 2, 3).

Gemäß Anspruch 4 kann ein Reaktor zur teilweisen Entsäuerung vorgesehen sein.

Dem Reaktor werden Heißgase, die in einer besonderen Brennkammer mittels irgendeinem beliebigen Brennstoff erzeugt werden, sowie Heißluft zugeführt, die von der Kühlanlage des Klinkers stammen. Die Aufgabe des Reaktors besteht in der Herbei­ führung der teilweisen Entsäuerung der vorgewärmten Mischung und zugleich darin, den Abgasen die Durchflußmenge und die Temperatur zu sichern, die zum Trocknen des verdickten Schlammes angemessen sind (Anspruch 5).

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Gesamtanlage;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht aus Fig. 1;

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

Der Schlamm mit einem Wassergehalt von 28 bis 45% wird zugemessen und einer liegenden Trennschleuder 1 zugeführt, wo er auf 18 bis 22% Wassergehalt entfeuchtet und dann in gleich­ mäßigen Mengen (gegebenenfalls mit einem oder mehreren im Trockenverfahren aufbereiteten und in der Zumeßwaage 5 zudo­ sierten Bestandteilen der Rohmischung) dem Trockner 2 zuge­ führt wird, in dem die aus der ersten Vorwärmstufe 7 stammenden Gase in Gleichrichtung strömen.

Das getrocknete, feste und pulvrige Gut wird von den Gasen in Suspension mitgenommen und dann in Zyklonentstaubungsvorrich­ tungen 3 und einem Elektrofilter 4 von diesen abgeschieden. Das Pulver wird dann (gegebenenfalls mit einem oder mehreren im Trockenverfahren aufbereiteten und in der Zumeßwaage 5 getrennt abgemessenen Bestandteile der Rohmischung) der Strömung der Abgase in der Leitung 6 zugeführt, die die zweite Vorwärmstufe 12 und die erste Vorwärmstufe 7 miteinander verbindet.

Das in der Vorwärmstufe 7 aufgefangene Gut gelangt zum Unterteil des Reaktors 8, wo es von den in der Kammer 9 er­ zeugten Abgasen in Suspension mitgenommen wird. In der Kammer 9 wird irgendein beliebiger Brennstoff und heiße Brennluft ver­ wendet, die aus der Klinkerkühlanlage 10, gegebenenfalls nach Entstaubung in einem Fall- oder Zentrigalabscheider 11, heran­ strömt. Die in der Kammer 9 erzeugten Abgase werden dem Reaktor 8 tangential zugeführt, wie es insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist.

Von dem Reaktor 8 gelangt das vorgewärmte Gut als Suspension zum Zyklon 12. Hier wird es getrennt und dem Drehofen 13 zuge­ leitet, wo die völligste Entsäuerung und die Klinkerbildung erfolgen.

Wenn besondere Verhältnisse es erfordern, erfolgt der Trocknungsvorgang unter teilweiser Ausnützung eines mehr oder weniger großen Anteils der aus der Klinkerkühlanlage 10 kom­ menden Heißluft (s. die gepunktet eingezeichnete Leitung 14).

Die Hauptvorteile der Anlage mit integrierter Trenn­ schleuder sind folgende: Die Trennschleuder 1 arbeitet in kontinuierlichem Verfahren, kann wie eine Einheit in den Trockner 2 eingeschaltet werden, wobei sie die dreifache Aufgabe als Verdicker, Förderer und Luftsperre erfüllt (letzteres ist wegen des im Innern des Trockners 2 herrschenden Unterdrucks er­ forderlich).

Somit wird es möglich, am Eingang der Trennschleuder 1 einen Schlamm mit 28 bis 45% Wassergehalt zuzumessen.

Werden dagegen nach dem bekannten Verfahren Filterpressen als Schlammverdicker eingesetzt, so erfolgt die Arbeit stoß-, d. h. chargenweise; die entstandenen Kuchen müssen zerkleinert, angehäuft, gewichtsmäßig zugemessen und der Trocknungsanlage über Luftsperrventile zugeleitet werden. Der Betrieb der Luftsperrventile ist bei einem klebrigen Stoff, wie es der verdickte Schlamm oft ist, stets unregelmäßig; der nicht ein­ wandfreie Betrieb geht unvermeidlich auf Kosten der thermischen Wirkungsgrades des Trocknungsvorganges wegen unerwünschten Lufteintrittes.

Es ist die Möglichkeit gegeben, einen oder mehrere Bestand­ teile der Rohmischung in Form trockenen Pulvers dem Trockner 2 oder der Leitung 6, die zur ersten Vorwärmstufe 7 führt, zuzu­ leiten, falls solche Bestandteile wegen geringer natürlicher Feuchtigkeit oder bei Verwendung als Korrektoren besser im Trockenverfahren aufzumahlen sind.

Im Hinblick auf den Wärmehaushalt sind folgenden Ver­ wendungen möglich:

• - Die erhebliche Hitze der Ofengase läßt sich zum Trocknen des verdickten Schlammes verwenden, nachdem sie zur Vorkalzinie­ rung und zum Vorwärmen der getrockneten Mischung gedient hat;
• - ein Teil der Heißluft aus der Klinkerkühlanlage 10 läßt sich als Brennluft im Reaktor 8 der Vorkalzinierung verwenden;
• - ein weiterer Teil derselben Heißluft kann nötigenfalls als zusätzliches Trocknungsgas im Trockner 2 Verwendung finden.

Die Wirkungsweise des Reaktors 8 der Vorkalzinierung er­ laubt, die Menge des dem Drehofen 13 zuzuführenden Brennstoffes zu vermindern, wodurch auch die thermische Beanspruchung der feuerfesten Auskleidung und die Temperatur in der Sinterzone herabgesetzt werden. Außerdem verringern sich auch die Ver­ dunstung flüchtiger Bestandteile aus dem Brenngut und ihre Anreicherung im Innern des Brennsystems.

Der Umbau vorhandener Brennöfen für Naßverfahren zu Öfen für Halbnaßverfahren ist einfach und angemessen wirtschaftlich, da der Wärmebedarf von den bisher üblichen Werten von 5250 bis 6720 kJ je kg Klinker auf nicht mehr als 3990 kJ je kg Klinker herabgesetzt wird.

Claims (5)

1. Anlage zur Herstellung von Portlandzementklinker aus einer als nasser Schlamm mit 28% bis 45% Wassergehalt vorliegenden Zementrohmischung,
mit einer Teilentfeuchtungsvorrichtung für den nassen Schlamm,
mit einer Trockenvorrichtung, der der teilentfeuchtete Schlamm zugeleitet wird und durch die in gleicher Richtung aus einem Mehrzonenvorwärmsystem herkommende Gase strömen,
mit einer an den Ausgang der Trockenvorrichtung an­ geschlossenen Entstaubungsvorrichtung, aus der der abge­ schiedene Staub der ersten Vorwärmzone zugeleitet wird,
und mit einem Drehofen, dem das in der letzten Vor­ wärmzone vorgewärmte Gut zugeleitet wird und dem eine Klinkerkühlanlage nachgeschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Teilentfeuchtungsanlage für den nassen Schlamm aus zumindest einer horizontalen Trennschleuder (1) be­ steht, die unmittelbar an den Eingang zum Trockner (2) angeschlossen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Eingang des Trockners (2) zusätzlich eine Zumeßwaage (5) zur Zugabe zumindest eines Korrektions­ bestandteiles in Form eines trockenen Pulvers angeschlossen ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zumeßwaage (5) wahlweise an das Mehr­ zonenvorwärmsystem anschließbar ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktor (8) zum teil­ weisen Entsäuern des aus der ersten Vorwärmstufe (7) kommenden pulverigen Gutes vorgesehen ist, der in der den Drehofen (13) mit der letzten Vorwärmstufe (12) verbindenden Leitung eingebaut ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Reaktor (8) heiße Gase zuführbar sind, die in einer Brennkammer (9) unter Verwendung von aus der Klinkerkühlanlage (10) herstammender Warmluft als Brennluft erzeugt werden.