DE2824223C2 - - Google Patents

Description

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

In der Technologie des Portlandzements sind zum Vorwär­ men und Klinkern der trockenen, mehlartigen Zementrohmi­ schung verschiedene Arten von Anlagen bekanntgeworden, de­ ren thermische Wirtschaftlichkeit und einfacher Aufbau (Öfen für das Trockenverfahren mit Suspensionsvorwärmern) allge­ mein anerkannt sind.

Genauso interessant wegen des geringen Wärmeverbrauchs sind sowohl die Drehrohröfen langer Bauart mit eingebauten kreuzförmigen Wärmerückgewinneinrichtungen als auch Drehrohr­ öfen kurzer Bauart, die einen Vorwärmer mit beweglichem Rost benützen. Beiden Arten wird kleinstückiges Gut (Pellets) zugeführt, welches nach Anfeuchten der trockenen Rohrmi­ schung mit Wasser in besonderen Pelletisiergeräten herge­ stellt wird (Drehrohröfen für halbtrockenes Verfahren).

Die Abgase der Drehrohröfen für trockenes Verfahren mit Suspensionsvorwärmern haben einen erheblichen Wärmeinhalt, so daß sie oft noch zum Trocknen der Rohrstoffe verwendbar sind und daher ein noch vorteilhafteres wirtschaftliches Ergebnis ermöglichen. Demgegenüber bieten die Drehrohröfen für halbtrockenes Verfahren den großen Vorteil, daß sie dank der größeren Kontinuierlichkeit ihres Betriebes eine höhere Ausbeute gestatten.

Alle diese Anlagen sowohl für trockenes als auch für halbtrockenes Verfahren sind aber dann nicht wirtschaft­ lich verwendbar, wenn die natürliche Feuchtigkeit der Roh­ stoffe erfordert, daß ihre Behandlung (Aufmahlen und Homo­ genisieren) durch das sogenannte Naßverfahren erfolgt, wozu das Brennen eines wäßrigen Schlammes der aufgemahlenen Roh­ stoffmischung gehört, in dem 28% bis 45% Wasser (je nach Art der Rohstoffe) enthalten sind, was einen starken Auf­ wand an thermischer Energie (zwischen 5233 und 6700 kJ je kg Klinker) bedingt.

Es sind heute noch zahlreiche, moderne, großzügig ge­ baute Anlagen in Betrieb, die nach diesem Verfahren mit einem derart hohen Verbrauch an thermischer Energie arbeiten, daß ein Umbau erforderlich wäre, damit ihr Betrieb wirtschaft­ lich wird.

Vorschläge, den nach dem Naßverfahren bereiteten, 28% bis 45% Wasser enthaltenden Schlamm in die Abgase eines Drehrohrofens zu sprühen, um den Schlamm in kurzer Zeit in ein trockenes Pulver zu verwandeln, das dann in Suspension vorgewärmt und schließlich im Drehrohrofen gebrannt werden soll, stoßen auf praktische Schwierigkeiten, die eine in­ dustriemäßige Entwicklung dieses Prinzips bisher verhindert haben.

Die Verfahren zur mechanischen Entfeuchtung des in Rede stehenden wäßrigen Schlamms durch Filterung haben bei An­ wendung von Preßfiltern eine gewisse Verbreitung in der ein­ schlägigen Industrie gefunden. Die dazu erforderlichen An­ lagen bringen eine nicht geringe Aufgabe der Wartung mit sich und haben den Nachteil, daß sie mehr oder weniger inter­ mittierend arbeiten, so daß weitere Vorrichtungen für Be­ handlung, Zwischenlagerung und Zumessen des aufgehäuften Gutes mit einem restlichen Wassergehalt von 18% bis 22% den Preßfiltern nachgeschaltet werden müssen, um es den fol­ genden Anlagenteilen zur weiteren Behandlung, Trocknung und Sinterung zuzuführen.

Diese Verfahren lassen sich in zwei Hauptgruppen teilen:

• a) Ein Trockner behandelt den verdickten Ausgangsstoff unter Ausnützung der Wärme der heißen Gase aus der Sin­ terung und/oder aus der Klinkerkühlanlage und/oder aus irgendwelcher anderen Wärmequelle, wodurch die Rohmi­ schung in ein Mehl verwandelt wird, das als solches dann einer Brennanlage mit Suspensionsvorwärmern zugeführt wird.
• b) Eine oder mehrere Pressen verpressen das durch die Filterung weiter verdickte Gut in kleine Zylinder, deren Länge ein Vielfaches des Durchmessers beträgt, die über einen Trichter einer Trocknungs- und Sinterungsanlage (unter Verwendung eines Vorwärmers mit beweglichem Rost) zugeführt werden.

Diesen beiden Systemen haftet jedoch der Nachteil an, daß ihre Arbeitsweise nicht einfach ist und daß - beim Umbau eines bereits vorhandenen Ofens für Naßverfahren - eine um­ fangreiche Änderung der Anlagen (Kürzung des Drehofens, Auf­ stellung von Traggerüsten für die Suspensionsvorwärmer oder des beweglichen Rostes) erforderlich wird, so daß sich der Umbau meistens als unwirtschaftlich erweist.

Die Erfindung stellt sich die Schaffung einer Anlage zur Aufgabe, die in der Lage ist, die obenerwähnten Pro­ bleme wirtschaftlich zu lösen, und zwar insbesondere den Umbau vorhandener langer Drehrohröfen herkömmlicher Bauart für das Naßverfahren in andere Drehrohröfen mit niedrige­ rem Wärmeverbrauch.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anlage gemäß Anspruch 1 gelöst.

In der erfindungsgemäßen Anlage wird der wäßrige Schlamm aus Zementrohrstoffen, der nach dem herkömmlichen Naßverfah­ ren gemahlen und homogenisiert wurde und daher 28% bis 45% Wasser enthält, zuerst zugemessen und auf einen Wassergehalt von bis 22% durch Schleudern in kontinuierlich arbeitenden Maschinen verdickt, die an Einfachheit des Aufbaus und Wirt­ schaftlichkeit des Betriebes den heute in der Zementindustrie gebräuchlichen Filterpressen bei weitem überlegen sind.

Das Vorentwässern des Schlamms durch Schleudern ist für sich genommen durch die DE-AS 12 74 487 bekannt.

Der durch das Schleudern verdickte Brei wird nach der Erfindung einer Strangpresse direkt eingegeben, die kleine zylinderförmige durchmesserlange Preßkörper bildet und einer nachgeschalteten Vorrichtung abgibt. Um zu vermeiden, daß die frischen Oberflächen der zylinderförmigen Preßkörper bei der gegenseitigen Berührung aneinander haften bleiben, werden die Preßkörper in dem Eindampf- und Granulierzylinder sofort mit pulverförmigem trockenem Gut zusammengebracht und darin umgewälzt, welches ein Teil des aus dem elektri­ schen Filter der Brenneinrichtung entnommenen Gutes sein kann.

Zugleich wird die anfängliche Feuchtigkeit des Gutes (18% bis 22% Wassergehalt) allmählich durch Verdampfung auf 9% bis 13% Wassergehalt verringert, und es werden die zylinderförmigen Preßkörper durch die mechanische Einwirkung des Wälzens auf einer schnellaufenden Oberfläche zu kugeli­ gen Pellets geformt.

Dieser Arbeitsgang, den man "Eindampf-Granulation" nen­ nen kann, erfolgt kontinuierlich in dem rotierenden Eindampf- und Granulierzylinder, der (in gleicher Richtung wie von den zylinderförmigen Preßkörpern bzw. kugeligen Pellets) von Heißgasen von in bezug auf Durchflußmenge und Tempera­ tur angemessenem Wärmeinhalts durchströmt sein kann (Anspruch 2), welche aus der Klinkerkühlanlage kommen und gegebenenfalls durch Gase aus dem Sinterungsprozeß und/oder aus einer ande­ ren beliebigen Wärmequelle ergänzt werden können.

Der Transport der Wärme und des Arbeitsgutes im umlau­ fenden Zylinder der Eindampf- und Granuliervorrichtung kann durch eingebaute Wärmeaustauscher aktiviert werden (Anspruch 3).

Die Zumeßwaage sollte mindestens zum Teil mit dem in einem elektrostatischen Filter aus den Abgasen des Drehrohr­ ofens abgeschiedenem Staub beschickbar sein (Anspruch 4).

Gemäß Anspruch 5 empfiehlt es sich, in dem Drehrohrofen eingebaute Wärmetauscher einzusetzen, die dazu geeignet sind, das Arbeitsgut ohne Stöße oder plötzliches Abrutschen zu behandeln und dieses im ganzen Strömungsquerschnitt gleich­ mäßig zu verteilen.

Das Ausbleiben von Stößen, plötzlichem, intermittieren­ dem Abrutschen sowie auch von freiem (bzw. halbfreiem) Her­ unterfallen der kugeligen Pellets während ihrer Bewegung im Innern des Wärmetauschers vermindert das Zerbröckeln der Pellets und die Bildung großer Mengen von Staub, der sonst von den den Drehrohrofen durchströmenden Gasen aus dem Dreh­ rohrofen herausgefördert würde.

Der Werkstoff, aus dem der Wärmeaustauscher in seinem stromabwärts tiefsten Abschnitt - der daher auch mit den heißesten Gasen in Berührung kommt - besteht, ist hitzebe­ ständig und kann daher in Zonen mit Temperaturen bis 1050°- 1100° angewandt werden.

In diesem Wärmeaustauscher des Drehrohrofens finden daher das Vollaustrocknen, das Vorwärmen und das Austreiben des CO₂ statt.

Eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen kom­ binierten Anlage wird in der Folge anhand der einzigen Figur der Zeichnung beschrieben.

Der wäßrige Schlamm mit 28% bis 45% Wassergehalt wird zugemessen und einer liegend angeordneten Trennschleuder 1 zugeführt, bis auf 18% bis 22% Wassergehalt abgefeuchtet und dann unmittelbar einer kontinuierlich arbeitenden Strang­ presse 2 eingegeben, die aus der Masse kleine zylindrische Preßkörper formt, deren Länge ihrem Durchmesser nahezu gleich ist. Die kleinen zylindrischen Preßkörper werden sodann in Berührung mit einem Teil des trockenen mehlartigen Gutes gebracht, welches dem elektrischen Filter 4 entnommen wird, und mittels der Vorrichtung 3 im Innern des Eindampf- und Granulierzylinders 5 zugemessen.

Hierher strömen aus der Klinkerkühlanlage 6, im Absetz- oder Zentrifugalfilter 7 grob entstaubte Warmluft und ge­ gebenenfalls in der Kammer 9 durch Brennen eines beliebigen Brennstoffes erzeugte Heißgase mit einem Teil der obener­ wähnten Warmluft zusammen.

Die aus dem Eindampf- und Granulierzylinder 5 herauskom­ menden Pellets gelangen über die Einfüllvorrichtung 10 zum Drehrohrofen 11, in dessen Innerem kreuzweise angeordnete Wärmeaustauscher 12 eingebaut sind. Der erzeugte Klinker wird schließlich in der Klinkerkühlvorrichtung 6 abgekühlt.

Die Hauptvorteile der erfindungsgemäßen kombinierten Anlage für Schlammverdickung, gleichzeitige Eindampfung und Granulierung sowie anschließendes Brennen von wäßrigem Schlamm der Zementrohrmischung als Ausgangsstoff sind folgende:

Die Trennschleudern 1 arbeiten kontinuierlich und bil­ den mit der Strangpresse 2 und dem Eindampf- und Granulier­ zylinder 5 eine Baueinheit, so daß damit die dreifache Auf­ gabe der Mischungszufuhr, der Luftausschließung und der Ver­ dickung des anfänglich 28% bis 45% Wasser enthaltenden Schlamms erfüllt wird.

Beim Einsatz von Schlammverdickern und Filterpressen nach der bekannten Technik geht die Produktion intermittie­ rend vor sich. Die dabei erzeugten brikettförmigen Stücke müssen zerkleinert, aufgehäuft, in der Waage zugemessen und über Luftausschlußventile der Trocknungsanlage zugeführt werden. Der Betrieb der Luftausschlußventile erweist sich stets als unsicher wegen der Klebrigkeit des behandelten Gutes, die sich bei dem verdickten Schlamm stark bemerkbar macht. Unerwünschter Lufteintritt infolge dieser Betriebs­ unsicherheit geht unvermeidlich auf Kosten des thermischen Wirkungsgrades des Trocknungsvorgangs.

Die Möglichkeit einer Ausnützung eines Teils des er­ heblichen Wärmeinhalts der aus dem Drehrohrofen austreten­ den Gase ist gegeben.

Als einfach und entsprechend wirtschaftlich erweist sich der Umbau vorhandener langer Drehrohröfen für das Naßver­ fahren mit erheblichem Wärmeverbrauch zu Drehrohröfen für das Halbtrockenverfahren durch Aufstellung der aus Trenn­ schleuder 1, Strangpresse 2 und Eindampf- und Granulier­ zylinder 5 bestehenden Einheit an der Beschickungsseite des langen Drehrohrofens 11 und durch Ersetzen der in demselben eingebauten Wärmetauscher. Es müssen außerdem lediglich neue Verbindungsrohrleitungen für die Gase vorgesehen werden.

Mit diesen Änderungen wird der Wärmeverbrauch des Drehrohr­ ofens von 5233-6700 kJ je kg Klinker beim herkömmlichen Verfahren auf nicht mehr als 3850 kJ je kg Klinker herab­ gesetzt.

Claims (5)

1. Anlage zur Herstellung von Zementklinker in langen Drehrohröfen für das Naßverfahren mit eingebauten Wärme­ tauschern aus einer als nasser Schlamm mit 28% bis 45% Wassergehalt vorliegenden Zementrohmischung,
mit einer Einrichtung zur mechanischen Teiltentfeuch­ tung des Schlamms,
mit mindestens einer Presse zum Formen kleiner zylin­ derförmiger Preßkörper aus dem teilentfeuchteten Schlamm
und mit einer Trocknungs- und Sinterungseinrichtung für die Preßkörper mit Vorwärmung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur mechanischen Teilentfeuchtung aus zumindest einer liegend angeordneten Trennschleuder (1) besteht,
daß die Presse eine Strangpresse (2) ist, die unmittel­ bar an die Trennschleuder (1) angeschlossen ist,
daß die Trocknungs- und Sinterungseinrichtung einen an den Ausgang der Strangpresse (2) unmittelbar angeschlos­ senen Eindampf- und Granulierzylinder (5) umfaßt, dem zu­ sammen mit den aus der Strangpresse (2) kommenden zylin­ derförmigen Preßkörper über eine Zumeßwaage (3) trockenes, mehlartiges Gut zugeführt wird,
und daß der Ausgang des Eindampf- und Granulierzylin­ ders (5) unmittelbar an den Drehofen (11) angeschlossen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eindampf- und Granulierzylinder (5) in Gleichrich­ tung mit den zylinderförmigen Preßkörpern und mit dem mehl­ artigen Gut heißt Gase einleitbar sind, die von der Klin­ kerkühlvorrichtung (6) am Ausgang des langen Drehrohrofens (11) und/oder von einer anderen Wärmequelle (9) herstammen.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eindampf- und Granulierzylinder (5) mit eingebauten Wär­ metauschern versehen ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßwaage (3) wenigstens zum Teil mit dem in einem elektrostatischen Filter (4) aus den Ab­ gasen des Drehrohrofens (11) abgeschiedenen Staub beschick­ bar ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Eindampf- und Granulierzylinder (5) und im Drehrohrofen (11) eingebauten Wärmetauscher das Arbeitsgut ohne Stöße und ohne intermittierendes Abrutschen desselben behandeln und über den ganzen Durchströmquerschnitt der Gase gleichmäßig verteilen.