DE2934575A1

DE2934575A1 - Verfahren und anlage zur behandlung von feuchten rohmaterialien beispielsweise bei der zementherstellung

Info

Publication number: DE2934575A1
Application number: DE19792934575
Authority: DE
Inventors: Torben Enkegaard
Original assignee: FLSmidth and Co AS
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1979-08-27
Publication date: 1980-03-13
Also published as: SU933000A3; FR2434787A1; DK344179A

Description

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Verfahren und Anlage zur Behandlung von feuchten Rohmaterialien beispielsweise bei der Zementherstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung, einschließlich zum Brennen, von Zementrohmaterialien oder ähnlichen Materialien mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt, wobei die feuchten Rohmaterialien getrocknet, vorerwärmt und pulverisiert werden, bevor sie anderen Bereichen der Anlage zum weiteren Vorwärmen, Vorkalzinieren und Brennen zugeführt werden.

Ein älteres, wohlbekanntes Verfahren zur Herstellung von beispielsweise Zement ist ausgeführt worden unter Trocknen, Vorerwärmen und Sintern in einem langen Drehofen. Dieses Verfahren ist wegen der Verwendung von Rohmaterialien mit einem verhältnismäßig hohen Feuchtigkeitsgehalt als "Naßprozeß" bekannt. Der Übergang zur Verwendung von Zementrohmaterialien mit einem geringen Feuchtigkeitsgehalt hat eine Entwicklung ausgelöst, die durch die Verwendung separater Vorerwärmungsanlagen, beispiels-

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weise Zyklonvorwärmer, Vorkalzinierer und immer kleinerer Drehöfen, gekennzeichnet ist. Dieses als "Trockenprozeß" bekannte Verfahren hat einen erheblichen Beitrag zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Zementherstellung geleistet.

Zur Erzielung des von dem Trockenprozeß her bekannten Vorteils bei der Behandlung von Rohmaterialien mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, d.h. feuchten Rohmaterialien, ist ein Trockner, beispielsweise ein Sprühtrockner, gelegentlich (vgl. GB-PS 13 75 566) vor den Vorwärmer einer Trockenprozeßanlage eingesetzt worden, um die feuchten Rohmaterialien zu trocknen und zu pulverisieren, damit sie in der Anlage als trockene Rohmaterialien weiterbehandelt werden können. Bei diesen Anlagen ist es jedoch erforderlich, einen zusätzlichen Wärmeerzeuger vor dem Trockner einzusetzen, um zum Trocknen der feuchten Rohmaterialien ausreichend Wärme in dem Trockner zur Verfügung zu haben. Die Abgase des Ofens besitzen nach dem Hindurchtreten durch die Vorwärmerstufen nicht die zum Trocknen der feuchten Rohmaterialien in dem Trockner notwendige Wärme. Die Verwendung eines solchen Wärmeerzeugers angeschlossen an einen Trockner, der seinerseits vor einem Vorwärmer angeschlossen ist, der beispielsweise ein solcher des Zyklontyps sein kann, führt zu einem aufwendigen bzw. komplizierten und verhältnismäßig teuren Herstellungsverfahren und zu einer komplizierten technischen Anlage sowie zu einer Erhöhung der Betriebskosten der Anlage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung, und zwar im Wege des Trockenprozesses, von Zementrohmaterialien oder ähnlichen Materialien mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt, beispielsweise von Tiohschlamm für Zement oder einer Flotationskonzentration von Zementrohmaterialien, ohnedie vorstehend angegebenen Nachteile zu schaffen.

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Hierzu sieht die Erfindung vor ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Zementrohmaterial oder ähnlichen Rohmaterialien mit einem großen Feuchtigkeitsgehalt in einer Drehofenanlage, die über eine Vorerwärmungs- und Vorkalzinierungseinrichtung mit einem Trockner verfügt, dem das feuchte Rohmaterial zugeführt wird, wobei das getrocknete, vorerwärmte Rohmaterial des Trockners in den Ofenabgasen suspendiert und anschließend einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, die für die Erzielung des gewünschten Vorkalzinierungsgrades ausreicht, und wobei die Abgase, nachdem sie von dem vorkalzinierten Rohmaterial, das dem Drehofen zur v/eiteren Wärmebehandlung zugeführt wird, abgeschieden worden sind, dem Trockner zugeführt werden und die Temperatur der Abgase nach der Abscheidung von dem vorkalzinierten Rohmaterial ausreicht zur Trocknung des feuchten Rohmaterials in dem Trockner.

Die Erfindung besteht des weiteren in einer Drehofenanlage zur Wärmebehandlung von Zementrohmaterial oder ähnlichen Rohmaterialien mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt, wobei diese Anlage verfügt über eine Vorerwärmungs- und Vorkalzinierungseinrichtung, die an den Ofen angeschlossen ist und einen Trockner besitzt, dem das feuchte Rohmaterial zugeführt wird, zum Pulverisieren, Trocknen und Vorerwärmen des feuchten Rohmaterials vor dessen Zuführung zu dem Ofen und eine Vorkalzinierungszone zur Vorkalzinierung des Rohmaterials sowie über Mittel zur Suspendierung des getrockneten und vorerwärmten Rohmaterials in den Ofenabgasen, die der Vorkalzinierungszone zuzuführen sind, über einen an die Vorkalzinierungszone angeschlossenen Abscheider zum Abscheiden des vorkalzinierten Rohmaterials aus den Ofenabgasen und über Mittel zur direkten Zuführung der Abgase des Abscheiders zu dem Trockner zur dortigen Verwendung bei der Trocknung des feuchten Rohmaterials.

Somit wird also während der Hindurchführung der Abgase durch den Trockner hindurch die Gaswärme zum Trocknen und Vorerwärmen

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der Rohmaterialien verwendet. Von dem Trockner aus werden die Gase in bevorzugter Weise einem Staubabscheider über einen weiteren Abscheider zugeführt, in dem die aus den Gasen abgeschiedenen Rohmaterialien zusammen mit den Rohmaterialien des Trockners dem Ofeneinlaß oder einer untersten Steigleitung zugeführt werden.

Somit kann der besondere Mehrstufen-Zyklonvorwärmer der vorbekannten Ofenanlagen teilweise durch den Trockner, in dem auch ein Teil der notwendigen Vorerwärmung stattfindet, und teilweise durch eine Steigleitung mit einem Vorkalzinierer ersetzt werden, in der bzw. in dem der übrige Teil der Vorerwärmung und ein Teil der Vorkaiζinierung stattfindet.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß separate Wärmeerzeuger, wie diese bisher zur Erzielung der gewünschten Temperatur im Trockner verwendet worden sind, durch die Wärme des Vorkalzinierers und der Ofenabgase ersetzt werden kann, wodurch eine verbesserte Verwendung der letzteren erreicht wird. Dies wird möglich gemacht durch die Verwendung eines Drehofens mit einer eingebauten Dispersionseinrichtung für die Rohmaterialien am oberen Ofenende, was die Verwendung eines verhätlnismäßig kurzen Ofens und die Erzielung der notwendigen Vorkalzinierungswärme für die Rohmaterialien an dem Ofenende und in der Steigleitung gestattet, welches System beispielsweise aus der GB-PS 15 08 840 bekannt ist, oder dadurch, daß die Kühlabluft eines hinter dem Ofen zur Kühlung des in dem Ofen behandelten Produkts angeschlossenen Kühlers als Verbrennungsluft der Vorkalzinierungszone durch den Ofen hindurchgeführt oder um den Ofen herumgeführt oder in kombinativer Weise geführt wird und daß die Rohmaterialien des Trockners dem Ofeneinlaß und/oder der Vorkalzinierungszone zugeführt werden. In beiden Fällen wird der Verlust von Wärme der Ofenabgase und der Vorkalzinatorabgase in einem Mehrstufenvorerwärmer verhindert.

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Darüber hinaus führen der Trockner und der Kalzinator mit den zugehörigen Abscheidungszyklonen gemeinsam zu einer extrem kompakten Vorerwärmungs- und Vorkalzinierungseinrichtung. Der Wunsch nach konstruktiv vertretbaren Trocknerabmessungen macht das Verfahren und die zugehörige Anlage besonders vorteilhaft und preiswert, wenn die Anlage für kleine Produktionskapazitäten bestimmt ist.

Im folgenden werden zwei Beispiele erfindungsgemäßer Drehofenanlagen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Anlage mit einem Drehofen mit eingebauter Dispersionseinrichtung für die Rohmaterialien am oberen oder Einlaßende und

Fig. 2 schematisch eine Anlage mit einer By-pass-Führung für Verbrennungsluft vom Kühler zur untersten Steigleitung und mit einer Rohmaterialzuführung zu dem oberen Ofenende und/oder der Vorkalzinierungszone.

In Fig. 1 ist ein Drehofen 1 mit einer Dispersionseinrichtung in der Form einer Schöpfkammer 1a dargestellt, die am Ofeneinlaß 2 angeordnet ist. Eine Trocknungs^Vorerwärmungs-' und Vorkalzinierungseinrichtung ist an den Ofeneinlaß angeschlossen und besteht in einem Sprühtrockner 8 mit einer Zuführungsleitung 8a für Rohmaterial mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt, d.h. feuchtes Rohmaterial, und mit einer Steigleitung 3, die als Vorkalzinator wirkt und mit einer Brennereinrichtung bekannter Art mit einer Brennstoffzuführung 4a und einer Zuführung 4b für atmosphärische Luft zur Verbrennungs in dem Vorkalzinator ausgestattet ist. An den Vorkalzinator 3 und an den Sprühtrockner sind entsprechende Abscheidungszyklone 5 und 12 zur Abscheidung der behandelten Rohmaterialien aus den Abgasen angeschlossen.

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Das vorkalzinierte und im Zyklon 5 abgeschiedene Rohmaterial wird durch eine Leitung 6 zum unteren Teil des Ofeneinlasses an der anderen-Seite der Schöpfkammer 1a zur weiteren Behandlung im Ofen 1 geführt, während das im Zyklon 12 abgeschiedene Rohmaterial durch eine Leitung 15 hindurch der Schöpfkammer 1a zusammen mit dem übrigen in dem Sprühtrockner 8 getrockneten und vorerwärmten Rohmaterial zugeführt wird. Eine Abgasleitung 7 führt die Gesamtmenge der Abgase des Ofens 1 und des Vorkalzinators 3 zu dem Sprühtrockner 8. Das Abgas strömt dann durch den Sprühtrockner 8 hindurch und verläßt diesen über eine Leitung 11 und wird durch eine Leitung 13 hindurch einem (nicht dargestellten) Staubabscheider über den Zyklon 12 zugeführt. Luftschleusen 10 und 14 werden dazu verwendet, Falschluft daran zu hindern, durch die Leitungen 9 und 15 angesaugt und in den Sprühtrockner 8 bzw. den Zyklon 12 eingesaugt zu werden.

Beim Betrieb der Anlage werden feuchte Rohmaterialien dem Sprühtrockner 8 über die Leitung 8a zugeführt und in dem Sprühtrockner 8 getrocknet, pulverisiert und vorerwärmt, und zwar mit Hilfe von heißen Abgasen des Ofens 1 und des Kalzinators 3. Das Rohmaterial strömt danach durch die Leitung 9 und wird zusammen mit dem im Zyklon 12 abgeschiedenen und durch die Leitung 15 strömenden Material der Schöpfkammer la zugeführt. An dieser Stelle werden die Rohmaterialien in Suspension in den Ofenabgasen dispergiert, die nahezu eine Vorkalzinierungstemperatur erreicht haben, und in den Gasen mitgenommen durch die Steigleitung hindurch aufwärts in den Vorkalzinator 3 zur weiteren Vorkalzinierung geführt. Im Zyklon 5 wird das vorkalzinierte Rohmaterial aus den Ofenabgasen abgeschieden und danach zur weiteren Behandlung im Drehofen 1 durch die Leitung 6 hindurchgeführt. Pfeile kennzeichnen den Strömungsweg der Abgase durch die Anlage hindurch, und es ist ersichtlich, daß bei dem dargestellten Bei-

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spiel die gesamte Abgasmenge durch die Leitung 7 dem Sprühtrockner 8 zugeführt wird.

Berechnungen haben gezeigt, daß dann, wenn die Temperatur der Ofenabgase im oberen Ende des Ofens bei 1400 bis 1600⁰C liegt, die sich ergebende Abgastemperatür am Einlaß des Vorkalzinators bei etwa 800⁰C, am Auslaß aus dem Vorkalzinator bei etwa 900⁰C, am Einlaß im Boden des Sprühtrockners bei etwa 850⁰C und am Auslaß aus dem Sprühtrockner bei etwa 175°C liegt.

Die meisten in Verbindung mit Fig. 2 verwendeten Bezugszeichen sind identisch denjenigen verwendet in Verbindung mit Fig. 1. Bei der Anlage der Fig. 2 verbindet eine übliche Ofendichtung 1b den oberen Ofeneinlaß 2 mit dem untersten Ende einer Steigleitung 3a. Verbrennungsluft eines (nicht dargestellten) hinter dem Ofen angeschlossenen Kühlers wird über eine Leitung 17 der Steigleitung 3a zugeführt, wobei die Luft um den Ofen herumgeführt wird. In der Leitung 17 ist eine Drossel 18 zur Regelung der Verbrennungsluftzuführung angeordnet. Mittels eines Verteilerventils 16 werden die Rohmaterialien des Trockners 8 und des Zyklons 12 entweder dem Ofeneinlaß 2 oder dem Vorkalzinator 3 zugeführt. Bei dieser Ausführungsform kann die Wärme am Ofeneinlaß 2 niedriger sein als bei der Ausführungsform der Fig. 1 und ermöglicht die By-pass-Führung der Verbrennungsluft eine Wärme höher als diejenige, die ansonsten in dem Vorkalzinator erzeugbar wäre, und auch eine größere Vielzahl bzw. Verschiedenheit von Verbrennungsquellen im Vorkalzinator, wie beispielsweise geringwertiger Brennstoff, verbrennbarer Abfall etc. Dies macht es jedoch erforderlich, dem Strom der Rohmaterialien in Mengen in Abhängigkeit von der erzeugten Wärme entweder dem Ofeneinlaß oder dem Kalzinator oder zwischen diesen beiden geteilt zuzuführen, was mittels des Verteilerventils 16 ausführbar ist.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Zementrohmaterial oder ähnlichen Rohmaterialien mit einem großen Feuchtigkeitsgehalt in einer Drehofenanlage mit einer Vorerwärmungs- und Vorkaiζinierungseinrichtung mit einem Trockner, dem das feuchte Rohmaterial zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das getrocknete, vorerwärmte Rohmaterial des Trockners in den Ofenabgasen suspendiert und anschließend einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, die ausreicht, den gewünschten Vorkalzinierungsgrad zu erreichen, daß die Abgase, nachdem sie von den» vorkalzinierten Rohmaterial, das dem Drehofen zur weiteren Wärmebehandlung zugeführt wird, abgeschieden worden sind, dem Trockner zugeführt werden und daß die Temperatur der Abgase nach der Abscheidung von dem vorkalzinierten Rohmaterial zur Trocknung des feuchten Rohmaterials im Trockner ausreicht.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene und vorerwärmte Rohmaterial des Trockners einer Dispersionseinrichtung zugeführt wird, die am Einlaßende des Ofens angeordnet ist und die im Betrieb das Rohmaterial in die Ofenabgase dispergiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene und vorerwärmte Rohmaterial des Trockners der Vorkalzinierungseinrichtung zugeführt und in den Ofenabgasen mitgerissen wird.

4. Drehofenanlage zur Wärmebehandlung von Zementrohmaterial oder ähnlichen Rohmaterialien mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt, welche Anlage verfügt über eine Vorerwärmungs- und Vorkalzinierungseinrichtung, die vor dem Ofen angeschlossen ist, und über einen Trockner, dem das feuchte Rohmaterial zuzuführen ist zur Pulverisierung, Trocknung und Vorerwärmung desselben vor seiner Zuführung zu dem Ofen, und über eine Vorkalzinierungszone zur Vorkalzinierung des Rohmaterials, gekennzeichnet durch Mittel (1a) zur Suspendierung des getrockneten und vorerwärmten Rohmaterials in den der Vorkalzinierungszone (3) zuzuführenden Ofenabgasen, durch einen an die Vorkalzinierungszone (3) angeschlossenen Abscheider (5) zur Abscheidung des vorkalzinierten Rohmaterials aus den Ofenabgasen und durch Mittel (7) zur Zuführung der Ofenabgase von dem Abscheider

(5) aus direkt zu dem Trockner (8) zur Verwendung in demselben zwecks Trocknung des feuchten Rohmaterials.

5. Drehofenanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockner ein Sprühtrockner (8) ist.

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6. Drehofenanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet/ daß das Rohmaterial des Trockners (8), das in den Abgasen mitgerissen werden soll, dem Ofeneinlaß (2) zuführbar ist.

7. Drehofenanlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine mit dem Ofen (1) an dessen Einlaß integriert angeordnete Dispersionseinrichtung (1a) zur Dispersion des Rohmaterials in die Ofenabgase.

8. Drehofenanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial des Trockners (8), das in den Ofenabgasen suspendiert werden soll, der Vorkalzinierungszone (3) zuführbar ist.

9. Drehofenanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial des Trockners (8) selektiv entweder der Vorkalzinierungszone (3) oder dem Ofeneinlaß (2) zur Suspension in den Ofenabgasen zuführbar ist.

10. Drehofenanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Verbrennungsluft der Vorkalzinierungszone (3) von einer Brennereinrichtung (4a,4b) in der Vorkalzinierungszone (3) aus zuführbar ist.

11. Drehofenanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Verbrennungsluft der Vorkalzinierungszone (3) von einem hinter dem Ofen (1) angeschlossenen Kühler zur Kühlung des in dem Ofen behandelten Produkts aus zuführbar ist, wobei die Luft durch den Ofen (1) hindurch zu der Vorkalzinierungszone (3) hin angesaugt wird oder direkt von dem Kühler aus der Vorkalzinierungszone (3) durch eine den Ofen (1) umgehende Leitung zugeführt wird.

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