DE2946991C2

DE2946991C2 -

Info

Publication number: DE2946991C2
Application number: DE2946991A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Marseilles Fr Labriot; Robert Aix En Provence Fr Bitsch; Michel Les Lilas Fr Wattelle; Jean Avon Fr Lebesgue
Original assignee: Aluminium Pechiney SA
Current assignee: Rio Tinto France SAS
Priority date: 1978-11-27
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1992-10-22
Also published as: AU5191779A; YU40584B; FR2442414B1; JPS6110172B2; FR2442414A1; AU519447B2; US4286944A; IN152099B; HU180038B; DE2946991A1; GR68696B; YU288279A; CA1138643A; JPS5581738A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Calzinierung, enthaltend einen Drehrohrofen mit einem durch den Eintritt des zu calzinierenden Produktes und den Auslaß der Abgase definierten Kopfende und einem durch den Auslaß für das calzinierte Pro dukt und den Einlaß von aus der Atmosphäre angesaugter Luft definierten Fußende, einen den Drehrohrofen beheizenden Brenner, eine zwischen dem Kopfende des Drehrohrofens und der freien Atmosphäre angeordneten Entstau bungseinrichtung, einen zwischen dem Kopfende des Drehrohrofens und der Ent staubungseinrichtung angeordneten, mehrere Zyklone und eine Leitung umfas senden Wärmetauscher, wobei der Einlaß eines Zyklons über ein Rohr mit dem Kopfende des Drehrohrofens verbunden ist, der Feststoff-Auslaß dieses Zyklons über ein Rückführrohr an das Kopfende des Drehrohrofens angeschlossen ist und der Gas-Auslaß des Zyklons über die Leitung mit den weiteren Zyklonen und an schließend mit der Entstaubungseinrichtung verbunden ist, und wobei die Leitung einen etwa vertikal absteigenden Leitungsteil, einen etwa vertikal ansteigenden Leitungsteil und einen die unteren Enden beider Leitungsteile verbindenden U- förmigen Teil aufweist, und eine Speiseeinrichtung für das zu calzinierende Pro dukt, die in den ansteigenden Leitungsteil mündet.

Eine solche Anlage zur Calzinierung ist aus der DE-OS 21 03 949 bekannt, bei welcher die Abgase aus dem Drehrohrofen zur Trocknung und Vorwärmung des zu calzinierenden Produktes verwendet werden. Solche Anlagen haben einen besseren thermischen Wirkungsgrad als Anlagen mit langen Drehrohröfen, welche jedoch gegenüber den Anlagen mit einem verhältnismäßig kurzen Drehrohrofen den Vorteil aufweisen, daß nicht nur das Brennen, sondern auch das Vorkühlen und das Fertigkühlen in ein und demselben Drehrohrofen vorgenommen wird.

Die aus der DE-OS 21 03 949 vorgeschlagene Lösung der Anordnung eines Zy klon-Wärmetauschers am Kopf des Drehrohrofens ist aber dann uninteressant, wenn eine Calzinierungsanlage mit einem langen Drehrohrofen betrieben werden soll, denn in diesem Falle verlassen die Abgase den Drehrohrofen mit relativ niedriger Temperatur und der geringe Gewinn, der aus dem Einbau des Wärmetauschers am Kopf des Drehrohrofens resultieren würde, würde bei wirt schaftlicher Betrachtungsweise nicht ausreichen, die Kosten des Wärmetauschers zu amortisieren.

Aus der DE-PS 2 03 842 ist es auch bekannt, bei einer Anlage mit einem entspre chend lang ausgebildeten Drehrohrofen, den Brenner so weit in den Drehrohrofen hinein zu verlegen, daß die Brenn-, die Vorkühl- und die Fertigkühlzone in demsel ben Drehrohrofen vereinigt sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genann ten Art so zu modifizieren, daß der thermische Wirkungsgrad auch bei Verwen dung eines sogenannten "langen Drehrohrofens" in der Anlage verbessert und damit der Brennstoffverbrauch verringert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Anlage zur Calzinierung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches einen sogenannten "langen Drehrohrofen" ent hält, in dessen dem Kopfende zugewandter Hälfte der Brenner verlegt ist, daß der ansteigende Leitungsteil der Leitung an seinem unteren Ende einen Bereich mit eingeengtem Querschnitt aufweist, daß die Einmündungsstelle der Speiseeinrich tung unmittelbar oberhalb dieses eingeengten Querschnitts gelegen ist und daß die weiteren Zyklone als Multizyklon ausgebildet sind, welcher eine Rückführlei tung zur Rezirkulation der ausgeschiedenen Feststoffe zum Drehrohrofen auf weist.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung einer Anlage zur Calzinierung kombiniert ei nerseits die Vorteile einer Anlage mit einem langen Drehrohrofen und andererseits die Vorteile einer Anlage mit einem kurzen Drehrohrofen und einem diesem nach geschalteten Wärmetauscher, wodurch gewährleistet wird, daß eine solche Anlage gegenüber den bekannten Anlagen wesentlich wirtschaftlicher zu fahren und an dererseits der Calzinierungsprozeß mit vollem Ergebnis durchführbar ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Anlage sind in den Un teransprüchen 2 bis 7 beschrieben.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Anlage zur Calzinierung weist im wesentlichen einen Drehrohrofen 10 von großer Länge, einen Kühler 12, einen Multizyklon 14, ein die Abgase ansaugendes Gebläse 15 und einer dem Multizyklon 14, welcher aus einer Batterie von parallel beschickten Zyklonen besteht, nachgeschaltete Entstaubungseinrichtung 16. Die von dem Gebläse angesaugten und entstaubten Abgase werden durch den Kamin 17 an die Atmosphäre abgegeben.

Zwischen dem Kopfende des Drehrohrofens 10 und dem Multizyklon 14 ist ein Wärmetauscher angeordnet, welcher noch nachstehend näher beschrieben wird.

Der Brenner 20 ist in der dem Kopfende zugewandten Hälfte des Drehrohrofens 10 angeordnet, vorzugsweise ist er um ein Drittel der Länge des Drehrohrofens vom Kopfende her entfernt.

Der Brenner 20 wird mit Brennstoff durch eine Rohrleitung 22 beschickt, die am Drehrohrofen entlangläuft und an eine Versorgungsleitung über eine am unteren Ende des Drehrohrofens 10 angeordnete Drehverbindung angeschlossen ist.

Die Primärluft wird dem Brenner 20 durch ein Gebläse 28 zugeführt, das am Mantel des Drehrohrofens 10 befestigt und von einem Elektromotor angetrieben wird. Dieser wird über einen zwischenliegenden Kollektor gespeist, dessen Schleifringe am Drehrohrofen 10 befestigt sind. Im Inneren des Drehrohrofens 10 und in einem rechten Winkel zum Brenner 20 ist eine venturiförmige Einengung 30 vorgesehen.

Der Drehrohrofen 10 ist mit dem Einlaß eines Zyklons 34 durch ein Rohr 32 ver bunden, welches an seinem von dem Kopfende des Drehrohrofens 10 ausgehen den unteren Abschnitt eine in den Drehrohrofen 10 eindringende Beschickungs schurre 33 bildet. Zwischen dem Drehrohrofen 10 und der Beschickungsschurre 33 ist ein Dichtungselement vorgesehen.

Der Auslaß für die Abgase aus dem Zyklon 34 ist an den Einlaß des Multizyklons 14 durch eine Leitung 36 angeschlossen, welche einen absteigenden Teil 36′ und einen ansteigenden Teil 36′′ aufweist, die an ihrer Basis durch einen U-förmigen Teil 36′′′ verbunden sind.

Der ansteigende Teil 36′′ ist annähernd vertikal angeordnet und enthält an seinem unteren Abschnitt einen Bereich 38 mit einer Einengung. Durch einen Trichter 40 und eine Beschickungseinrichtung 42 mit Schnecke erfolgt die Einführung des zu calzinierenden Produktes gerade oberhalb des engsten Querschnittes des Berei ches 38. Dieser Bereich ist venturiförmig ausgebildet und der Teil 39 der Leitung 36′′, der sich an den divergierenden Teil des Venturi-Bereiches anschließt, weist einen Durchmesser auf, der ausreichend groß ist, um eine den Wärmeaustausch begünstigende Wirbelbildung entstehen zu lassen. Hinter diesem Leitungsteil ver ringert sich der Durchmesser der Leitung 36′′, so daß die Mitnahme des Produktes durch die Rauchgase erfolgen kann. Die Auslässe für den Staub am Multizyklon 14 und der Entstaubungseinrichtung 16 sind durch Rohre 44 bzw. 44′ mit dem Rohr 33 verbunden. Der untenliegende Materialaustrag des Zyklons 34 ist über ein Rohr 46 mit der Beschickungsschurre 33 verbunden.

Durch im unteren U-förmigen Teil 36′′′ der Leitung 36 vorgesehene Düsen 48 kann Luft oder ein anderes Gas eingeblasen werden, um eine Verschlammung der Lei tung zu vermeiden.

Im Betrieb strömt am unteren Ende des Drehrohrofens 10 durch das Gebläse 15 angesaugte Luft, gegebenenfalls durch den Kühler 12 hindurch, in den Drehrohr ofen 10 zum Brenner 20, wo die Verbrennung des eingespritzten Brennstoffes in den Luftstrom Abgase mit hoher Temperatur erzeugt, die bis zum oberen Ende des Drehrohrofens 10 gelangen, dann das Rohr 32, den Zyklon 34, die Leitung 36, den Multizyklon 14 und die Entstaubungseinrichtung 16 durchströmen, bevor sie durch den Kamin 17 an die Atmosphäre abgegeben werden.

Das zu calzinierende Produkt (z. B. Tonerde) wird in die Leitung 36 durch die Beschickungsein richtung 42 eingeführt und von den Abgasen bis zum Multizyklon 14 mitgenom men. Wenn das Produkt feucht ist, wird es bei seinem Aufenthalt in der Leitung 36 getrocknet, deren Länge dementsprechend gewählt wird, so daß die Gefahr einer Verschlammung des Multizyklons 14 vermieden wird. In diesem wird das Produkt von den Rauchgasen getrennt und durch das Rohr 44 in das Rohr 32 geführt, wo es in Berührung mit den Abgasen gebracht wird, die den Drehrohrofen 10 mit ho her Temperatur verlassen. Es wird von den Abgasen bis zum Zyklon 34 mitge nommen, dort von diesen getrennt und durch das Rohr 46 und die Beschickungs schurre 33 in den Ofen eingebracht.

Im ersten Abschnitt des Drehrohrofens wird das Produkt der letzten Phase der Calzinierung unterworfen. Hinter der Einengung 30 wird das calzinierte Produkt durch die Luft gekühlt, die den unteren Teil des Drehrohrofens 10 durchströmt.

Am Auslaß des Drehrohrofens 10 kann das Produkt einem zusätzlichen Kühlvor gang im Kühler 12 ausgesetzt werden.

Da der Wärmeaustausch zwischen den Abgasen einerseits und den Feststoffen andererseits in dem vom Rohr 32, dem Zyklon 34, der Leitung 36 und dem Multi zyklon 14 gebildeten Wärmetauscher wesentlich intensiver ist als im Drehrohrofen 10, wird der Brennstoffverbrauch wesentlich geringer als bei den eingangs be schriebenen bekannten Anlagen bei ein und derselben Ausbringung. Im Falle der Erzeugung von Aluminiumanhydrid aus Aluminiumhydrat bei 13% Feuchtigkeit be trägt die Reduzierung des Verbrauches gegenüber den bekannten Anlagen etwa 20%.

Es ist selbstverständlich auch möglich, die vorbeschriebene Anlage noch zu er weitern, beispielsweise durch die zusätzliche Anordnung mehrerer in Reihe oder parallel angeordneter Zyklone zwischen dem Drehrohrofen 10 und dem Multizy klon 14. Es könnte auch eine Vorcalzinierung des Produktes vor seinem Eintritt in den Drehrohrofen 10 entweder im Rohr 32 oder in einer vor dem Drehrohrofen 10 angeordneten Kammer in Betracht gezogen werden, wobei die für diesen Vorgang erforderliche Wärme durch Verbrennung eines Brennstoffes unter Luftzufuhr ge liefert wird, welche beispielsweise dem Kühler 12 entnommen und der Vorcalzinie rungszone durch den Drehrohrofen 10 hindurch oder durch eine Außenleitung zu geführt wird.

Claims

1. Anlage zur Calzinierung, enthaltend

- einen Drehrohrofen (10) mit einem durch den Eintritt des zu calzinierenden Produktes und den Auslaß der Abgase definierten Kopfende und einem durch den Auslaß für das calzinierte Produkt und den Einlaß von aus der Atmosphäre angesaugter Luft definierten Fußende,
- einen den Drehrohrofen (10) beheizenden Brenner (20),
- eine zwischen dem Kopfende des Drehrohrofens (10) und der freien Atmo sphäre angeordnete Entstaubungseinrichtung (16),
- einen zwischen dem Kopfende des Drehrohrofens (10) und der Entstaubungs einrichtung (16) angeordneten, mehrere Zyklone (34, 14) und eine Leitung (36) umfassenden Wärmetauscher,
- - wobei der Einlaß eines Zyklons (34) über ein Rohr (32) mit dem Kopfende des Drehrohrofens (10) verbunden ist,
- - der Feststoff-Auslaß dieses Zyklons (34) über ein Rückführrohr (46) an das Kopfende des Drehrohrofens (10) angeschlossen ist und
- - der Gas-Auslaß des Zyklons (34) über die Leitung (36) mit den weiteren Zyklonen (14) und anschließend mit der Entstaubungseinrichtung (16) ver bunden ist, und
- - wobei die Leitung (36) einen etwa vertikal absteigenden Leitungsteil (36′), einen etwa vertikal ansteigenden Leitungsteil (36′′) und einen die unteren Enden beider Leitungsteile verbindenden U-förmigen Teil (36′′′) aufweist, und
- eine Speiseeinrichtung (40, 42) für das zu calzinierende Produkt, die in den an steigenden Leitungsteil (36′′) mündet,

dadurch gekennzeichnet,

- daß es sich um einen sogenannten langen Drehrohrofen (10) handelt, in dessen dem Kopfende zugewandter Hälfte der Brenner (20) verlegt ist,
- daß der ansteigende Leitungsteil (36′′) der Leitung (36) an seinem unteren Ende einen Bereich (38) mit eingeengtem Querschnitt aufweist,
- daß die Einmündungsstelle der Speiseeinrichtung (40, 42) unmittelbar oberhalb dieses eingeengten Querschnitts gelegen ist und
- daß die weiteren Zyklone (14) als Multizyklon ausgebildet sind, welcher eine Rückführleitung (44) zur Rezirkulation der ausgeschiedenen Feststoffe zum Drehrohrofen (10) aufweist.

2. Anlage zur Calzinierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das den Einlaß des im Wärmetauscher enthaltenen Zyklons (34) mit dem Kopfende des Drehrohrofens (10) verbindende Rohr (32) an seinem von dem Kopfende des Drehrohrofens (10) ausgehenden unteren Abschnitt eine in den Drehrohrofen (10) eindringende Beschickungsschurre (33) bildet und daß das Rückführungsrohr (46) im Bereich der Beschickungsschurre (33) in das Rohr (32) einmündet.

3. Anlage zur Calzinierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Brenner (20) in einem Abstand vom Kopfende des Dreh rohrofens (10) angeordnet ist, der etwa einem Drittel der Länge des Drehrohrofens (10) entspricht.

4. Anlage zur Calzinierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Drehrohrofen (10) im Bereich des Brenners (20) eine konvergierend-divergierend düsenförmige Einengung (30) aufweist.

5. Anlage zur Calzinierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß im U-förmigen Teil (36′′′) der Leitung (36) deren Ver schlammung entgegenwirkende, mit Druckgas beschickte Düsen (48) angeordnet sind.

6. Anlage zur Calzinierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß über dem Bereich (38) mit eingeengtem Querschnitt ein Bereich (39) zur Wirbelbildung angeordnet ist, dessen Durchmesser größer als derjenige des oberen Abschnittes des ansteigenden Teiles (36′′) der Leitung (36) ist.

7. Anlage zur Calzinierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Entstaubungsvorrichtung (16) mittels einer Rückführleitung (44′) zur Rezirkulation der ausgeschiedenen Feststoffe zum Drehrohrofen (10) mit der Beschickungsschurre (33) verbunden ist.