DE3014599A1

DE3014599A1 - Verfahren zum brennen von feinkoernigem gut, insbesondere zur herstellung von zementklinker

Info

Publication number: DE3014599A1
Application number: DE19803014599
Authority: DE
Inventors: Andris Dipl.-Ing. 5064 Roesrath Abelitis
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1981-10-22
Also published as: US4349387A

Description

Anlage zum Potentgesuch der - 3 - H 80/25

Klöckner-Humboldt-Deutz Chr/Wr

Aktiengesellschaft

vom 13. April 1980

Verfahren zum Brennen von feinkörnigem Gut, insbesondere zur I-ferstellung von Zementklinker

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von feinkörnigem Gut, insbesondere zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl, das üblicherweise aus einer Kalksteinkomponente (CaCO₇,) und einer Tonkomponente besteht und in einer aus Vorwärmstufe, Kalzinierstufe und Sinterstufe bestehenden Brennanlage thermisch behandelt wird.

Beim Brennen von Zementklinker aus Zementrohmehl besteht dieses üblicherweise aus einem feinkörnigen Gemisch einer Kalksteinkomponente und einer Tonkomponente. Dieses Gemisch wird mit heißen Abgasen einer Sinterstufe, zum Beispiel eines Drehrohrofens, und/oder mit den heißen Abgasen einer Vorbrennstufe in einer Vorwärmstufe und Kalzinierstufe, -zum Beispiel in einem Zyklonwärmetauschersystem vorgewärmt und kalziniert, das heißt das Rohmehl wird entsäuert oder entkarbonatisiert, indem aus der Kalksteinkomponente COp ausgetrieben wird, das in den Abgasstrom aufgenommen wird. - Bei Betrieben, die außer Zementklinker auch gebrannten Kalk (CaO) und/oder Kalkhydrat (Löschkalk, Kalziumhydroxyd Ca(OH)p) herstellen und/ oder bei denen größere Mengen von entsäuerten Stäuben aus

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den verschiedenen Entstaubungseinrichtungen anfallen, kann der Wunsch bestehen, solche Materialien zur Zementklinkerproduktion zu verwenden. Würde man dem noch nicht entsäuerten Zementrohmehl solche entsäuerten Materialien zumischen, so -kämen diese mit den COp-reichen Abgasen der Vorwärmstufe in Berührung und eine Rekarbonatisierung der entsäuerten Materialien würde unvermeidlich eintreten. Das rekarbonatisierte Material müßte dann mit entsprechend erhöhtem Wärmeaufwand wieder entkarbonatisiert werden₀

Der Erfindung liegt.daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Brennen insbesondere von Zementrohmehl zu Zementklinker so auszubilden, daß auch bereits entsäuertes Material eingesetzt werden kann, ohne daß eine wesentliche Rekarbonatisierung des entsäuerten Materials auftritt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als zusätzliche Rohmehlkomponente feinkörniger gebrannter Kalk (CaO) und/oder Kalkhydrat (Kalziumhydroxyd Ca(OH)₂) verwendet wird, wobei die zusätzliche Komponente an einer solchen Stelle den übrigen Rohmehlkomponenten zugemischt wird, an der diese von den Abgasen der Sinterstufe und/oder Kalzinierstufe auf wenigstens ca. 350 ⁰C vorgewärmt worden sind.

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Bei dieser Verfahrensweise, bei der das entsäuerte Material als zusätzliche Rohmehlkomponente unterhalb der übrigen Rohmehlkomponenten dem Vorwärmsystem zugeführt wird, wird die Rekarbonatisierung des entsäuerten Materials, die nach den chemischen Gleichungen

CaO + CO₂ -■ *- CaCO,

Ca(OH)₂ + CO₂ »~ CaCO₃ +

abläuft j unterdrückt, weil das entsäuerte Material im unteren Temperaturbereich von 200 bis etwa 350 ⁰C bereits zu etwa 70 bis 72 % rekarbonatisiert werden würde.

Mit besonderem Vorteil wird die zusätzliche kalte entsäuerte Rohmehlkomponente an einer solchen Stelle in die Vorwärm» oder Kalzinierstufe eingeführt, an der sie sehr schnell, vorzugsweise innerhalb weniger Sekunden auf eine Temperatur von ca, 800 ⁰C erhitzt wird_o Bei einem fünfstufigen Zyklonwärmetauschersystem ist diese Einführungsstelle der entsäuerten Rohmehlkomponenten von oben nach unten gezählt die vierte oder fünfte Zyklonstufe bzw_o bei einem Vorhandensein einer mit Brennstoff versorgten Vorbrennzone die Vor·= brennzone selbst»

Dann wird durch die weitere thermische Behandlung des eingeführten entsäuerten Materials eine Rekarbonatisierung von

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nur noch maximal 10 % verursacht. In jedem Fall wird nach einem besonderen Merkmal der Erfindung die zusätzliche kalte entsäuerte Rohmehlkomponente zur weitgehenden Vermeidung eines Kontakts mit einer CO_p-Atmosphäre nicht in den von unten nach oben strömenden heißen Abgasstrom, sondern in den von oben nach unten fallenden Heißrohmehlstrom eingeführt.

Ist die Kalzinierstufe mit einer Vorbrennzone ausgestattet, die über eine Tertiärluftleitung mit heißer Zementklinkerkühler-Abluft versorgt wird, besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Möglichkeit, die zusätzliche entsäuerte Rohmehlkomponente in die nicht mit COp-angereicherte Tertiärluftleitung einzuführen, v/o sie ohne Rekarbonatisierungsgefahr in kürzester Zeit über die kritische Temperatur von ca. 350 C erhitzt wird, bevor sie in die Vorbrennzone der Kalzinierstufe gelangt„

Die Erfindung und deren weiteren Merkmale und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Brennanlage zur Herstellung von Zementklinker mit einem Drehrohrofen 10, dem ein Rohmehlvorwärmer und ein Kalzinator vorgeschaltet und ein nicht dargestellter Klinkerkühler nachgeschaltet sind. Der Rohmehlvor-

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wärmer besteht von oben nach unten gesehen aus vier Zyklonwärmetauschern bzw. Zyklonstufen 11, 12, 13, 14, wobei der obersten Zyklonstufe 11 Zementrohmehl 15 zugeführt wird, das üblicherweise aus einem feinkörnigen Gemisch aus einer Kalksteinkomponente und einer Tonkomponente besteht. Zur hochgradigen Kalzinierung des Zementrohmehls, bevor dieses in den Drehofen 10 eintritt, wird in Strömungsrichtung des Rohmehls gesehen in einer Steigleitung 16 zwischen dem Drehrohrofen 10 und der untersten Zyklonstufe 17 Brennstoff 18 zugeführt, der in einer Gasatmosphäre, die aus der über Tertiärluftleitung 19 zugeführten Kühlerabluft und gegebenenfalls aus Drehofenabgas gebildet ist, unter inniger Vermischung mit dem im Rohmehlvorwärmer vorerwärmten Rohmehl so verbrannt wird, daß die Verbrennungswärme unmittelbar auf das Rohmehl übertragen und zur gewünschten hochgradigen Kalzinierung genutzt wird. Das hochgradig kalzinierte Zementrohmehl tritt über die fünfte bzw. unterste Zyklonstufe 17 und durch die Rohmehlleitung 20 in den Drehofen 10 ein. Insgesamt fließt das Zementrohmehl 15 von oben nach unten durch die fünf Zyklonstufen im kombinierten Gegenstrom/Gleichstrom zu den den Drehrohrofen 10 verlassenden heißen Abgasen 21 und/oder zur heißen Abluft 22 des Klinkerkühlers. Die Abgase werden durch das Saugzuggebläse 23 abgezogen.

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Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann als zusätzliche Rohmehlkomponente zusätzlich zum Rohmehl 15, das üblicherweise aus einer Kalksteinkomponente und einer Tonkomponente besteht, feinkörniger gebrannter Kalk und/oder Kalkhydrat (Löschkalk, Kalziumhydroxyd) verwendet werden, ohne daß es bei dieser zusätzlichen Rohmehlkomponente, die bereits entsäuert ist, zu einer Rekarbonatisierung kommt, die einen erhöhten Wärnieaufwand zur nochmaligen Entkarbonatisierung dieser Komponente zur Folge hätte. Die zusätzliche Rohmehlkomponente kann zum Beispiel aus 50 % Kalkhydrat und aus 50 % entsäuerten Stäuben

von diversen aus den verschiedenen Entstaubungseinrichtungen/Brennanlagen zusammengesetzt sein. Die zusätzliche Rohmehlkomponente wird in einer besonderen Mühle getrennt von den übrigen Rohmehlkomponenten vermählen und über eine Dosierbandwaage bei 24 in die in die vierte Zyklonstufe 14 einmündende Heißmehlleitung 25 oder bei 26 in die in die Vorbrennzone 16 einmündende Heißmehlleitung 27 oder bei 28 in die Heißmehlverbindungsleitung 20 zwischen der fünften Zyklonstufe 17 und der Drehofeneinlaufkammer eingeführt. Bei der Einführung der bereits weitgehend entsäuerten zusätzlichen Rohmehlkomponente 24, 26, 28 in jeweils eine Heißmehlleitung wird ein unmittelbarer Kontakt mit Drehofenabgas, das zu etwa 30 % mit CO₂ angereichert ist, und damit eine unerwünschte Rekarbonatisierung weitestgehend vermieden» Die zusätzliche Rohmehlkoraponente kann auch aufgeteilt und gleichzeitig an den ver-

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schiedenen Stellen in die Brennanlage eingeführt werden₀ Die Vermischung bzw» Homogenisierung des oben zugeführten Zementrohmehls 15 mit der der Brennanlage weiter unten zugeführten entsäuerten Rohmehlkomponente erfolgt hauptsächlich in der Zyklonstufe 14, in der Vorbrennzone 16 und/oder in der

und im Drehofen 10.

Zyklonstufe 17 /Jedenfalls wird die zusätzliche kalte, bereits weitgehend entsäuerte Rohmehlkomponente 24, 26, 28 an einer solchen Stelle in die Vorwärm- oder Kalzinierstufe der Brennanlage eingeführt„ an der sie sehr schnell, vorzugsweise

weniger Sekunden.
innerhalb auf eine Temperatur von insbesondere

caο 800 ⁰C erhitzt wird, weil bei dieser raschen Erhitzung auf diese hohe Temperatur durch die weitere thermische Behandlung der zusätzlichen Rohmehlkomponente mit den COp- und wasserdampfhaltigen Abgasen keine nennenswerte Rekarbonatisierung mehr auftritt.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung kann die zusätzliche bereits weitgehend entsäuerte Rohmehlkomponente bei 29 in die vom Zementklinkerkühler kommende Tertiärluftleitung 19 eingeführt werden, in der die Rohmehlkomponente ohne Rekarbonatisierungsgefahr in kürzester Zeit über die kritische Temperatur erhitzt wird, bevor sie in die Vorbrennen'¹ 16 gelciri^t.

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Leerseite

Claims

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15.4.1980 KHD

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Patentansprüche

¹1, Verfahren zum Brennen von feinkörnigem Gut, insbesondere zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl, das üblicherweise aus einer Kalksteinkomponente(CaCO^) und einer Tonkomponente besteht und das in einer aus Vorwärmstufe, Kalzinierstufe und Sinterstufe bestehenden Brennanlage thermisch behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Flohmehlkomponente feinkörniger gebrannter Kalk (CaO) und/oder Kalkhydrat (Kalziumhydroxyd Ca(OH)p) verwendet wird, wobei die zusätzliche Komponente an einer solchen Stelle den übrigen Rohmehlkomponenten zugemischt wird, an der diese von den Abgasen der Sinterstufe und/oder Kalzinierstufe auf wenigstens ca. 350 ⁰C vorgev/ärmt worden sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche kalte Rohmehlkomponente an einer solchen Stelle in die Vorwärm- oder Kalzinierstufe eingeführt wird, an der sie sehr schnell, vorzugsweise innerhalb weniger Sekunden auf eine Temperatur von ca. 800 C erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche kalbe Rohmehlkomponente nicht in den von unten nach oben strömenden heißen Abgasstrom, sondern

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in den von oben nach unten fallenden Heißrohmehlstrom eingeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gebrannte Kalk der zusätzlichen Rohmehlkomponente aus entsäuerten (entkarbonisierten) Stäuben aus den verschiedenen Entstaubungseinrichtungen der Zement-

und/oder Kalkbrennanläge
klinkerbrennanlage/zusammengesetzt ist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Ausstattung der Kalzinierstufe mit einer Vorbrennzone, die über eine Tertiärluftleitung mit heißer Zementklinkerkühler-Abluft versorgt wird, die zusätzliche Rohmehlkomponente in die Tertiärluftleitung oder in die in die Verbrennzone einmündende Heißmehlleitung eingeführt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Ausbildung der Vorwärmstufe als mehrstufiges Zyklon-Schwebegas-W arme tauscher-System dieses vorzugsweise fünfstufig ist, gegebenenfalls mit

mehlseitig
Vorbrennzone/zwischen der vierten und fünften Stufe und daß die zusätzliche kalte Rohmehlkomponente in die in die vierte Zyklonstufe oder in die in die fünfte Zyklonstufe führende Heißmehlleitung oder in die Heißmehlverbindungsleitung zwischen der fünften Zyklonstufe und der Drehofeneinlaufkammer eingeführt wird.

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