DE3411147A1

DE3411147A1 - Process for increasing the throughput rate in the preheating of cement raw meal

Info

Publication number: DE3411147A1
Application number: DE19843411147
Authority: DE
Inventors: Alexander 6500 Mainz Grisar
Original assignee: Dyckerhoff Engineering GmbH
Current assignee: GRISAR, ALEXANDER, DIPL.-ING., 6500 MAINZ, DE
Priority date: 1984-03-27
Filing date: 1984-03-27
Publication date: 1985-10-10

Abstract

In order to increase the throughput rate in the preheating and calcining of cement raw meal in a preheater, water is sprayed in the temperature range between 400 and 800 DEG C into the gases occurring after calcining. Preferably a cyclone preheater with 5 or 6 stages is used for this.

Description

Beschreibungdescription

l Beim Brennen von Zementrohmehl zu Zementklinker im Trokkenverfahren im kurzen Drehofen, wird die fühlbare Wärme der Ofenabgase dazu genutzt, das feinkörnige Aufgabegut in einem Vorwärmer aufzuheizen und teilweise zu calci° nieren. Solange die Temperatur dieser Abgase über etwa 65O0C liegt, wird die freiwerdende Wärme zum Calcinieren des Gutes genutzt. Bei geringerer Temperatur kann die fühlbare Wärme der Abgase nur noch zur Vorwärmung des Aufgabegutes bzw. zur Dehydration von tonigen Anteilen dieses Gutes genutzt werden. l When burning cement raw meal to cement clinker in the dry process In the short rotary kiln, the sensible heat from the kiln exhaust gases is used to remove the fine-grained The feed material is heated up in a preheater and partially calcined. So long If the temperature of these exhaust gases is above about 65O0C, the heat that is released becomes used for calcining the goods. At a lower temperature, the sensible heat can the exhaust gases only to preheat the feed material or for the dehydration of clayey ones Proportions of this good are used.

Zum Aufheizen des Zementrohmehls und zur Dehydratation der tonigen Bestandteile des Gutes ist jedoch meist eine geringere Wärmemenge erforderlich als bei der Abkühlung des etwa 850"C heißen Gases freigesetzt werden kann. Die überschüssige Wärme des Gases wirkt sich in einer relativ hohen Temperatur des Abgases des Vorwärmers aus. Bei der Zementklinkerherstellung in 4-stufigen Zyklonvorwärmerofen erhält man beispielsweise Abgastemperaturen des Vorwärmers von 320 - 3600C.For heating the cement raw meal and for dehydrating the clayey ones Components of the goods, however, usually require a lower amount of heat than can be released when the gas, which has a temperature of about 850 ° C., is cooled. The excess The heat of the gas results in a relatively high temperature of the exhaust gas from the preheater the end. When producing cement clinker in 4-stage cyclone preheater kilns, one obtains For example, exhaust gas temperatures of the preheater of 320 - 3600C.

In einigen Anlagen kann der durch die hohe Abgastemperatur bedingte Wärmeinhalt der Abgase des Vorwärmers zur Trocknung von Rohmaterial, z.B. in einer Mahltrocknungsanlage, genutzt werden. In Anlagen, bei denen relativ trockenes Rohmaterial zur Anwendung kommt, kann der Wärme inhalt dieser Abgase nicht oder nur zu einem Teil verwertet werden. Abgase des Vorwärmers werden deshalb üblicherweise vor ihrer Einleitung in eine Trocknungs- bzw. Ent- staubungsanlage durch einen Verdampfungskühler geleitet, in dem sie durch Wassereinspritzung abgekühlt und zur Vorbereitung der Staubabscheidung im Elektrofilter konditioniert werden.In some systems, this can be caused by the high exhaust gas temperature Heat content of the exhaust gases from the preheater for drying raw material, e.g. in a Mill drying system, can be used. In plants where the raw material is relatively dry is used, the heat content of these exhaust gases can not or only to one Part can be recovered. Exhaust gases from the preheater are therefore usually in front of their Introduction to a drying or removal dust collection system by one Evaporative cooler, in which it is cooled by water injection and sent to Preparation of the dust separation in the electrostatic precipitator.

Bei Anlagen mit relativ hohem Wärmeverbrauch, wie z.B.In systems with relatively high heat consumption, such as

bei der Herstellung von weißem Portlandzement oder bei Anlagen, deren Vorwärmern zusätzlich Abgase aus anderen Verbrennungsöfen zugeleitet werden, sind die Abgasmengen im Vergleich zu den eingebrachten Brenngutmengen relativ groß. Dementsprechend enthalten die Abgase auch viel überschüssige Wärme. Das gilt insbesondere, wenn minderwertige Brennstoffe bzw. brennbare Abfälle zum Einsatz kommen.in the production of white portland cement or in plants whose Exhaust gases from other incinerators are also fed to preheaters the amount of exhaust gas is relatively large compared to the amount of material to be fired. Accordingly the exhaust gases also contain a lot of excess heat. This is especially true if Inferior fuels or combustible waste are used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in derartigen Fällen die Durchsatzleistung bei der Vorwärmung und teilweisen Calcinierung von Zementrohmehl zu erhöhen, auf die Verdampfungskühler zu verzichten oder sie zumindest kleiner zu dimensionieren, als das bisher unter vergleichbaren Bedingungen erforderlich war, und ferner die Temperatur zu senken, mit der die Abgase ausgetragen werden.The invention is based on the object in such cases Throughput for the preheating and partial calcination of cement raw meal to increase, to do without the evaporative cooler or at least to make them smaller to be dimensioned than previously required under comparable conditions was, and also to lower the temperature at which the exhaust gases are discharged.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Erhöhung der Durchsatzleistung bei der Vorwärmung und teilweisen Calcinierung von Zementrohmehl in einem Vorwärmer, welches sich dadurch auszeichnet, daß man in die nach der Calcinierung anfallenden Gase im Temperaturbereich zwischen 400 und 8000C Wasser eindüst.The invention accordingly provides a method for increasing the Throughput for the preheating and partial calcination of cement raw meal in a preheater, which is characterized by the fact that one is in the after calcination Inject water into the gases produced in the temperature range between 400 and 8000C.

Unter dem "Vorwärmer" werden im Rahmen dieser Erfindung bekannte Einrichtungen zur Vorwärmung una Calcinierung von Zementrohmehl verstanden, wie z.B. Schwebegaswärmetauscher mit oder ohne Vorkalzinator, Pnstvorwärmer oder Schachtvorwärmer.In the context of this invention, the term "preheater" is used to denote known devices for the preheating and calcination of cement raw meal, such as suspended gas heat exchangers with or without a precalciner, plastic preheater or shaft preheater.

Es ist bekannt, in den Schwebegasvorwärmer oberhalb des Rohmehleintritts Wasser in den Gasstrom einzudüsen, um den Staubwiderstand zu vermindern und damit den Abscheidegrad im Elektrofilter zu verbessern. Da die Wassereindüsung jedoch bei relativ niedrigen Temperaturen und engen Raumverhältnissen vorgenommen wurde, war eine vollständige Verdampfung der notwendigen Wassermenge nicht möglich. Die unvollständige Wasserverdampfung in diesem Bereich des Vorwärmers, d.h. der obersten Zyklonstufe, hatte Verstopfungen zur Folge.It is known that in the floating gas preheater above the raw meal inlet To inject water into the gas flow in order to reduce the dust resistance and thus to improve the degree of separation in the electrostatic precipitator. Since the water injection, however was carried out at relatively low temperatures and in confined spaces, a complete evaporation of the necessary amount of water was not possible. the incomplete water evaporation in this area of the preheater, i.e. the top one Cyclone stage, resulted in blockages.

Deshalb werden heute getrennte Verdampfungskühler dem Vorwärmer nachgeschaltet.For this reason, separate evaporative coolers are now installed downstream of the preheater.

Demgegenüber erfolgt die Wassereindüsung beim erfindungsgemäßen Verfahren in dem Vorwärmer bei wesentlich höheren Gastemperaturen, so daß eine vollständige Verdampfung des Wassers gewährleistet ist. Sie kann an beliebig vielen Stellen des Vorwärmers im Temperaturbereich zwischen 400 und 800"C vollenommen werden, wobei es im Vergleich zur Wassereindüsung in der obersten Zyklonstufe möglich ist, relativ große Wassermengen einzudüsen. Bedingt durch die höhere Gastemperatur ist ferner eine schnellere Wasserverdampfung gewährleistet. Dadurch wird die Gefahr der unvollständigen Verdampfung und somit die Möglichkeit von Verstopfungen praktisch ausgeschlossen.In contrast, the water is injected in the process according to the invention in the preheater at much higher gas temperatures, so that a complete Evaporation of the water is guaranteed. It can be used in any number of places in the Preheater in the temperature range between 400 and 800 "C can be used, whereby it is possible in comparison to the water injection in the top cyclone stage, relatively inject large amounts of water. Due to the higher gas temperature is also faster water evaporation guaranteed. This increases the risk of incomplete Evaporation and thus the possibility of blockages are practically eliminated.

Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich besonders vorteilhaft bei den eingangs erwähnten Anlagen, bei denen die Abgasmengen im Vergleich zu den eingebrachten Brenngutmengen relativ. groß sind. Die Abkühlung der Gase im Temperaturbereich zwischen 400 und 8000C hat eine entsprechende Volumenreduktion des Gasstroms im Vorwärmer und damit eine Herabsetzung des Druckverlustes des Vorwärmers zur Folge. Da das Gasvolumen im Vorwärmer bzw. der Druckverlust des Vorwärmers maßgebend für die Durchsatzleistung der gesamten Anlage ist, ermöglicht der Wärmeentzug im Vorwärmer eine Durchsatzsteigerung der Anlage. Ferner kann auf eine anschließende Abkühlung der Abgase des Vorwärmers in Verdampfungskühlern entweder ganz verzichtet werden oder derartige Kühlanlagen können kleiner ausgelegt werden.The method according to the invention proves to be particularly advantageous in the systems mentioned at the beginning, in which the exhaust gas quantities compared to the the amount of material to be fired is relative. are great. The cooling of the gases in the temperature range between 400 and 8000C has a corresponding volume reduction of the gas flow in the Preheater and thus a reduction in the pressure drop in the preheater. Since that The gas volume in the preheater or the pressure loss in the preheater is decisive for the throughput of the entire system, the heat extraction in the preheater enables an increase in throughput the plant. Furthermore, a subsequent cooling of the exhaust gases from the preheater in evaporative coolers can either be completely dispensed with or such cooling systems can be designed smaller.

Insbesondere bei überschüssiger Kapazität des Vorwärmers und der nachgeschalteten Abzugs- und Entstaubungsanlage besteht die Möglichkeit, den eigentlichen Prozeßbedarf übersteigende Brennstoffmengen im Bereich des Vorwärmers, insbesondere schon für die Calcinierung des Rohmehls aufzugeben. Dies ist besonders dann interessant, wenn am Einlauf des Klinkerdrehrohrofens oder der Vorcalciniereinrichtung minderwertige Brennstoffe oder brennbare Abfallprodukte aufgegeben werden. Diese können auf diese Art durch Verbrennung entsorgt werden, ohne daß eine zusätzliche Entstaubung bzw. Rauchgaswäsche erforderlich wird. Potentielle Schadstoffe werden von dem feinkörnigen Brenngut absorbiert und weitgehend durch dieses gebunden und mit diesem ausgetragen. Die bei der Verbrennung des Abfallproduktes freigesetzte Wärme wird zunächst für die Calcinierung des Zementrohmehls genutzt. Dadurch läßt sich der Wärmebedarf des Drehrohrofens, der it hochwertigen Brennstoffen gedeckt werden muß, herabsetzen. Die für die Calcinierung und Aufheizung des Rohmehls nicht mehr benötigte überschüssige Wärme wird dem Gasstrom mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entzogen. Die Vorteile einer solchen Anlage sind kostengünstige Entsorgung von brennbaren Abfällen und Einsparung an konventionellen Brennstoffen.Especially with excess capacity of the preheater and the downstream Extraction and dedusting system is available to meet the actual process requirements Excessive amounts of fuel in the area of the preheater, especially for give up the calcination of raw meal. This is especially interesting when Inferior quality at the inlet of the clinker rotary kiln or the precalcining device Fuels or combustible waste products are abandoned. This can be done on this Can be disposed of by incineration without additional dedusting or Flue gas scrubbing is required. Potential pollutants are from the fine-grained Burning material is absorbed and largely bound by it and discharged with it. The heat released during the incineration of the waste product is initially used for used the calcination of cement raw meal. This allows the heat demand of the Rotary kiln, which must be covered with high quality fuels, reduce. The excess that is no longer required for calcining and heating the raw meal Heat is withdrawn from the gas stream with the method according to the invention. The advantages such a facility are inexpensive disposal of combustible waste and Saving on conventional fuels.

Diese Vorteile gelten insbesondere in Verbindung mit einem Verfahren zur Entsorgung von brennbaren Abfällen, das Gegenstand einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung der gleichen Anmelderin mit dem Aktenzeichen p ist.These advantages apply in particular in connection with a method for the disposal of combustible waste, which is the subject of a submitted at the same time Patent application by the same applicant with the file number p is.

Während bei konventionellen Zyklonvorwärmern mit oder ohne Vorcalciniereinrichtung mehr als vier Vorwärmstufen relativ uninteressant sind, weil sich die überschüssige Wärme des Gasstroms nur als erhöhte Abgastemperatur auswirkt, erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft in Verbindung mit fünf- oder sechsstufigen Vorwärmern. Infolge des Wärmeentzugs wird dann nämlich gasseitig nicht mehr Wärme angeboten, als für die Aufheizung des Rohmehls benötigt wird und die zusätzlichen Vorwärmerstufen bewirken eine Verbesserung des Wärmeaustausches und damit der Wärmewirtschaft der Anlage.While with conventional cyclone preheaters with or without a precalciner more than four preheating stages are relatively uninteresting because the excess Heat of the gas flow only acts as an increased exhaust gas temperature, proves the invention Process as particularly advantageous in connection with five- or six-stage preheaters. As a result of the heat extraction, no more heat is offered on the gas side, than is required for heating the raw meal and the additional preheater stages cause an improvement in the heat exchange and thus the heat economy of the System.

Zusammenfassend ist zu sagen, daß das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere folgende Vorteile hat: 1 Minderung der Abgastemperatur des Vorwärmers 2. Dadurch ist ein dem Vorwärmer nachgeschalteter Verdampfungskühler nicht mehr erforderlich oder kann zumindest kleiner dimensioniert bzw. mit geringeren Wassereindüsmengen betrieben werden.In summary, it can be said that the method according to the invention in particular has the following advantages: 1 Reduction of the exhaust gas temperature of the preheater 2. This an evaporative cooler downstream of the preheater is no longer required or can at least be dimensioned smaller or with smaller amounts of water injected operate.

3. Bedingt durch die geringen Temperaturen im Vorwärmer ist eine Steigerung der Durchsatzleistung desselben möglich.3. Due to the low temperatures in the preheater, there is an increase the throughput of the same possible.

4. Aus dem gleichen Grunde können im Vorwärmer bzw; im Einlauf des Klinkerofens größere Mengen brennbarer Abfallstoffe oder minderwertiger Brennstoffe aufgegeben werden.4. For the same reason, in the preheater or; in the inlet of the Clinker stove larger quantities of combustible waste or low-quality fuels to be abandoned.

5. Das ist mit einer Einsparung an hochwertigen Brennstoffen am Hauptbrenner des Klinker ns und einer entsprechend kleineren Dimensionierung dieses Drehrohrofens verbunden.5. That is with a saving of high quality fuel on the main burner des Klinker ns and a correspondingly smaller dimensioning of this rotary kiln tied together.

6. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine kostengünstige Entsorgung durch vollständige Verbrennung von Abfällen bei Nutzung der dabei freiwerdenden Wärme.6. The method according to the invention thus enables an inexpensive one Disposal through complete incineration of waste using the waste that is released Warmth.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Process for increasing throughput during the preheating and calcination of cement raw meal in a preheater, thereby characterized in that the gases obtained after calcination are in the temperature range Spray water between 400 and 8000C.

2. Verfahrennach claim 1, characterized in that one Uses cyclone preheaters with 5 or 6 stages.