DE3426668A1 - Kalzinierungsanlage zur herstellung mehrerer unterschiedlicher tonerdequalitaeten und verfahren zum betrieb dieser anlage - Google Patents
Kalzinierungsanlage zur herstellung mehrerer unterschiedlicher tonerdequalitaeten und verfahren zum betrieb dieser anlageInfo
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Description
PATENTANWÄLTE WEDDE , EMPL & FEHNERS 34266 6
Anwaltsakte: P DE 24 822
Albert Wedde, Dipl.-Ing.
KarljEjmpl, Dipl.-Ing.
Klaus Fehners, Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing.
Schumannstr. 2 / Ecke Prinzregentenstraße D-8000 München 80 Telefon: 089/47 15 47
Telegramme: cosmopat muenchen
19. Juli 1984
Fives-Cail Babcock S.A.
Paris / Frankreich
Kalzinierungsanlage zur Herstellung mehrerer unterschiedlicher
Tonerdequalitäten und Verfahren zum Betrieb dieser Anlage.
Die Erfindung betrifft eine Anlage, mit der mehrere, bei unterschiedlichen
Temperaturen kalzinierte Qualitäten von Tonerde erzeugt werden können."
Bisher wurde die Kalzination von Tonerde in einem Drehrohrofen
vorgenommen, der auch auf seinem dem Materialauslaß zugeordneten Ende mit satellitenförmig angeordneten Kühl rohren ausgestattet
sein konnte. Sofern der gleiche Drehrohrofen für die Herstellung VOn unterschiedlichen Tonerdequalitäten verwendet wird, ist es
beim übergang von einer Tonerdequalität auf eine andere erforderlich,
den Drehrohrofen vollständig auszuräumen, was Zeit beansprucht und die Rentabilität der Anlage vermindert.
Eine andere Lösung, welche den Einsatz jeweils einen eigenen Drehrohrofens für jede der zu produzierenden Tonerdequalitäten
vorsieht, ist kostspielig und ebenfalls nicht rentabel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit geringem Aufwand eine Anlage zu schaffen, mit der mehrere unterschiedliche Tonerdequalitäten
herstellbar sind, insbesondere bei hoher Temperatur im Bereich von 1400-15000C kalzinierte Tonerde sowie bei wesentlich
niedrigerer, und zwar unter HOO0C kalzinierte Tonerde, wobei für den übergang von einer Tonerdequalität auf die andere
keine längerzeitige Produktionsunterbrechung erforderlich wird.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Anlage mit einem Zyklon-Vorerhitzer,
einer Kalzinierungskammer zur Material behandlung
im Schwebezustand, einem Drehrohrofen, einem Zyklon-Kühler und
EFD CCvY
einem zusätzlichen Kühler erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Vorerhitzer, dem Drehrohrofen und der Kalzinierungskammer
Strömungsweichen angeordnet sind, mit denen einerseits der Materialauslaß des Vorerhitzers wahlweise entweder mit dem
"Einlaß des Drehrohrofens oder mit dem Einlaß der Kalzinierungskammer
und andererseits der Einlaß des Vorerhitzers wahlweise entweder mit dem Gasauslaß des Drehrohrofens oder mit dem Gasauslaß
der Kaizinierungskammer verbindbar sind und daß die Materialauslässe
des Drehrohrofens und des Zyklon-Kühlers mit dem Einlaß
eines zusätzlichen Kühlers verbunden sind.
Bekannt sind insbesondere für die Herstellung von Zementklinker
bestimmte Anlagen, welche einen Vorerhitzer, eine Kalzinierungskammer
zur Material behandlung im Schwebezustand, einen Drehrohrofen
und einen Kühler aufweisen. Bei diesen Anlagen sind aber die Kaizinierungskammer und der Drehrohrofen gleichzeitig in Betrieb,
wobei das zu behandelnde Material aufeinanderfolgend den Vorerhitzer,
die Kaizinierungskammer, den Drehrohrofen und den Kühler
durchläuft.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird für die Hochtemperatur-Kalzination
der Vorerhitzen der Drehrohrofen und der zusätzliche
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Kühler verwendet, wobei der Drehrohrofen vorzugsweise einen
Kühler enthält. Für die Kalzination bei tieferen Temperaturen wird der Vorerhitzer, die KaiziLnierungskammer, der Zyklon-Kühler
und .der zusätzliche Kühler verwendet. Zur Beheizung Her Kai ζinationskammer kann in diese entweder direkt der
Brennstoff eingeführt werden, wobei die -Verbrennung mit Luft erfolgt, welche vom Zyklon-Kühler stammt, oder es können der
Kalzinationskammer heiße Gase zugeführt werden, die aus einem
gesonderten Feuerungsraum eingespeist werden, der mit einem Brenner ausgestattet ist und mit Sekundärluft gespeist wird.
Im Vergleich zu bekannten Anlagen mit lang ausgebildetem Drehrohrofen
weist die erfindungsgemäß ausgebildete Anlage einen höheren energetischen Wirkungsgrad auf, weil bei der Erfindung
in allen Fällen die Trocknung und Vorerhitzung der wasserhaltigen Tonerde in einem Wärmetauscher in Zyklonbauart vorgenommen
wird, der einen wesentlich höheren thermischen Wirkungsgrad als der Drehrohrofen aufweist. Andererseits weist die erfindungsgemäße
Anlage gegenüber bekannten Anlagen keinen größeren Unterschied hinsichtlich der Gestehungskosten auf, weil der Drehrohrofen
für die erfindungsgemäße Anlage wesentlich kürzer gehalten werden kann, nachdem die Trocknung und Vorerhitzung der
wasserhaltigen Tonerde bereits vor dem Drehrohrofen erfolgt und weil wegen des Fehlens irgendwelcher beweglicher Bauteile die
EFO CC-;
■ -3426638
3.
Gestehungskosten für die Kalzinierungskammer, welche das
Material in Schwebezustand behandelt, relativ gering sind.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden --Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung
hervor, dessen einzige Figur eine nach der Erfindung ausgebildete Anlage schematisch veranschaulicht.
Diese Anlage enthält im wesentlichen einen aus zwei Zyklonen 10,
und einer Verbindungsleitung 13 gebildeten Vorerhitzer, einer Kaizinationskammer 14, welcher ein Zyklon 16 zugeordnet ist,
einen mit Kühl rohren ausgestatteten Drehrohrofen 18, einem Zyklon-Kühler 22, 24 und einen zusätzlichen Kühler 26.
Die Verbindungsleitung 13 enthält einen vertikalen Abschnitt, welcher nach unten und dann nach oben von dem Gas durchströmt
wird, das vom Zyklon 12 dem Zyklon 10 zugeführt wird. Am unteren Ende dieses vertikalen Teils wird mittels einer Speiseeinrichtung
28 die zu kalzinierende wasserhaltige Tonerde eingeführt.
Der Gasauslaß des Zyklon 16 sowie die Rauchgashaube 30 des Drehrohrofens
18 können mittels einer Strömungsweiche 32 und einer Leitung 34 mit dem Einlaß des Zyklons 12 verbunden werden.
EPO COPY
Die Fußspitze des Zyklons 12 kann mittels einer zweiten Strömungsweiche
36 über Rohre 38 bzw. 40 entweder mit dem Einlaß des Drehrohrofens 80 oder mit einer den^Auslaß des Zyklons 22 des Kühlers
mit dem Einlaß der Kaizinationskammer verbindenden Leitung 42
verbunden werden.
Die Steuerbefehle der beiden Strömungsweichen 32, 36 sind derart miteinander gekoppelt, daß für den einen Fall, daß der
Materialauslaß an der Fußspitze des Zyklons 12 mit dem Einlaß
des Drehrohrofens verbunden ist, gleichzeitig auch eine Verbindung zwischen dem Einlaß dieses Zyklons 12 und der Rauchgashaube des
Drehrohrofens vorliegt, wobei die Anordnung, bestehend aus Kalzinationskammer,
Zyklon 16 und Zyklon-Kühler 22, 24 abgetrennt ist, und daß für den anderen Fall der Verbindung des Material aus!asses
des Zyklons 12 mit der Leitung 42, gleichzeitig auch der Einlaß dieses Zyklons mit dem Auslaß des Zyklons 16 verbunden ist, wobei
wiederum der Drehrohrofen 18 abgetrennt ist.
Der Kühler 26, welcher beispielsweise in Fließbett-Bauart ausgebildet
sein kann, erhält abhängig von der gewählten Funktionsart die kalzinierte Tonerde entweder vom Auslaß der an den Drehrohrofen
18 angebauten Kühlrohre 20 oder vom Auslaß des Zyklon- ! Kühlers 22, 24.
si EPO COPY
-M
Die KaIzinationskammer 14 hat im Prinzip die Form eines Zyklons.
Das zu behandelnde Material wird im Kammer'-Oberteil tangential
eingeführt und wird durch einen-vom Zyklon-Kühler 22, 24 stammenden
Luftstrom getragen. Ein von einem in die Decke der Kammer -eingesetzten Injektionsrohr 44 in die Kammer eingeführter
Brennstoff wird in diesem Luftstrom zerstäubt, wobei seine Verbrennung
die zur Kalzination erforderliche Wärme liefert. Das
kalzinierte Material und die Verbrennungsgase verlassen die , Kammer durch eine an deren unteren Ende vorgesehene Öffnung,
welche mit dem Einlaß des Zyklons 16 verbunden ist. Im Zyklon 16 wird das kalzinierte Material vom Gasstrom abgetrennt und an
der Fußspitze des Zyklons abgezogen und dem Zyklon-Kühler 22, 24
zugeführt. Im Sinne der vorstehend gegebenen Erläuterung der Erfindung und auch im Sinne der Ansprüche ist der Zyklon 16
als ein Bestandteil der Kalzinationskammer zu betrachten, wobei die Gas- und Material auslasse des Zyklons 16 als Gas- und Materialauslasse
der Kaizinationskammer anzusehen sind.
Der Drehrohrofen 80 enthält an seiner Material-Auslaßseite einen
Brenner 46. Das den Drehrohrofen verlassende kalzinierte Material fällt in die Kühlrohre 20, welche im Gegenstrom von Frischluft
durchströmt werden, welche dann anschließend als Sekundärluft ■
für den Drehrohrofen Verwendung findet.
F1Jr die Produktion von überkalzinierter Tonerde (Mehl-Tonerde
bzw. "floury"-Tonerde), welche nahezu vollständig aus & Tonerde besteht, wird der Drehrohrofen 18 eingesetzt. Die mittels
der Speiseeinrichtung 28 in die Verbindungsleitung 13"eingeführte wasserhaltige Tonerde wird während ihrer Verweildauer in der
Verbindungsleitung 13, dem Zyklon 10, der Leitung 34 und dem Zyklon 12 getrocknet und vorerhitzt. Vom Auslaß des Zyklons 12
wird die Tonerde in den Drehrohrofen 18 eingeführt, wo sie auf eine Temperatur bis zu 1500 C erhitzt wird, dann in den Kühlrohren
26 abgekühlt wird und eine Endabkühlung im Kühler 25 mittels Luft erfährt, welche ein Ventilator 48 zuführt.
Für die Herstellung von unterkalzinierter Tonerde (sandiger
Tonerde" ."sandy"-Tonerde)' mit einer reduzierten spezifischen
Oberfläche (von beispielsweise 70m /g) wird die wasserhaltige
Tonerde bei einer Temperatur im Bereich von 1050-UOO0C in der
Kalzinationskammer 14 kalziniert, indem die entsprechende Stellung
der Strömungsweichen 32, 36 gewählt wird. Anschließend wird die
kalzinierte Tonerde im Zyklon-Kühler 22, 24 mittels von einem '-"■>
Ventilator 50 zugeführter Frischluft gekühlt und dann weiter im Kühler 26 abgekühlt.
Zur Herstellung von \J~ -Tonerde mit einer stark erhöhten spezifischen
Oberfläche (von beispielsweise 180m /g anstelle von 70m /g) wird
die wasserhaltige Tonerde bei einer noch geringeren,-unter IQOO0C
EPO COPY
3-Ä26668
liegenden Temperatur kalziniert. In dies.em Fall wird wiederum
die Kalzinationskammer 14 eingesetzt. Anstelle der Einbringung des Brennstoffes in diese Kalzinationskammer 14, kann zur
Vermeidung eines örtlichen Totbrandes der Brenner in einem gesonderten Feuerungsraum 52 angeordnet werden (in der
Zeichnung gestrichelt veranschaulicht) und die mit Sekundärluft
vermischten Verbrennungsgase der Kalzinationskammer 14 zugeführt
werden.
Es ist festzuhalten, daß der Drehrohrofen wesentlich kurzer im
Vergleich zu den bisher zur Kalzination von Tonerde eingesetzten Drehrohrofen ausgebildet ist, weil er bereits mittels der Verbindungsleitung
13 und' aen Zyklonen 10, 12 getrocknete und vorerhitzte Tonerde eingespeist erhält.
Der Vorerhitzer und der Kühler können jeweils mehr oder weniger als zwei Zyklone enthalten. Speziell für die Hochtemperatur-Kai
zi nation von Tonerde kann die Zahl der Zyklone im Vorwärmer erhöht v/erden, um die wasserhaltig eingebrachte Tonerde auf
eine bis zu 800-8500C erhöhte Temperatur vor der Zuführung zum
Drehrohrofen 18 zu bringen. In diesem Fall und zur Erzielung des gleichen Zwecks kann man auch die Tonerde nach ihrem Austritt
aus dem Vorerhitzer und vor ihren Eintritt in den Drehrohrofen
- 10 -
EPO COPY fig
Jk-
durch die mit Luft und Brenngasen gespeiste Kalzinationskammer 14 und durch das Zyklon 16 führen. Damit diese Betriebsart der Anlage
möglich ist, muß die Strömungsweiche 32 in eine Stellung gebracht werden, bei der die Auslässe für das Abgas des Zyklons 16.und des
Drehrohrofens 18 gleichzeitig mit der Leitung 34 verbunden sind und die Steuerbefehle für die Strömungsweichen 32, 36 können dergestalt
unabhängig voneinander erfolgen, daß die Strömungsweiche eine Stellung einnehmen kann, bei der die vom Vorerhitzer zur
Kalzinationskammer 14 gelangende Tonerde nur zum Teil dieser Kammer zugeführt wird, während ein anderer Teil zum Drehrohrofen gelangt.
Weiterhin kann eine dritte Strömungsweiche 53 vorgesehen werden, mit welcher wahlweise die Fußspitze des Zyklons 16 mit dem Zyklon-Kühler
22, 24 und über das Rohr 38 dem Drehrohrofen 18 zuführbar ist.
Es kann auch eine Einrichtung 54 vorgesehen werden, mit der, beispielsweise im Bereich des Rohres 38, der in den Drehrohrofen
eintretenden Tonerde Zusatzstoffe zugeführt werden können, wie sie zum Erhalt der gewünschten Qualitäten an Tonerde benötigt
werden.
Der Vorerhitzer und der Zyklon-Kühler können durch Wärmetauscher anderer Art ersetzt werden und auch die Kalzinationskammer, bei
der das Material im Schwebezustand behandelt wird, kann eine andere als die beschriebene Ausbildung aufweisen.
- 11 -
)py ^l
Die Strömungsweichen können einfach aus Abzweigstücken in Y-Form
bestehen, welche einen Hauptzweig und zwei Abgangszweige aufweisen,
wobei eine Schwenkklappe es erlaubt, eine Verbindung zwischen
dem Hauptzweig und dem einen oder "anderen Abgangszweig herzustellen, wobei es möglich ist auch eine Verbindung zwischen dem Hauptzweig
und den beiden Abgangszweigen durch unterschiedliche Zwischenstellungen
der Schwenkklappe herzustellen.
L/Zi.l
EPO CGFY
- Leerseite -
Et W 1UUV" / Ü/f")
Claims (9)
1.j Tonerde-Kaizinierungsanlage mit einem Zyklon-Vorerhitzer,
einer Kaizinierungskammer zur Material behandlung im Schwebe
zustand, einem Drehrohrofen, einem Zyklon-Kühler und einem zusätzlichen Kühler, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Vorerhitzer (10, 12, 13), dem Drehrohrofen (18) und der Kalzinierungskammer (14, 16) Strömungsweichen
(32, 36) angeordnet sind, mit denen einerseits der
Material aus!aß des Vorerhitzers (10, 12, 13) wahlweise entweder
mit dem Einlaß des Drehrohrofens (18) oder mit dem Einlaß
der Kaizinierungskammer (14, 16) und andererseits der
Einlaß des Vorerhitzers (10, 12, 13) wahlweise entweder mit dem Gasauslaß des Drehrohrofens (18) oder mit dem Gasauslaß
der Kaizinierungskammer verbindbar sind und daß die Material auslasse
des Drehrohrofens (18) und des Zyklon-Kühlers (22, 24)
mit dem Einlaß eines zusätzlichen Kühlers (20) verbunden sind.
2. Tonerde-Kalzinierungsanlage nach Anspruch 1, dadurch
gekennzei chnet, daß der Drehrohrofen (18) an seinem
dem Materialauslaß zugeordneten Ende satellitenförmig angeordnete
Kühlrohre (20) aufweist.
- II -
EPO COPY ft
3. Tonerde-Kalzinierungsanlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeic urn e t, daß sie einen
erhitzte Gase in die Kaizinierungskammer (14, 16) einspeisenden
Feuerungsraum (52) enthält. - "
4. Tonerde-Kalzinierungsanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
weitere Strömungsweiche (53) enthält, mit welcher der Materialauslaß der Kaizinierungskammer (14, 16) wahlweise entweder
mit dem Material ein!aß des Zyklon-Kühlers (20, 24) oder mit
dem Einlaß des Drehrohrofens (18) verbindbar ist und daß die zwischen den Gasauslässen des Drehrohrofens (18) und der
Kaizinierungskammer (14, 16) sowie dem Einlaß des Vorerhitzers
(10, 12, 13) angeordnete Strömungsweiche (32) so gestaltet ist, daß diese beiden Gasauslässe mit dem Einlaß
des Vorerhitzers (10, 12, 13) verbindbar sind.
5. Tonerde-Kalzinierungsanlage nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dem
Einlaß des Drehrohrofens (18) vorgeschaltete Einrichtung (54)
zur Zumischung von Zusatzstoffen zu der dem Drehrohrofen zugeführten
Tonerde enthält.
- III -
EPO COPY M
·3·
6. Verfahren zur Hochtemperatur-KalzinatijO.n wasserhaltiger
Tonerde zwecks Erzeugung von überkalzinierter Tonerde in einer Anlage nach den Ansprüchen 1, 2,3, 4 oder 5, dadurch
_gekennzei chnet, daß die wasserhaltige Tonerde im
Vorerhitzer (10, 12, 13) getrocknet und auf eine Temperatur bis zu 85O0C vorerhitzt wird und anschließend im Drehrohrofen
(18) bei einer Temperatur bis zu 15000C kalziniert wird.
7. Verfahren zur Hochtemperatur-Kalζination wasserhaltiger
Tonerde in einer Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserhaltige Tonerde im
Vorerhitzer (10, 12, 13) getrocknet und vorerhitzt wird, in der Kalzinierungskaoer (14, 16) auf eine Temperatur bis
zu 850 C gebracht und anschließend bei einer Temperatur bis
zu 15000C im Drehrohrofen (18) kalziniert wird.
8. Verfahren zur Kalzination wasserhaltiger Tonerde zwecks Erzeugung
von unterkalzinierter Tonerde in einer Anlage nach den Ansprüchen 1>
2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserhaltige Tonerde im Vorerhitzer
(10, 12, 13) getrocknet und vorerhitzt wird, dann in der Kaizinierungskammer (14, 16) bei einer Temperatur im Bereich
von 1050-11000C kalziniert wird und anschließend diese kalzinierte
Tonerde zuerst im Zyklon-Kühler (22, 24) und anschließend . im zusätzlichen Kühler (26) gekühlt wird.
- IV -
Ej3f>
9. Verfahren zur Kalzination wasserhaltiget Tonerde zwecks
Erzeugung von Y" -Tonerde in einer Anlage nach den Ansprüchen
1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die wasserhaltige Tonerde im Vorerhitzer (10, 12, 13) getrocknet und vorerhitzt wird und dann in der Kalzinierungskammer
(14, 16) bei einer unter 10000C liegenden Temperatur
kalziniert wird und anschließend die kalzinierte Tonerde zuerst im Zyklon-Kühler (22, 24) und anschließend im zusätzlichen
Kühler (26) gekühlt wird.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE3426668A1 true DE3426668A1 (de) | 1985-02-07 |
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ID=9291186
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |