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Anlage zum Patentgesuch der
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Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur
thermischen Behandlung von feinkörnigem Gut wie Zementrohmehl, unter Verwendung
von brennstoffhaltigen Abfällen und/oder minderwertigen Brennstoffen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von feinkörnigem Gut wie Zementrohmehl,
unter Verwendung von brennstoffhaltigen Abfällen und/oder minderwertigen Brennstoffen
beziehungsweise Ersatzbrennstoffen, wobei diese und/oder das Gut relativ hohe Gehalte
an Schadstoffen, insbesondere an kreislaufbildenden Elementen und Verbindungen wie
Alkalien, Chloriden, Schwefel, Schwermetallen etc. enthalten, wobei das feinkörnige
Gut in einer Vorwärmstufe erwärmt, in einer Reaktionsstufe unter Zufuhr von Brennstoff
und heißer Luft weitgehend entsäuert, und in einer Brennstufe unter Zufuhr von Brennstoff
und Brennluft zu Klinker gebrannt und dieser in einer Kühlstufe gekühlt wird.
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Es ist bekannt, daß höhere Gehalte an Schadstoffen kreislaufbildender
Elemente und Verbindungen wie beispielsweise Alkalien, die sich vielfach im Zementrohstoff
finden, sowohl den Brennprozess als auch die Klinkerqualität nachteilig beeinflussen
können. Dies wirkt sich so aus, daß beispielsweise zwischen Sinterstufe und Vorwärmstufe
Alkalikreisläufe im Material- und Gasstrom entstehen, die zu hohen Alkalianreicherungen
und zu
Anbackungen von Alkaliverbindungen führen. Auch können in
den Klinker eingebundene relativ hohe Alkalianteile zu Verarbeitungsschwierigkeiten
des Zementes, beispielsweise zu Ausblühungen beim Beton oder zu Treiberscheinungen
führen.
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Ebenso nachteilig wirken sich Schwefel und Schwefelverbindungen aus,
die bei ihrer Kondensation aus dem Drehofenabgas Betriebsstörungen durch Anbackungen
in den gasführenden Leitungen verursachen können.
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Dabei gelangen solche Schadstoffe mit dem Drehofenabgas in das Rohmehlvorwärmsystem,
wo sie sich auf dem Rohmehl niederschlagen und im Kreislauf mit dem vorgewärmten
Rohmehl wieder in den Drehofen zurückgeführt werden, wodurch sich im Brennprozeß
hoch angereicherte Schadstoffkreisläufe ausbilden.
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Schwefel findet sich beispielsweise in vielen urennstoffen, die in
einem Brennprozeß der eingangs genannten Art Verwendung finden, in besonderem Maße
aber in minderwertigen Brennstoffen.
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Eine weitere Quelle von Schadstoffen sind brennstoffhaltige Abfälle,
woraus insbesondere Chlor und Schwermetalle sowie deren Verbindungen bei deren Verbrennung
freigesetzt werden.
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Die Verteuerung herkömmlicher Brennstoffe hat zu verschiedenen Ansätzen
geführt, um neue, kostengünstigere Energiequellen beispielsweise aus Ersatzbrennstoffen
zu erschließen. Von Interesse sind dabei minderwertige Brennstoffe oder Abfallstoffe
mit brennbaren Bestandteilen, deren wirtschaftliche Verwertung infolge einerseits
geringen Heizwertes und andererseits hoher Schadstoffgehalte bisher vielfach auf
Schwierigkeiten stieß.
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Ein Beispiel für die Verwendung von sogenannten minderwertigen Brennstoffen
beim Zementbrennen wie beispielsweise Ölschiefer, bituminösem Kalkstein oder Waschbergen
von Kohlewäschen ist aus der DE-PS 12 51 688 bekanntgeworden, wobei dem Kalksteinmehl
tilschiefer in feinkörniger Form in einem zwischen Wärmetauscher und Drehrohrofen
angeordneten gesonderten Wirbelofen zugegeben wird, um den Verbrauch an hochwertigen,
teuren Brennstoffen einzuschränken.
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Weiter ist ein Verfahren zur Herstellung von Portland-Zementklinker
unter Verwendung von Haushaltsmüll aus der DE-AS 23 38 318 bekanntgeworden. Das
Verfahren sieht vor, beim Brennen von Zementrohmaterial zu Portland-Zementklinker
in einem Drehrohrofen außer herkömmlichem Brennstoff zerkleinerten Haushalt-beziehungsweise
Stadtmüll in die Verbrennungszone des Ofens einzuführen.
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Bei den genannten und ähnlichen Verfahren gelangen erhebliche Schadstoffmengen,
beispielsweise Chlor- und andere Halogenverbindungen, durch die Verbrennung der
brennbaren Abfälle beziehungsweise der minderwertigen Brennstoffe in den Gaskreislauf
der Zementbrennanlage und zwingen den betreiber, das mit flüchtigen Schadstoffbestandteilen
hoch angereicherte Ofenabgas größtenteils oder vollständig im Bypass abzuführen.
Damit wird aber dem Brennprozeß der nicht unerhebliche Wärmeinhalt des thermisch
hochwertigen Ofenabgases entzogen, wodurch die ursprünglich durch Verwendung kostengünstiger
Brennstoffanteile erwirtschafteten Vorteile größtenteils wieder verloren gehen.
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Wenn auch die Energieverteilung in einer modernen Zementbrennanlage
derart ist, daß etwa 60 % der Gesamtwärmemenge für die thermische Behandlung des
Rohmehis,
insbesondere für die Calcinationsreaktion, vor dem eigentlichen Klinkerbrand verwendet
und nur annähernd 40 % der Gesamtwärmemenge durch Verbrennen eines hochwertigen
Brennstoffs unter Zuführung von Primärluft und Sekundärluft im Drehrohrofen erzeugt
werden, so ist die hieraus resultierende Menge an Ofenabgas immer noch so groß,
daß es im Hinblick auf die Energieerzeugungskosten wärmewirtschaftlich vielfach
nicht zu vertreten ist, den vorhandenen Bypass so weitgehend zu nutzen, um über
diesen eine solche Menge an Ofenabgas abzuziehen und zu verwerfen, wie dies vom
Standpunkt einer weitgehenden Absenkung der Schadstoffgehalte an sich erforderlich
wäre.
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Dies trifft um so mehr auf ein Brennverfahren zu, bei dem versucht
wird, die Energieerzeugungskosten durch Verwendung brennstoffhaltiger Abfälle und/oder
minderwertiger Brennstoffe zu senken, wobei außer deren Schadstoffgehalten auch
noch der Schadstoffgehalt im Ausgangsmaterial, dem Zementrohmehl, zu berücksichtigen
ist.
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Bei den bekannten Verfahren wird der minderwertige Brennstoff entweder
für die Calcination und Vorwärmung des Rohmehles oder für die Sinterung des Klinkers
im Drehrohrofen eingesetzt, so daß in jedem Falle nur eine partielle Verwertung
solcher Stoffe möglich ist.
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Insbesondere ist der Einsatz dieser Stoffe am Ofenauslaufende begrenzt,
weil er sich temperaturerniedrigend auswirkt, andererseits aber Temperaturmindestwerte
in diesem Ofenbereich für den Produktausbrand unbedingt erforderlich sind.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Anlage zur thermischen Behandlung von feinkörnigem Gut wie Zementrohmehl, insbesondere
unter Verwendung von brennstoffhaltigen Abfällen und/oder minderwertigen Brennstoffen,
wobei diese und/oder das Gut
relativ hohe Gehalte an Schadstoffen
kreislaufbildender Elemente und Verbindungen wie Alkalien, Chloriden, Schwefel,
etc. enthalten, und wobei das feinkörnige Gut in einer Vorwärmstufe erwärmt, in
einer Reaktionsstufe unter Zufuhr von Brennstoff und heißer Luft weitgehend entsäuert
und in einer Brennstufe unter Zufuhr von Brennstoff und Brennluft zu Klinker gebrannt
und dieser in einer Kühlstufe gekühlt wird, dahingehend zu verbessern, daß das Verfahren
und die entsprechende Anlage auch bei Einsatz größerer Mengen minderwertiger Brennstoffe
besonders wirtschaftlich, das heißt mit möglichst geringen Wärmeverlusten, trotz
Verwerfung schadstoffhaltiger heißer Ofenabgase und damit unter Vermeidung nachteiliger
Einflüsse durch die in den Ausgangsstoffen und im Brennstoff enthaltenen Schadstoffe
problemlos und bei Aufrechterhaltung der erforderlichen Mindesttemperaturen betrieben
werden kann. Dabei sollen auch die im Austausch gegen hochwertige, teure Brennstoffe
eingesetzten preisgünstigen Ersatzbrennstoffe wie brennstoffhaltige Abfälle und/oder
minaerwertige Brennstoffe unter strikter Vermeidung einer Emission von geruchsbelästigenden
Verbindungen oder toxischen organischen Verbindungen, insbesondere von Dioxinen,
problemlos und wirtschaftlich sinnvoll mit Vorteil verwertbar sein. Auch sollen
deren Verbrennungsrückstände entweder schmelzflüssig aus dem Brennprozeß ausgetragen
und granuliert werden, und damit in laugungsresistenter Form anfallen, oder, bei
entsprechender Qualität, bei unmittelbarer Verbrennung eines Teils der Abfälle oder
minderwertigen Brennstoffe im Drehrohrofen mit in den Zementklinker unschädlich
eingebunden werden. Dabei soll gemäß eines der Erfindung weiter zugrundeliegenden
Teils der Aufgabe eine flexible Anpassung des Verfahrens an unterschiedliche Beschaffenheit
und Heizwerte der Abfallstoffe problemlos möglich und damit das Verfahren unkompliziert
und leicht regelbar sein.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der
eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß der Brennstufe im Austausch
gegen Sekundärluft Sauerstoff zugeführt, daß das hierdurch in verringerter Menge
mit erhöhter Konzentration an Schadstoffen anfallende Ofenabgas im Bypass abgeführt,
und in die Reaktionsstufe Kühlerabluft als Brennluft eingeführt wird.
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Mit großem Vorteil wird durch die Verbrennung mit Sauerstoff eine
höhere Flammentemperatur und somit ein schnellerer Klinkerausbrand erzielt, als
bei den bekannten Verfahren.
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Dadurch, vor allem aber bedingt durch die erheblich geringere Ofenabgasmenge,
kann der Klinkerofen nochmals wesentlich kleiner in seinen Dimensionen und insbesondere
bei gleichem Durchmesser kürzer ausgelegt werden. Hierdurch ergeben sich für die
entsprechende Anlage geringere Investitionskosten, verbunden mit geringeren Betriebskosten
unter anderem infolge entsprechend der Gewichtsverminderung des Drehrohrofens geringerer
Antriebsleistung und geringerer Abgaswärmeverluste.
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Darüberhinaus wird durch Reduzierung oder Fehlen von Stickstoff im
Ofenabgas weniger oder kein Stickoxid gebildet und emittiert.
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Weiter wird, wie im folgenden anhand einer Wärmebilanz nachgewiesen
werden wird, der Gesamtwärmebedarf am Hauptbrenner des Drehrohrofens um etwa 10
bis 15 % reduziert, ohne daß Gebrauch von heißer Luft aus der Kühlstufe gemacht
wird, weshalb deren gesamter oder überwiegender Anteil an Wärmeenergie für die Calcination
des Rohmehis genutzt werden kann.
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Schließlich entstehen durch Sauerstoffeinsatz beim Hauptbrenner höhere
Flammentemperaturen, so daß dort auch minderwertige Brennstoffe wie kohlehaltige
Waschberge oder auch entsprechend aufbereitete Abfallstoffe als
Brennstoffersatz
in relativ großen Mengen eingesetzt werden können.
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Weiterhin haben die verringerten Abgasmengen den Vorteil, daß flüchtige
Anteile von Schadstoffen nunmehr wesentlich konzentrierter, als in vergleichsweise
betriebenen Anlagen, im Abgas enthalten sind.
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Entsprechend der verringerten Abgasmenge wird auch trotz weitgehender
oder vollständiger Verwerfung von Ofenabgas im Bypass der hierdurch verursachte
Wärmeverlust wesentlich verringert und durch die geschilderten Vorteile des erfindungsgemäßen
Verfahrens mehr als aufgewogen. Wegen der verringerten Abgasmenge und damit verringerter
Schleppgeschwindigkeit ist auch die Staubkonzentration im Abgas zumindest annähernd
konstant nicht größer als in vergleichbaren Verfahren vom Stand der Technik, wodurch
sich weiter mit Vorteil ergibt, daß zur Abführung von Schadstoffkondensaten wie
beispielsweise Alkalisalzen weniger Staub mit höheren Salzkonzentrationen anfällt.
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Wegen der verringerten Abgas- und Staubmenge kann ferner die der Anlage
nachgeschaltete Entstaubungseinrichtung wie Kühlturm und Elektrofilter in ihrer
Dimension wesentlich kleiner bemessen werden und damit wegen des geringeren Aufwandes
für Investition und Betrieb wesentlich kostengünstiger sein.
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Es ist zwar schon seit langem bekannt, beim Brennen von Zementklinker
Sauerstoff einzusetzen, beispielsweise gemäß der Veröffentlichung in Zement-Kalk-Gips
Nr. 4/1967, Seiten 140 bis 145.
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Darin ist auch das US-Patent Nr. 3,074,704 vom 22.01.1963 erwähnt,
welches ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Zement unter Verwendung von
Sauerstoff'im Austausch gegen Brennluft beschreibt. Aus diesen Veröffentlichungen
ist
ersichtlich, daß bisher Versuche zum Brennen von Zementklinker unter anteilmäßiger
Verwendung von Sauerstoff anstelle von Sekundärluft nur bei Verfahren beziehungsweise
Anlagen ohne Zweitfeuerung, das heißt ohne gesonderte Calcinierung außerhalb des
Drehrohrofens vorgenommen wurden. Dabei zeigt Tabelle 1 der erstgenannten Schrift
in Zement-Kalk-Gips, daß eine Durchsatzverbesserung von 100 auf 127 % bei einer
Brennstoffmengensteigerung von 115 % mit einem Sauerstoffgehalt in der Verbrennungsluft
von 25 % erreicht wurde, wogegen die Werte bei höherer Anreicherung der Verbrennungsluft
mit Sauerstoff wiederum zu rückläufigen Ergebnissen führten. Weiter geht aus diesen
Veröffentlichungen hervor, daß sich gemäß dem erwähnten US-Patent durch 23 % Sauerstoff
im Wind die Leistung des Ofens unter sonst gleichen Bedingungen um 24,5 % im Durchsatz
steigern ließ, wobei sich der spezifische Wärmebedarf von 1530 auf 1250 kcal/kg
Klinker verringerte, weil die Abgastemperaturen von ursprünglich 350 auf 135 OC
sanken. Es wird aber auch erwähnt, daß eine weitere Anreicherung über 23 % in der
Sekundärluft mit Sauerstoff zu einer Unterschreitung der Taupunktstemperatur beim
Ofenabgas führte, weswegen hier für einen langen Drehrohrofen eine natürliche Grenze
gesetzt war.
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Weiter zeigt Bild 2 der Veröffentlichung in Zement-Kalk-Gips auf Seite
141, daß beispielsweise eine Anreicherung des Sauerstoffgehaltes in der Verbrennungsluft
auf 40 % eine Verringerung der Rauchgastemperatur um annähernd 50 % zur Folge hat.
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Weil jedoch bei den geschilderten Anwendungsfällen, bei welchen Sauerstoff
in Brennanlagen ohne Zweitfeuerung eingesetzt wurde, der Bedarf für Sekundärluft
je kg Klinker rückläufig ist, fällt mit sinkender Ofenabgasmenge ein Uberschuß an
Kühlerabluft an, für den bei solcher Art
Anlagen innerhalb derselben
keine wirtschaftliche Anwendung gegeben und somit der positive Effekt einer Sauerstoffanwendung
vom ökonomischen Standpunkt aus gesehen in Frage gestellt ist.
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Darüberhinaus ist wegen der in beiden Schriften aufgezeigten Grenze
der Anreicherung eine wirklich bedeutsame Reduktion der Abgasmenge nicht zu erwarten,
so daß einer Total-Bypassung von Ofenabgas die bekannten wirtschaftlichen Bedenken
hinsichtlich des Wärmeverlustes annähernd unvermindert entgegenstehen.
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So zeigt beispielsweise Tabelle 2 auf Seite 134 der Veröffentlichung
in Zement-Kalk-Gips unter Ziffer 10 einen Anstieg des spezifischen Wärmebedarfs
(kcal/kg Klinker) von 1400 bei 21 % Sauerstoff in der Verbrennungsluft (Normalzustand)
auf 1435 bei 40 % Sauerstoffgehalt in der Verbrennungsluft.
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Infolgedessen kommt eine Wirtschaftlichkeitsbetrachung gemäß Punkt
5 auf Seite 144 zum Ergebnis, daß im Falle einer Sauerstoffzugabe, um eine Durchsatzsteigerung
zu erzielen, wobei sich der spezifische Wärmebedarf nicht vermindert, die Erzeugungskosten
etwa proportional zur Sauerstoffmenge je t/Klinker gemäß Tabelle 4 steigen.
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Das ist verständlich, wenn berücksichtigt wird, daß beim Einsatz von
Sauerstoff in der vorbekannten Weise die rückgewinnbare Wärme aus dem Kühler nicht
mehr verwertet werden kann, und damit für das Brennverfahren in der Wärme-beziehungsweise
Wirtschaftlichkeitsbilanz einen erheblichen Verlust ergibt.
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Dies trifft jedoch mit Vorteil auf das Verfahren und die Anlage nach
der Erfindung nicht zu, weil dabei die rückgewinnbare Wärme aus dem Kühler vollständig
oder größtenteils für die Calcination des Rohmehls in einer gesonderten Reaktions-Einheit,
nämlich dem Calcinator, genutzt werden kann. Hierdurch werden die wirtschaftlichen
Vorteile
erst ermöglicht, die sich durch Anwendung von Sauerstoff bei einem Verfahrensgang
und einer Anlage der eingangs genannten Art mit besonderem Vorteil bei teilweiser
Verwendung von Abfällen und/oder minderwertigen Brennstoffen sowie einem Gut mit
relativ hohen Gehalten an Schadstoffen trotz völliger Verwerfung der Ofenabgase
erzielen lassen. Weiterhin kann die am Klinkerofen eingesparte heiße Luft aus der
Kühlstufe für die parallele Verbrennung der Abfallstoffe genutzt werden, wobei die
heiße Luft in den Müllofen geleitet wird und sich damit die Temperatur der Verbrennung
wesentlich erhöht, weshalb mit Vorteil die Ofenabgase des Verbrennungsreaktors und
somit die nutzbare Wärme der Verbrennungsabgase für die Entsäuerung des Rohmehls
im Calcinator genutzt werden können.
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Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung ergeben
sich entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 11.
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Eine Anlage zur thermischen Behandlung von feinkörnigem Gut wie Zementrohmehl,
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, mit einem
Rohmehlvorwärmer, Calcinator, Drehrohrofen und Klinkerkühler, wobei am Drehrohrofen
eine Bypassleitung zum Abzug von Ofenabgas angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehrohrofen Mittel zum Einleiten von Sauerstoff in die Feuerung aufweist.
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Weitere Ausgestaltungen der Anlage nach der Erfindung ergeben sich
entsprechend den Merkmalen aer Ansprüche 12 bis 19.
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Im folgenden wird eine Wärmebilanz vom Klinkerofen als Beispiel einer
Vergleichsrechnung vorgelegt.
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Wärmebilanz vom Klinkerofen Beispiel als Vergleichsrechnung 1. Betrieb
mit Heißluft aus der Kühlstufe Einnahmen Aus Heißmehl 192 kcal/kg Klinker Exotherme
Reaktion 10 Sekundärluft mit Luftmenge i = 1,1, Heizwert Brennstoff 5000, 10 % Primärluft
= 0,33 Nm3/kgK, K = Klinker 115 aus Verbrennung 300 Einnahmen gesamt 617 kcal/kg
Klinker Ausgaben Strahlung und Konvektion 50 kcal/kg Klinker Abgas 0,41 Nm3/kgK,
1050 OC, cp = 0,39 164 Staub 100 g/Nm3, 1050 oC, cp = 0,23 10 Klinker 1350 °C, cp
= 0,26 350 Verdampfung Alkalien 43 Ausgaben gesamt 617 kcal/kg Klinker
2.
Betrieb mit Sauerstoff Einnahmen Aus Heißmehl 192 kcal/kg Klinker Exotherme Reaktion
10 Aus Verbrennung 263 Einnahmen gesamt 465 kcal/kg Klinker Ausgaben Strahlung und
Konvektion 25 kcal/kg Klinker Abgas 0,08 Nm3/kgK, 1100 oC, cp = 0,5 46 Staub 50
g/Nm3, 1100 oC, cp = 0,23 1 Klinker 1350 oC, cp = 0,26 350 Verdampfung Alkalisalze
43 II Ausgaben gesamt 4a5 kcal/kg Klinker Aus der Rechnung ergibt sich, daß durch
den Einsatz von Sauerstoff am Drehrohrofenauslauf anstelle von reiner Luft aus der
Kühistufe der Brennstoffbedarf um etwa 30 bis 40 kcal/kg Klinker beziehungsweise
um 10 bis 15 % reduziert werden kann. Die Wirtschaftlichkeitsrechnung wird weiter
noch um 115 kcal/kg Klinker dadurch entlastet, daß diese in der Kühlerabluft enthaltene
Wärmemenge nunmehr vollständig entweder für die Calcination oder für die Abfallverbrennung
beziehungsweise teilweise für die Calcination und teilweise für die Abfallverbrennung
genutzt werden kann.
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Die Erfindung wird in Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform
gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung
entnehmbar sind.
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Es zeigen: Die auf das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkte Anlage
zur thermischen Behandlung von feinkörnigem Gut wie Zementrohmehl, unter Verwendung
von brennstoffhaltigen Abfällen und/oder minderwertigen Brennstoffen weist einen
Rohmehlvorwärmer 1 mit mehreren Zyklonwärmetauscherstufen 2, 3 und 4 auf. Rohmehl
wird an der Aufgabestelle 5 aufgegeben und gelangt nach Vorwärmung in den Stufen
2, 3 und 4 durch die Leitung 6 in die Reaktionsstrecke 7 des Calcinators 8. In diese
mündet etwas unterhalb der Mehlaufgabestelle 9 eine an den Klinkerkühler 12 angeschlossene
Heißluftleitung 10 sowie eine an das Abfallverbrennungsaggregat 13 angeschlossene
Gasleitung 11.
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Durch das in die Reaktionsstrecke 7 mit den Leitungen 10 und 11 einströmende
Gas wird aus der Leitung 6 eingetragens, vorgewärmtes Rohmehl zu einer Pulverwolke
in Suspension aufgewirbelt und gelangt in Richtung des Pfeiles 14 durch die Reaktionsstrecke
7 in den Abscheider 15. Von dort wird das nunmehr weitgehend calcinierte Rohmehl
mit der Leitung 16 über das Ofeneinlaßgehäuse 17 in den Drehrohrofen 18 eingetragen.
An der Reaktionsstrecke 7 ist weiterhin eine rein schematisch dargestellte Aufgabevorrichtung
19 für brennstoffhaltige Abfälle oder minderwertige Brennstoffe angeordnet. Ferner
ist an das Ofeneinlaßgehäuse 17 eine Ofenabgas-Bypassleitung 20 angeschlossen, welche
mit einer gesonderten Vorrichtung 21 zum Kühlen und Reinigen des Bypassgases in
Verbindung steht.
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Im dargestellten Anlagen-Ausführungsbeispiel ist zum Verschwelen und
mindestens teilweisen Verbrennen von Abfallstoffen das gesonderte Brennaggregat
13 vorgesehen, in welches Abfallstoffe gemäß Pfeil 22 aufgegeben werden.
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Das Brennaggregat 13 ist an eine Heißluftleitung 23 angeschlossen,
welche heiße Kühlerabluft aus dem Kühler 12 in das Brennaggregat 13 einleitet. Verbrennungsrückstände,
welche gegebenenfalls als Schlacke flüssig anfallen, werden entsprechend dem Pfeil
24 in ein Wasserbad 25 ausgetragen und fallweise darin granuliert. Der Drehrohrofen
18 weist einen Brenner 26 auf, welcher gemäß Erfindung entweder mit hochwertigem
Brennstoff oder auch mit einem Brennstoff minderen Heizwertes und minderer Qualität
betrieben werden kann. Im gezeigten Beispiel ist unterhalb des Brenners 26 eine
Sauerstofflanze 27 angeordnet. Am Austragsende des Drehrohrofens 18 befindet sich
der bereits erwähnte Klinkerkühler 12 beliebiger Bauart, aus dem fertiggebrannter
Klinker 28 abgezogen wird. Weil bei der beispielhaft dargestellten Anlage die im
wesentlichen mit Sauerstoff unterhaltene Flamme 29 eine wesentlich geringere Rauchgasmenge
ergibt als eine mit Heißluft unterhaltene Flamme, kann das hoch mit Schadstoff angereicherte
Ofenabgas ohne größere Verluste an Wärmeenergie im Verhältnis zur Wärmebilanz der
gesamten Anlage mit der Bypassleitung 20 aus dem Drehrohrofen 18 abgeführt werden.
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Die Reaktionsstrecke 7 des Calcinators 8 kann gemäß beispielhafter
Darstellung so angeordnet sein, daß sie ohne Verbindung mit dem Ofeneinlaßgehäuse
17 ist. Aus diesem Grunde endet daher im unteren Bereich die Reaktionsstrecke 7
in einem Ausfallgehäuse 30, welches zum Zwecke der Reinigung mit einer unteren Schleuse
31 ausgebildet ist.
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Ebenso kann jedoch eine Zweigleitung 37 vorgesehen sein, (mit gestrichelten
Linien dargestellt), welche die Bypassleitung 20 mit der Reaktionsstrecke 7 verbindet
und geeignet ist, wenigstens einen Teil des Ofenabgases in die Reaktionsstrecke
7 einzuleiten, falls dieses nach Maßgabe von geringeren Schadstoffgehalten betrieblich
zulässig ist.
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Im Betrieb der Anlage wird Rohmehl bei 5 in den Vorwärmer 1 aufgegeben
und dort im Durchlauf ourch die Zyklon-Wärmetauscherstufen 2, 3 und 4 vorgewärmt.
Das vorgewärmte Rohmehl tritt mit der Leitung 6 an der Stelle 9 in die Reaktionsstrecke
7 des Calcinators 8 ein und wird dort durch gemäß Pfeil 14 aufsteigendes Heißgas,
gegebenenfalls unter weiterem Zusatz von Brennstoff 32, in der Flugstaubwolke bei
annähernd 900 CC in an sich bekannter Weise weitgehend calciniert, anschließend
im Abscheider 15 vom Gas abgeschieden und durch die Leitung 16 in das Ofeneinlaßgehäuse
17 des Drehrohrofens 18 eingeleitet. Beim gezeigten Beispiel kann weiterhin in den
Calcinator 7, 8 mit der Aufgabevorrichtung 19 ein Anteil aufbereiteter, Brennstoffanteile
enthaltender Abfälle oder minderwertiger Brennstoff in dosierter Menge zugeführt
werden. Es kann aber auch mit einer Einrichtung 40 vorzugsweise feinkörnig aufbereiteter
minderwertiger Brennstoff oder Ersatzbrennstoff dem Brenner 26 des Drehrohrofens
zugeführt werden. Bei der weiteren Erhitzung und schließlichen Klinkerreaktion im
Drehrohrofen 18 werden am Rohmehl kondensierte sowie aus den Brennstoffen und Abfallstoffen
freigesetzte Schadstoffe in hoher Konzentration freigesetzt und mit dem Ofenabgas
in der Bypassleitung 20 abgeführt und in die Abgasreinigungseinrichtung 21 eingeleitet.
Darin wird beispielsweise im Kühlturm 33 das Ofenabgas gekühlt, fallweise unter
Zugabe von Kalkmilch entschwefelt und in einer Entstaubungseinrichtung 34 von schadstoffkondensathaltigen
Stäuben gereinigt und schließlich mit einem separaten Gebläse 35 in die Atmosphäre
abgeleitet. Abgeschiedener Staub kann gemäß Andeutung durch Pfeil 39 abgeführt werden.
Abgas der Reaktionsstrecke 7 des Calcinators 8 gelangt im Gegenstrom unter stufenweisem
Wärmeaustausch in den Wärmetauscherstufen 4, 3 und 2 in abgekühltem Zustand über
das Abgasgebläse 36 in eine gesonderte Einrichtung zur Gasreinigung 38, deren Funktion
als bekannt vorausgesetzt wird und deshalb nicht näher zu Deschreiben ist.
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Erfindungswesentlich wird die Flamme 29 des Brenners 26 durch die
Sauerstofflanze 27 mit Sauerstoff anstelle von Luft versorgt. Wegen der hierbei
stärkeren punktuellen Hitzeentwicklung kann anstelle eines hochwertigen Brennstoffes
ein solcher mit geringerem Heizwert oder ein sogenannter minderwertiger Brennstoff
verwendet werden.
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Dabei kann zur Einstellung einer entsprechenden Flammentemperatur
und zur EntwicKlung der notwendigen Wärmeenergie für das Brennverfahren eine Mischung
von hochwertigem und geringer wertigem Brennstoff verwendet werden. Schließlich
kann ein Teil der für die Calcination erforderlichen Wärmemenge durch einen mit
der Aufgabevorrichtung 19 eingetragenen Anteil eines minderwertigen Brennstoffes
oder aufbereiteten brennstoffhaltigen Abfällen am Calcinator 8 eingesetzt werden.
Desweiteren ist die Möglichkeit vorgesehen, minderwertige Brennstoffe oder brennstoffhaltige
Abfälle gemäß Pfeil 22 einem der Anlage zusätzlich zugeordneten gesonderten Brennaggregat
13 aufzugeben, welches beispielsweise als Drehrohrofen ausgebildet sein kann. Der
aufgegebene Brennstoff wird darin durch heiße Kühlerabluft, die mit annähernd 1000
OC in das Brennaggregat mit der Leitung 23 eingeleitet wird, getrocknet, verschwelt
und mindestens teilweise verbrannt. Dabei entstehende heiße Gase gelangen, wie bereits
dargelegt, durch die Leitung 11 in die Reaktionsstrecke 7 des Calcinators 8.
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Zur Aufgabe von vorzugsweise homogenisierten, feinkörnig aufbereiteten
Abfällen und/oder minderwertigen beziehungsweise Ersatzbrennstoffen in die Flammenzone
des Drehrohrofens 18 können gemäß Andeutung durch den Pfeil 40 entsprechende zweckmäßige
Mittel vorgesehen sein. Auch können fallweise Mittel 41 zur Anreicherung von Brennluft
des Brenners 26 mit Sauerstoff vorgesehen sein.