DE3711145A1 - Verfahren und anlage zur herstellung von zementklinker aus zementrohschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel­ lung von Zementklinker aus pumpfähigem Zementroh­ schlamm, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Um Zementklinker nach dem sog. Naßverfahren her­ stellen zu können, ist eine Reihe von Verfahren be­ kannt, nach denen nasses Zementrohmaterial vor sei­ ner Aufgabe in die Brennanlage bzw. in den Brenn­ ofen einer besonderen Aufbereitung unterworfen wird, um das nasse Zementrohmaterial in ausreichendem Maße zu entwässern. Hierdurch soll der Gesamtwärmebedarf des Brennprozesses herabgesetzt werden.

So ist es beispielsweise allgemein aus der Praxis bekannt, das nasse Zementrohmaterial zunächst me­ chanisch zu entwässern, wodurch ein Filterkuchen erzielt wird, der direkt oder unter Zumischung von trockenem Rohmaterial einer dem Brennofen vorge­ schalteten Vorwärmeinrichtung aufgegeben wird. Die­ se Verfahren mit mechanischer Vorentwässerung des nassen Zementrohmaterials bringen zwar eine Herab­ setzung des Gesamtwärmebedarfs für den Brennprozeß mit sich, führen jedoch zu erheblichen Investitions-, Betriebs- und Personalkosten allein für die Einrich­ tungen zur mechanischen Entwässerung (mit Filtra­ tionseinrichtungen).

Es ist ferner bekannt (DE-OS 33 11 107), Zement­ rohmaterial nach Passieren eines Mischers in zwei Teilströme aufzuteilen, die gesondert vorbehandelt werden, wobei der eine Teilstrom in Schlammform und der andere trocken aufbereitet und einem Drehrohr­ ofen zugeleitet werden kann.

Ferner ist es aus der DE-PS 24 00 100 bekannt, Ze­ mentrohschlamm in wenigstens einer Sprühtrocknungs­ stufe vorzutrocknen, die einem Schwebegasvorwärmer eines Brennofen vorgeschaltet ist und mit Abgasen des Schwebegasvorwärmers und zusätzlich mit in einem besonderen Ofen erzeugten Heißgasen betrie­ ben wird.

Auch die beiden zuletzt angeführten bekannten Ver­ fahren bedingen einen erheblichen anlagentechni­ schen Aufwand, zu dem noch beträchtliche Wartungs- und Verschleißkosten kommen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Aus­ führungen ein Verfahren der im Oberbegriff des An­ spruches 1 vorausgesetzten Art in der Weise weiter­ zuentwickeln, daß es sich vor allem durch seinen ver­ hältnismäßig niedrigen Energiebedarf, durch eine verschleißarme und besonders wartungsfreundliche Betriebsweise sowie durch einen verhältnismäßig geringen anlagentechnischen Aufwand auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkma­ le gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung wird also während des laufenden Zementherstellungsbetrie­ bes ständig ein bestimmter Anteil des bereits trockenen Zementrohmehles aus einer der ober­ sten Stufen des Schwebegasvorwärmers abgezweigt und dem frisch herangeführten, pumpfähigen Zement­ rohschlamm zugemischt. Hierdurch kann im Vergleich zu den weiter oben beschriebenen bekannten Ausfüh­ rungen eine mechanische Vorentwässerung vermieden und das nasse Zementrohmaterial in einen Zustand gebracht werden, in dem es sich in einem Strom­ trockner besonders gut und wirtschaftlich trock­ nen läßt. Das aus Zementrohschlamm und bereits trockenem Rohmehl gebildete Gemisch kann dabei äußerst wirtschaftlich in einem Stromtrockner ge­ trocknet werden, der mit heißen Gasen aus dem Schwebegasvorwärmer insbesondere aus einer sei­ ner oberen Wärmetauscherstufen betrieben wird.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird zweck­ mäßig so vorgegangen, daß stets eine so große Menge des trockenen Zementrohmehles abgezweigt wird, daß ein erdfeuchtes Aufgabegemisch aus Ze­ mentrohmehl und Zementrohschlamm für den Strom­ trockner gebildet wird. Auf diese Weise läßt sich das Abtrocknen des gebildeten Aufgabegemisches in dem Stromtrockner besonders günstig durchführen, so daß dem Schwebegasvorwärmer ein ausreichend getrocknetes Zementrohmehl aufgegeben werden kann.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird nur in der Startphase der Ze­ mentklinkerherstellung so lange eine Sprühtrock­ nung wenigstens einer Teilmenge des Zementroh­ schlammes vorgenommen, bis in den oberen Stufen des Schwebegasvorwärmers trockenes Zementrohmehl anfällt. Da bekanntlich beim Start der Zementher­ stellung noch kein trockenes Zementrohmehl, son­ dern nur Zementrohschlamm zur Verfügung steht, kann ein Sprühtrockner dafür sorgen, daß in die­ ser Startphase eine ausreichende Menge trockenen Zementrohmehles hergestellt wird. Im Bedarfsfalle kann sogar der gesamte Zementrohschlamm in einem Sprühtrockner zu trockenem Zementrohmehl verarbei­ tet und dann direkt dem Schwebegasvorwärmer auf­ gegeben werden.

Vielfach kann es jedoch ausreichend sein, wenn eine durch die Sprühtrocknung zu Zementrohmehl getrocknete Teilmenge des Zementrohschlammes mit der Restmenge des Zementrohschlammes vermischt und dieses Gemisch danach dem Stromtrockner auf­ gegeben wird. In diesem Falle kann der erforder­ liche Sprühtrockner verhältnismäßig klein gehal­ ten werden.

Es sei aber betont, daß sobald der Schwebegas­ vorwärmer trockenes Zementrohmehl in ausreichen­ der Menge führt, die Sprühtrocknung abgeschaltet und über eine entsprechende Abzweigeinrichtung trockenes Zementrohmehl vorzugsweise der obersten Vorwärmerstufe abgezweigt wird, um diesen Teil­ strom des trockenen Zementrohmehles in der bereits geschilderten Weise mit dem frisch herangeführten Zementrohschlamm zu vermischen und dann dieses Ge­ misch dem Stromtrockner aufzugeben.

Eine Anlage zur Durchführung dieses erfindungsge­ mäßen Verfahrens enthält Einrichtungsteile nach dem Oberbegriff des Anspruches 6 und weist erfin­ dungsgemäß die im Kennzeichen dieses Anspruches 6 angegebenen Merkmale auf.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Die Erfindung sei im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt ein Schema einer bevorzugten Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in der Zeichnung veranschaulichte Anlage ent­ hält zunächst in üblicher Weise einen in Form eines Drehrohrofens 1 ausgeführten, zum Brennen von Zementklinker dienenden Brennofen, dem ein üblicher Klinkerkühler 2 nachgeordnet und ein in Form eines Zyklonvorwärmers 3 ausgeführter Schwe­ begasvorwärmer vorgeschaltet ist. Dieser Zyklon­ vorwärmer 3 enthält im dargestellten Ausführungs­ beispiel vier übereinander angeordnete Zyklon­ stufen, nämlich - von oben nach unten entspre­ chend der Fließrichtung des vorzuwärmenden Ze­ mentrohmehles - eine oberste, erste Zyklonstufe 3/I, eine zweitoberste, zweite Zyklonstufe 3/II, eine dritte Zyklonstufe 3/III und eine unterste, vierte Zyklonstufe 3/IV. Es versteht sich von selbst, daß jede dieser vier Zyklonstufen durch jeweils einen Zyklon oder auch durch jeweils meh­ rere Zyklone gebildet sein kann (wie an sich be­ kannt).

Die Guteinlaufseite 1 a des Drehrohrofens 1 steht einerseits durch eine Gutleitung 4 (für vorgewärm­ tes und wenigstens teilweise calciniertes Zement­ rohmehl) und andererseits durch eine Abgasleitung 5 mit der untersten Zyklonstufe 3/IV des Zyklon­ vorwärmers 3 in Verbindung. Die übereinanderlie­ genden Zyklonstufen 3/I bis 3/IV stehen ebenfalls in an sich bekannter Weise durch Gut- und Gaslei­ tungen miteinander in Verbindung.

Als Besonderheit ist in diesem Falle in der von der obersten Zyklonstufe 3/I zur zweitobersten Zyklonstufe 3/II führenden Gutleitung 6 eine ein­ stellbare Abzweigklappe 7 angeordnet, so daß von dieser Gutleitung 6 eine Zweigleitung 6 a zu einem Mischer 8 führt, auf den später noch näher einge­ gangen wird. Ferner ist die Gasleitung 9 zwischen der zweitobersten Zyklonstufe 3/II und der ober­ sten Zyklonstufe 3/I - wie im Zeichnungsschema an­ gedeutet - in Form einer ausreichend großen Schlei­ fe derart ausgeführt, daß dadurch gleichzeitig ein ausreichend groß bemessener Stromtrockner ausge­ bildet ist (dessen Abscheider in diesem Falle al­ so die oberste Zyklonstufe 3/I bildet).

In Gutfließrichtung betrachtet, ist dem Zyklonvor­ wärmer, also insbesondere dessen oberster Zyklon­ stufe 3/I, der bereits genannte Mischer 8 vorgestal­ tet, bei dem es sich um jeden geeigneten Mischer, insbesondere Rührwerksmischer, handeln kann, in dem pumpfähiger Zementrohschlamm mit trockenem Zement­ rohmehl zu einem erdfeuchten Gemisch vermischt wer­ den können.

An den Mischer 8 ist neben der bereits genannten, von der Gutleitung 6 kommenden Zweigleitung 6 a zu­ mindest noch eine Zuführleitung 10 für Zementroh­ schlamm angeschlossen, über die von irgend einer Zementrohschlammquelle der aufzubereitende Zement­ rohschlamm herangepumpt wird. Von diesem Mischer 8 führt dann eine Rohgemischleitung 11 an eine Auf­ gabestelle 9 a des Stromtrockners (Gasleitung 9), die so angeordnet ist, daß ein ausreichend lan­ ger Trocknungsweg in der den Stromtrockner bilden­ den Gasleitung 9 gewährleistet ist.

Dem Mischer 8 ist ferner ein Sprühtrockner 12 vor­ geschaltet, der - wie weiter oben bereits erwähnt - nur während der Startphase der Zementklinkerherstel­ lung betrieben wird. Dieser Sprühtrockner 12 ist einerseits über eine Zweigleitung 13 mit der zum Mischer 8 führenden Zementrohschlamm-Zuführleitung 10 und andererseits über eine Rohmehlleitung 14 ebenfalls mit dem Mischer 8 verbunden. Zum Abzwei­ gen des ganzen Zementrohschlammes oder einer Teil­ menge davon aus der Zuführleitung 10 ist die Zweig­ leitung 13 über eine einstellbare Abzweigklappe 15 an die Zuführleitung 10 angeschlossen.

Der Sprühtrockner 12 kann in herkömmlicher Weise ausgeführt sein, wobei der in ihm zu trocknende Ze­ mentrohschlamm in üblicher Weise etwa von oben her in einen Heißgasstrom eingedüst wird. Dieser Heiß­ gasstrom wird in den Sprühtrockner 12 über eine Heißgasleitung 16 eingeführt, die von einem ge­ sonderten Heißgaserzeuger 17 kommt, der dem Sprüh­ trockner 12 zugeordnet ist. Im Bedarfsfalle kann auch vorgesehen sein, daß von diesem gesonderten Heißgaserzeuger 17 - wie gestrichelt angedeutet - noch eine Teilleitung 18 an die Gasleitung 9 des Stromtrockners (vorzugsweise stromabwärts von der Aufgabestelle 9 a) herangeführt ist. Vom Sprühtrock­ ner 12 geht eine Abgasleitung 19 vorzugsweise zu­ sammen mit der Abgasleitung 20 der obersten Zyklon­ stufe 3/I zu einer nicht näher veranschaulichten Abgasreinigungseinrichtung.

Wie bereits erwähnt worden ist, wird die Menge des an der Abzweigklappe 7 abgezweigten, trockenen Ze­ mentrohmehles so bemessen, daß in dem Mischer 8 aus diesem Zementrohmehl und dem Zementrohschlamm ein erdfeuchtes Aufgabegemisch für den Stromtrock­ ner gebildet werden kann. Der Feuchtigkeitsgehalt dieses Aufgabegemisches kann dabei etwa zwischen 5 und 10% betragen.

Die Betriebsweise der zuvor anhand des Zeichnungs­ schemas geschilderten Anlage dürfte bei den vor­ hergehenden Erläuterungen ohne weiteres verständ­ lich sein. Es sei lediglich noch ergänzt, daß der Anlagenteil mit Drehrohrofen 1, Klinkerkühler 2 und Zyklonvorwärmer 3 als einfache Zementklinker- Brennanlage ausgeführt sein kann oder im Be­ reich zwischen der Guteinlaufseite 1 a des Dreh­ rohrofens 1 und der untersten Zyklonstufe 3/IV noch - wie an sich bekannt - eine gesonderte Vor­ calcinierungseinrichtung ausgebildet sein kann. Zu diesem Zweck kann gemäß Zeichnungsschema an die Ofenabgasleitung 5 eine gesonderte Brennstoff­ zuführung 21 sowie eine vom Klinkerkühler 2 kom­ mende Tertiärluftleitung 22 herangeführt sein.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Zementklinker aus pumpfähigem Zementrohschlamm, indem der Zement­ rohschlamm zunächst in heißen Gasen zu Zement­ rohmehl getrocknet, das Zementrohmehl in einem mehrstufigen Schwebegasvorwärmer mit den heißen Abgasen einer Brennofens vorgewärmt und dieses vorgewärmte und wenigstens teilweise calcinier­ te Zementrohmehl dann in dem Brennofen zu Ze­ mentklinker gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während während der laufenden Zementklinkerherstel­ lung aus einer der vom Zementrohmehl zuerst durchsetzten oberen Stufen des Schwebegasvor­ wärmers ständig ein Teilstrom des vorzuwärmen­ den, trocknen Zementrohmehles abgezweigt und mit dem Zementrohschlamm vermischt und dieses Gemisch in einem von heißen Gasen aus dem Schwe­ begasvorwärmer durchströmten Stromtrockner zu Zementrohmehl getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine so große Menge des trockenen Ze­ mentrohmehles abgezweigt wird, daß erdfeuchtes Aufgabegemisch aus Zementrohmehl und Zementroh­ schlamm für den Stromtrockner gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß nur in der Startphase der Zementklin­ kerherstellung solange eine Sprühtrocknung we­ nigstens einer Teilmenge des Zementrohschlammes vorgenommen wird, bis in den oberen Stufen des Schwebegasvorwärmers trockenes Zementrohmehl anfällt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die durch die Sprühtrocknung zu Zement­ rohmehl getrocknete Teilmenge des Zementroh­ schlammes mit der Restmenge dieses Schlammes vermischt und dieses Gemisch danach dem Strom­ trockner aufgegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Teilstrom des trockenen Zementroh­ mehles zwischen der obersten und zweitober­ sten Stufe des Schwebegasvorwärmers abgezweigt wird.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, enthaltend

• a) eine Trocknungseinrichtung (9, 12) für Ze­ mentrohschlamm,
• b) einen Schwebegasvorwärmer in Form eines Zy­ klonvorwärmers (3) mit mehreren übereinan­ derliegenden Zyklonstufen, die durch Gut- und Gasleitungen miteinander verbunden sind,
• c) einen Brennofen (1), dessen Guteinlaufsei­ te (1 a) einerseits durch eine Gutleitung (4) für vorgewärmtes und wenigstens teilweise calciniertes Zementrohmehl und andererseits durch eine Abgasleitung (5) mit der unter­ sten Zyklonstufe (3/IV) des Zyklonvorwärmers (3) in Verbindung steht,

gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

• d) die Gasleitung (9) zwischen der zweitober­ sten (3/II) und der obersten Zyklonstufe (3/I) des Zyklonvorwärmers (3) ist in Form eines Stromtrockners ausgebildet;
• e) die von der obersten Zyklonstufe (3/I) zur zweitobersten Zyklonstufe (3/II) führende Gutleitung (6) weist eine Zweigleitung (6 a) auf, die mit einer Mischeinrichtung (8) für Zementrohschlamm und trockenes Zementrohmehl verbunden ist, die ihrerseits über eine Roh­ gemischleitung (11) mit dem Stromtrockner (9) in Verbindung steht.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischeinrichtung (8) ein nur während der Startphase betriebener Sprühtrockner (12) vorgeschaltet ist, der einerseits über eine Zweigleitung (13) mit einer zur Mischeinrich­ tung (8) führenden Zementrohschlamm-Zuführlei­ tung (10) und andererseits über eine Rohmehllei­ tung (14) mit der Mischeinrichtung (8) verbun­ den ist.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sprühtrockner (12) ein gesonderter Heiß­ gaserzeuger (17) zugeordnet ist.