DE3735825A1 - Vorrichtung zum kalzinieren von pulverfoermigen materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalzinieren von pulverförmigen Materialien, insbesondere von Zement­ rohstoffen vor deren weiterer Wärmebehandlung, z. B. in einem Drehofen, die aus einem Vorwärmer, einem Kalzinierka­ nal, einer Kalzinierkammer, einem Abscheidezyklon, dem Drehofen, einer feuerbeständigen Auskleidung und Mitteln zum Zuführen von Brennstoff und zum Ein- und Ablassen von Material und Gasen besteht.

Bekannte Kalzinieranlagen haben häufig einen Kalzinierka­ nal, der den Drehofen mit einem Dispergiervorwärmer verbin­ det oder eine Kalzinierkammer, die in den Ofengasstrom zwischen den Drehofen und einen Dispergieraustauscher bzw. in einen parallelen, an die Brennluft aus einem Kühler angeschlossenen Austauschzweig eingeschaltet ist.

Andere Vorrichtungen dieser Art weisen eine Mischkammer mit der Zufuhr von Brennluft, Brennstoff und Rohstoff auf, die unmittelbar an den Gaskanal zwischen dem Drehofen und dem Dispergieraustauscher angeschlossen ist.

Ein Nachteil solcher Vorrichtungen besteht in der unvoll­ kommenen Vermischung von Gasen, Rohstoff und Brennstoff und in der relativ kurzen Verweilzeit dieses Gemisches im Rekationsraum, was, insbesondere bei Festbrennstoffen, zu einer unvollkommenen Verbrennung und zu einem niedrigeren Rohstoffkalzinierungsgrad führt. Ferner ist der Wirkungs­ grad des Wärmeaustauschprozesses unbefriedigend, da die Gase aus der Kalzinieranlage bei einer höheren Temperatur austreten.

Die Erfindung soll die Nachteile des Standes der Technik ausschalten und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine ver­ besserte Vorrichtung zum Kalzinieren von pulverförmigen Materialien, insbesondere von Zementrohstoffen, zu schaf­ fen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kalzinierkammer, die aus einem vertikalen und einem oben an diesen anschließenden schrägen zylindrischen Teil besteht und mit einer axialen Brennluftzufuhr in ihrem Unterteil und mit einer tangentialen Brennluftzufuhr in ihrem zylindrischen Teil sowie mit einer Brennstoffzufuhr zwischen den beiden Brennluftzufuhren versehen ist, mit ihrem Oberteil mittels Gasleitung mit einem schrägen, in Richtung von dem Drehofen weggeneigten Unterteil des Kalzinierkanals verbun­ den ist, wobei der Kalzinierkanal mit seinem unteren schrä­ gen Abschnitt von viereckigem Ouerschnitt an ein Fußstück des Drehofens anschließt, in seinem mittleren Abschnitt in eine vertikale Rohrleitung von kreisförmigem Querschnitt übergeht, an welche der Oberteil des Kalzinierkanals in Form eines Wirbelkopfes von viereckigem Querschnitt ange­ schlossen ist, wobei dieser Kopf mittels Gasleitung mit dem mittels Austrittsgasleitung mit dem Unterteil des Vorwär­ mers und mittels Ablaßleitung des kalzinierten Rohstoffes mit dem Fußstück des Drehofens verbundenen Abscheidezyklon verschaltet ist, und daß die Rohrleitung zum Ablassen des Rohstoffes aus dem Vorwärmer in den Unterteil der Kalzinier­ kammer mündet und die Rohrleitung für tertiäre Luft mit dem Fußstück mittels Rohrleitung verbunden ist.

Weitere zweckmäßige Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein besserer Ausbrand des Brennstoffes, eine gleichmäßigere Kalzinierung und ein höherer Wärmeeffekt ereichbar, da nach dem vollkom­ menen Vermischen und nach der Reaktion zwischen allen Komponenten in der Kalzinierkammer der größtenteils kalzi­ nierte Rohstoff zusammen mit eventuell unverbranntem Brenn­ stoffrückstand in einen speziell gestalteten Kalzinierkanal geliefert wird. Hier erfolgt die Vollendung des Kalzinier­ prozesses und der Ausbrand des Brennstoffrückstands, wozu die in den aus dem Drehofen kommenden Gase enthaltene Luft beiträgt.

Eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.

In den Oberteil eines Vorwärmers 6 mündet ein Rohstoffein­ laß 14. Vom Vorwärmer 6 führt eine Rohstoffauslaßleitung 15 in den Unterteil einer Kalzinierkammer 4. Ein Abscheide­ zyklon 5 ist über eine Ablaßleitung 16 für den kalzinierten Rohstoff mit dem schrägen Fußstück 2 eines Drehrohrofens 1 verbunden. Eine Brennluftzufuhr 7 führt axial von unten in die Kalzinierkammer 7 und ist mittels Rohrleitung 17 mit dem Fußstück 2 des Drehofens 1 verbunden. Die axiale und eine tangentiale Brennluftzufuhr 7 und 8 der Kalzinierkam­ mer 4 sind an eine Rohrleitung 9 für tertiäre Luft von einem nicht dargestellten Kühler angeschlossen.

Der schräge zylindrische Oberteil der Kalzinierkammer 4 ist über eine Gasleitung 10 mit dem am Fußstück 2 des Drehofens 1 angebrachten Unterteil des Kalzinierkanals 3 verbun­ den. Der Oberteil des Kalzinierkanals 3 ist über eine Gasleitung 11 an den Abscheidezyklon 5 angeschlossen, dessen Oberteil über eine Austrittsgasleitung 12 an den Unterteil des in seinem Oberteil einen Gasabzugsstutzen 13 aufweisenden Vorwärmers 6 angeschlossen ist. In ihrem Unterteil weist die Kalzinierkammer 4 eine Brennstoffzufuhr 18 auf und auch der Kalzinierkanal 3 kann mit einer unteren Brennstoffzufuhr 19 versehen sein. In der tangentialen Brennluftzufuhr 8 ist ein Regelelement 20 eingebaut. Alle wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung sind mit einer nicht dargestellten feuerbeständigen Auskleidung ausge­ rüstet.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Ein vorgewärmter Rohstoff wird aus dem Vorwärmer 6 durch Auslaßleitung 15 dem Unterteil der Kalzinierkammer 4 zuge­ führt, wo er durch die axialen und tangentialen Strömungen aus den Brennluftzufuhren 7 und 8 unter Zuleitung des Brennstoffes durch die Zufuhr 18 intensiv verwirbelt wird. Die Wärme vom ausbrennenden Brennstoff wird an die Partikel des kalzinierenden Rohstoffes abgegeben. Durch die kombi­ nierte Wirkung der Zentrifugal- und Schwerkräfte in dem vertikalen und dem schrägen Teil der Kalzinierkammer 4 werden größere Rohstoffteilchen bzw. auch Teilchen von nicht ausgebranntem Brennstoff in den vertikalen Unterteil rückgeführt, so daß sie länger im Reaktionsraum verbleiben. Die Gase werden zusammen mit dem teilweise kalzinierten Rohstoff aus dem Oberteil der Kalzinierkammer 4 durch die Gasleitung 10 in den schrägen Unterteil des Kalzinierkanals 3 geführt, wo sie sich mit den in diesem Teil aus dem Drehofen 1 durch das Fußstück 2 einströmenden Gasen vermi­ schen. Dabei vollzieht sich bei intensiven Bewegungen des Rohstoffes die weitere Kalzinierung auf das erforderliche Maß und der vollständige Ausbrand des Brennstoffrückstan­ des. In einigen Fällen kann es aus technologischen Gründen vorteilhaft sein, einen Teil des Kalzinier-Brennstoffes dem Unterteil des Kalzinierkanals 3 durch die Brennstoffzufuhr 19 zuzuführen.

Ein Gemisch von Gasen und kalziniertem Rohstoff fließt weiter durch den mittleren Abschnitt des Kalzinierkanals 3 in seinen als Wirbelkopf ausgebildeten Oberteil, wo der Wärmeaustauschprozeß der Kalzinierung endet. Aus dem Wir­ belkopf des Kalzinierkanals 3 werden die Gase zusammen mit dem Rohstoff durch die Gasleitung 11 dem Abscheidezyklon 5 zugeführt, aus welchem die Gase nach dem Abscheiden des kalzinierten Rohstoffes durch Auslaß-Gasleitung 12 in den Unterteil des Vorwärmers 6 abgeführt werden. Nach der Übergabe der Wärme an den Rohstoff strömen die Gase aus dem Vorwärmer 6 durch den Gasabzugsstutzen 13 ab. Der von den Gasen abgeschiedene Rohstoff fällt aus dem Abscheidezyklon 5 durch die Ablaßleitung 16 und das Fußstück 2 in den Drehofen 1.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Kalzinieren von pulverförmigen Materialien, insbesondere Zementrohstoffen, bestehend aus einem Vorwärmer, einem Kalzinierkanal, einer Kalzinierkam­ mer, einem Abscheidezyklon, einem Drehofen, einer feuerbe­ ständigen Auskleidung und Mitteln zum Zuführen von Brenn­ stoff und zum Ein- und Ablassen von Material und Gasen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kalzinierkammer (4) aus einem vertikalen und einem oben an diesen anschließenden schrägen zylindrischen Teil besteht und mit einer axialen Brennluftzufuhr (7) in ihrem Unterteil, einer tangentialen Brennluftzufuhr (8) in ihrem zylindrischen Mittelabschnitt sowie mit einer Brennstoffzu­ fuhr (18) zwischen den beiden Brennluftzufuhren (7, 8) versehen ist,
daß der Oberteil der Kalzinierkammer (4) über eine Gemisch­ leitung (10) mit einem schrägen, in Richtung vom Drehofen (1) weggeneigten Unterteil des Kalzinierkanals (3) verbun­ den ist, der an ein Fußstück (2) des Drehofens (1) an­ schließt,
daß der obere Endteil des Kalzinierkanals (3) über eine Leitung (11) mit dem Abscheidezyklon (5) verbunden ist, der über eine Abgasleitung (12) mit dem Vorwärmer (6) und über eine Leitung (16) des kalzinierten Rohstoffes mit dem Fußstück (2) des Drehofens (1) verbunden ist, und
daß eine Rohrleitung (15) zum Einspeisen des Rohstoffes aus dem Vorwärmer (6) in den Unterteil der Kalzinierkammer (4) führt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil des Kalzinierkanals (3) einen vier­ eckigen Querschnitt hat und nach oben in einen vertikalen zylindrischen Mittelteil übergeht, an den sich der als Wir­ belkopf ausgebildete Oberteil anschließt aus dem der Gemisch-Krümmer (11) zum Abscheidezyklon führt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischleitung (10) an dem schrägen Oberteil der Kalzinierkammer (4) tangential angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischleitung (10) an dem schrägen Oberteil der Kalzinierkammer (4) in Gegenrichtung zur tangentialen Brennluftzufuhr (8) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennstoffzufuhr (19) in den schrägen Unterteil des Kalzinierkanals (3) und eine Brennluftzufuhr (17) in das Fußstück (2) des Drehrohres (1) münden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Brennluftzufuhr (8) ein Regelele­ ment (20) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidezyklon (5) aus einem oder mehreren paral­ lel angeordneten Bauteilen besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (6) aus einem oder mehreren parallel ange­ ordneten Zweigen besteht.