DE407170C - Trocknung von Zementrohschlamm - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 15. DEZEMBER 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 80 b GRUPPE 3 (R56720

Thomas Rigby in London.

Trocknung von Zementrohschlamni.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. September 1922 ab.

Der Schlamm, den man bei der Herstellung

von Zement nach dem Naßverfahren benutzt, enthält oft etwa 40 Prozent Wasser und wird gewöhnlich unmittelbar in den Drehrohrofen oder einen sonstigen Ofen eingeführt.

Da nun das im Schlamm enthaltene Wasser durch die Ofengase verdampft werden muß', bevor das Gut auf die Sinterungstemperatur erhitzt werden kann, wird dadurch ein großer Teil des Wärmeinhalts der Gase verbraucht.

Es sind daher verschiedene Vorschläge gemacht worden, um eine Brennstoffersparnis zu erzielen, indem man das Trocknen des Schlammes mit größerer Ökonomie außerhalb des Ofens durchführt, wodurch zugleich die Leistung eines gegebenen Ofens gesteigert u erden sollte, weil ihm die Aufgabe der Aufheizung des Zementgutes abgenommen wird. In diesem Sinne sind Vorschläge gemacht ίο werden, denen zufolge der Zementrohschlamm durch Kanäle oder über durch Heizzüge beheizte Trockenböden geleitet oder durch Rührwerke befördert \verden soll, wobei die Ofenabgase durch die Kanäle oder die Heizzüge geleitet werden sollen.

Es ist nun festgestellt worden, daß beim Ausbreiten von Zementschlamm in gleichförmiger Schicht von nicht mehr als 1 oder 2 mm Dicke und vorzugsweise von nur ¹Z₁₀ mm Dicke auf einer metallischen Heizfläche, der Schlamm nicht nur an der Fläche antrocknet, sondern das sein thermisches Verhalten von solcher Art ist, daß eine sehr hohe Wasserverdampfung aus dem Schlamm auf einer gegebenen Heizfläche erzielt werden kann, indem man die letztere mit Dampf beheizt, dessen Temperatur nur etwa io° C über der Schlammtemperatur liegt. Vorliegende Erfindung ist auf diese Beobachtungen aufgebaut und besteht darin, daß der Zementrohschlamm in solch dünner Schicht auf der Heizftäche eines mit Dampf beheizten Oberflächentrockners derjenigen bekannten Art getrocknet wird, bei welcher die. Verdampfung in einem geschlossenen Gehäuse erfolgt, so daß der Verdampfungsraum im wesentlichen frei von nicht kondensierbaren Gasen bleibt und wobei die aus dem Schlamm entwickelten Dämpfe abgeführt werden (z. B. zu einem Kondensator), indem man sie zu einem weiteren Trockner leitet, der mit dem ersten in Vielfachwirkung verbunden ist, oder zu einer Vorrichtung, welche den Dampf komprimiert, um ihn aufzuheizen und, dadurch erneut als Heizmittel in dem gleichen Trockner verwendbar zu machen.

Die Benutzung eines solchen Trockners , macht es möglich, die Entwässerung des Schlammes unter Bedingungen der Wärme-Wirtschaftlichkeit durchzuführen, welche unerreichbar sind, wenn die Trockenlast unmittelbar dem Brennofen aufgebürdet wird und wenn die Berührung der Heizgase mit dem Schlamm, wie es gemäß den früheren Vorschlagen der Fall ist, darauf beschränkt wird, die Trockenböden für den Schlamm mit Verbrennungsgasen zu beheizen, da die Wärme- ■ übertragung von nicht kondensierbaren Gasen durch Wärmeaustauschflächen bekanntermaßen außerordentlich gering ist im Vergleich mit derjenigen, welche durch Kondensation von j Dsmpf beim Erhitzen einer Wärmeaustauschfläche erreichbar ist. Der Oberflächen- oder dünne Schichtentrockner, welcher gemäß der l Erfindung Anwendung finden soll, kann in I Vi elf ach wirkung arbeiten und besteht in die-I sein Falle vorzugsweise aus einem Trockner, wie er in der britischen Patentschrift 181035 des Erfinders beschrieben ist, oder der Oberflächentrockner kann auch von derjenigen ! Art sein, bei welcher das zu trocknende Mate- ; rial in dünner Schicht auf drehbaren Trommeln oder sonstigen Heizflächen ausgebreitet \ wird, die von einem Gehäuse umschlossen sind und durch den Dampf beheizt werden, welcher aus dem zu trocknenden Gut bei Trocknung ' entwickelt wird und darauf komprimiert wird, : um seine Temperatur zu steigern. , Wo Dampf, der z.B. durch heiße Ofenabgase j erzeugt wird, bei hinreichend hoher Temperatür zur Verfügung steht oder wo Kraft zur Kompression von Dampf zur Verfügung steht, ist ein derartiger in Vielfachwirkung arheiten- ! eier Trockner (wobei das zu trocknende Gut ι in parallel geschalteten Strömen in die verschiedenen Trockner der Batterie eintritt und dieselben auch in trocknem Zustande ebenso wieder verläßt) oder ein Trockner, bei welchem aus dem Schlamm entwickelter Dampf zur Wiederverwendung als Heizmittel komprimiert wird, sehr wirtschaftlich im Betriebe. Natürlich wird je nach der gewählten ; Apparatur der Temperaturfall zwischen aufeinanderfolgenden Wirkungen und die durch Kompression erzeugte Temperatursteigerung ι vorzugsweise so gering als möglich gehalten : und im allgemeinen auf so wenige Temperaturgrade beschränkt, als es nach den bei ! solchen Trockenapparaten gemachten Erfahrungen geschehen kann, vorausgesetzt, daß das Gut in hinreichend dünner und gleichförmiger Schicht auf den Trockenflächen verteilt wird. Auf diese Weise wird die größte \'~erdampfwirkung durch eine gegebene Menge verbrauchter Wärme erzielt. Man kann auch, falls die Umstände hierfür günstig sind, bei der Trocknung das Kompressionsprinzip mit dem Vielfachwirkungbetrieb verbinden, indem man beispielsweise den Dampf aus einem der Körper niedrigerer Wirkung nach geeig- no neter Kompression zu dem Körper höchster Wirkung oder einem der Körper höherer Wirkung zurückführt. Ferner können, wenn nach Lage des Falls weder eine inVielfach-wirkung zu betreibende Anlage noch ein mit Dampfkompression arbeitender Trockner mit Erfolg Anwendung finden kann, in Einzelwirkung arbeitende Trockner benutzt werden, in welchem Fall die Anlage im allgemeinen aus mehreren als selbständige Einheiten arbeitenden Körpern bestehen wird.

Unter Umständen können aber auch weder

Dampf von hinreichend hoher Temperatur noch Kraft billig genug zur Verfügung stehen; da nun bei der Zementherstellung viel Kraft erforderlich ist, um die zur Anlage gehörige Maschinerie zu betreiben und da der in einem Oberflächentrockner mit Einfach- oder Vielfachwirkung benutzte Dampf von geringer Spannung sein kann, so ist es zweckmäßig, den Dampf bei hoher Spannung zu erzeugen

ίο und ihn zunächst durch Dampfmaschinen oder Turbinen zu schicken, aus denen er mit der geringen Spannung auspufft, welche zum Beheizen des Trockners erforderlich ist.

Der Auspuffdampf der Maschine kann dem Trockner mit geringerem als Atmosphärendruck zugeführt werden, so daß der Trockner als bei verhältnismäßig niedrigem Druck arbeitender Kondensator wirkt und der eigentliche Kondensator den erforderlichen niedrigen \⁷erdampfungsdruck im Trockner aufrechterhält. Obwohl zwei oder mehr derartige bei niedrigem Druck arbeitende Trockner in Vielfachwirkung zwischen der Maschine und dem Kondensator eingeschaltet werden können, ist bezüglich einer derartigen Anordnung doch zu bemerken, daß für eine Gesamttrockenleistung bei Vermehrung der Zahl solcher in Reihe geschalteten Trockner die unter den vorerwähnten Umständen erzielte Kraftleistung sinkt, während die Trockenleistung bei gegebenem Wärmeaufwand steigt, da augenscheinlich für die Temperatur zum Betriebe eines Oberflächentrockners Grenzen bestehen, unter welche man praktisch nicht heruntergehen kann, und da, obwohl die Größe der Verdampfung, welche bei gegebenem W'ärmeaufwand erzielt werden kann, sich vervielfachen läßt durch bloße Vermehrung der Zahl der Verdampfungskörper, die in Vielfachwirkung arbeiten, eine solche Vermehrung der \*erdampfungsstufen zugleich die Temperatur entsprechend vermehrt, bei welcher der Dampf der ersten Verdampfungsstufe zugeführt werden muß, woraus sich zugleich eine entsprechende Erhöhung für den Druck des Auspuffdampfes der Maschine und demzufolge ein entsprechender Abfall der Kraftleistung ergibt, die aus einer gegebenen, zur Dampferzeugung benutzten Wärmemenge erzielbar ist.

Je nachdem daher im besonderen Fall die Anlage Brennstoffersparni s bei der Krafterzeugung oder bei der Trocknung ergeben soll, kann die Zahl der Tockner oder der in Reihe geschalteten Trocknerelemente, sofern eine Trockenanlage mit mehr als einer Trockenstufe benutzt wird, entsprechend verändert werden.

Die Abgase des Ofens werden zweckmäßig benutzt, um möglichst \veitgehend zu erzeugen

a) den Dampf, welcher einer Einzelstufe oder einer Vielfachwirkung-Trockenanlage entwe- ₍ der unmittelbar zugeführt werden soll oder mittelbar als Auspuffdampf einer Maschine, die durch den Dampf betrieben wird, oder b) den Dampf, welcher dazu dient, einen Konipressor oder einen Dampfinjektor zu betreiben, um das Heizmittel für eine Kompressionstrockenanlage, wie oben erwähnt wurde, zu komprimieren.

Das Gut kann den Trockner entweder so trocken, als es bei Verwendung eines Oberflächentrockners möglich ist, verlassen, oder es kann in geringerem Maße getrocknet werden, so daß es z. B. 8 oder 10 Prozent Feuchtigkeit enthält oder einen sonst gewünschten Feuchtigkeitsgrad besitzt. In jedem dieser Fälle kann das Gut unmittelbar in das kältere Ende eines Ofens in Gestalt von Trockenpulver eingeführt werden. Das Gut kann aber auch zu Kugeln, zu eiförmigen Körpern oder zu Ziegeln irgendwelcher Größe vermittels bekannter Formen von Pressen verarbeitet werden, und eine solche Verarbeitung zu Formkörpern wird im Regelfall Anwendung finden, wenn es sich um einen Ofen von der Art der Schachtofen handelt.

Eine Ausführungsform einer Apparatur, welche zur Durchführung der Erfindung benutzt werden kann, ist auf der Zeichnung wesentlich schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt die

Abb. ι die Gesamtanordnung der hauptsächlichsten Teile der Anlage, während

Abb. 2 einen Grundriß einer zweckmäßigen Form einer Vorrichtung zur Verteilung von Dickschlamm auf den Heizflächen des Trockners darstellt.

Eine übliche Form eines Drehrohrofens ist bei 3 angedeutet, aus dem die Abgase vom kühleren oberen Ende des Ofens durch Kesselfeuerzüge nach dem Schornstein 5 ziehen und in dem Kessel 7 Dampf erzeugen. Dieser Dampf treibt die Kraftmaschine 9 der ganzen Anlage und trägt zu deren Antrieb bei, und der Abdampf der Maschine wird entweder unmittelbar zum Kondensator 11 geleitet oder er wird, wenn nach dem Verfahren der Erfindung gearbeitet wird, bei völlig oder teilweise geschlossenem Ventil 13 (je nachdem der gesamte Abdampf oder nur ein Teil desselben zur Wasserverdampfung benutzt werden soll) und bei geöffneten Ventilen 15, 17 nach der Innenseite der drehbaren Heiztrommeln eines Oberflächenverdampfungskörpers 16 geleitet. Wenn der Dampf auf diese Weise in den Trockner eingeführt wird (bei einer Temperatur von beispielsweise 50- Cj, dann steht der Kondensator durch das Ventil 17 in unmittelbarer Verbindung mit dem Verdampfraum des Trockners, in welchem Dampf bei beispielsweise 40⁰ C entwickelt wird.

Um die Temperaturdifferenz im Innern der

Trockentrommel und auf der Außenseite derselben so gering als praktisch möglich zu halten, ist es wichtig, das Gut in sehr dünner und gleichmäßiger Schicht (deren Dicke nicht mehr als ι bis 2 mm und vorzugsweise nur etwa ¹Z₁₀ mm beträgt) auf den Trommeln zu verteilen, weshalb jede aufrechtstehende Trommel 25, von welchen Trommeln in der Regel mehrere in einem Trocknergehäuse angeordnet sind, vorzugsweise mit einem kleineren, von innen beheizten Drehkörper 27 zusammenarbeitet, welcher, da ihm eine Umfangsgeschwindigkeit gegeben wird, welche um einen passenden Betrag von der Umfangsgeschwindigkeit der Trockentrommel abweicht, das Gut glättet und gleichförmig als Schicht auf der Trommel ausbreitet, wenn es aus dem Winkel zwischen den Drehkörpern 25, 27 aus dem Zuführungskanal austritt, der zwischen den Drehkörpern liegt und rückwärts durch eine Brücke 29, welche sich an beide Drehkörper anlegt, abgeschlossen wird. Es ist dabei vorausgesetzt, daß dicker Schlamm zur Verarbeitung gelangt, welcher sich zufriedenstellend auf der Wand aufrechtstehender Trommeln ausbreiten läßt. Wenn dünner Schlamm benutzt wird, dann kann eine Anlage mit Uberflächentrockner Anwendung hnden, deren Trockentrommeln wagerecht gelagert sind. In jedem Fall wird nicht nur der Schlamm ununterbrochen auf den Flächen der Trockentrommeln ausgebreitet, sondern das Trockenerzeugnis wird auch stetig von den Trockenfiächen abgeschabt.

Bei möglichst niedrig gehaltener Spannung 1 des Auspulfdampfes kann eine Vergrößerung der Trockenleistung am bequemsten dadurch erreicht werden, daß man den Abdampf auf eine Mehrzahl von unabhängigen Trockenkörpern verteilt (anstatt der Anwendung eines Betriebes in Vielfachwdrkung) und dabei jeden Trockenkörper mit dem Kondensator ver- j bindet. ,

Das bis zum gewünschten Grade getrock- j nete Gut wird darauf durch eine geeignete [ Fördereinrichtung, welche bei 31- angedeutet ist, \'on dem Trockner oder den verschiedenen Trockenkörpern zu einer stetig arbeitenden ■ Presse befördert, die bei 33 angedeutet ist, durch welche das Gut in Kugeln oder Ziegeln geformt wird, womit der Ofen gespeist wird, j

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche: '

   i. Verfahren zur Trocknung von Ze- ; mentrohschlamm vor seiner Einführung in einen Drehrohrofen oder einen sonstigen Ofen, während er zu einer Schicht ausgebreitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm stetig als sehr dünne gleichförmige Schicht auf die Heizfläche (z. B. die Außenfläche einer inwendig beheizten rotierenden Trommel) eines dampfbeheizten Trockners aufgebracht und in trocknem Zustand von derselben entfernt wird, und zwar unter Benutzung eines Trockners von derjenigen bekannten Art, bei welcher die Verdampfung in einem geschlossenen Gehäuse vor sich geht, aus dem der beim Trocknen der Masse entwickelte Dampf, wesentlich frei von nicht kondensierbaren Gasen, abgesaugt und in einen Kondensator oder in einen anderen Trockner, der in Vielfachwirkung mit dem ersten verbunden ist, oder zu einer Vorrichtung geleitet wird, worin der Dampf komprimiert wird, um ihn aufzuheizen und ihn zu erneuter Verwendung als Heizdampf in dem gleichen Trockner verwendbar zu machen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 mit Trocknung des Schlammes in zwei in Vielfachwirkung miteinander verbundenen Trocknern, dadurch gekennzeichent, daß der Rohschlamm auf die Heizflächen beider Trockner mit im wesentlichen gleichen Wassergehalt aufgebracht und von beiden in wesentlich gleichem Trockenzustand entfernt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 in der Durchführung, daß der Oberflächentrockner (oder eine Gruppe von Trocknern, welche hinsichtlich des Gutdurchganges durch die parallel zueinander geschaltet und hinsichtlich des Heizdampf stromes entweder in Vielfachwirkung miteinander verbunden oder parallel zueinander geschaltet sind) mit Abdampf einer Dampf-Kraftmaschine beheizt wird, dessen Spannung unter Atmosphärendruck liegt (so daß der Trockner als Kondensator für die Dampfmaschine wirkt) und daß der VerdampfungsTaum des Trockners (oder der Verdampfungsraum jedes Trockners, wenn eine Gruppe bezüglich des Heizdampfes parallel geschalteter Trockner vorgesehen ist, oder des letzten Trockners einer Gruppe von in Vielfachwirkung miteinander verbundenen Trocknern) mit einem Kondensator verbunden ist, welcher den Druck im Verdampfungsraum auf passender Höhe unterhalb des Druckes des Abdampfes der Dampfmaschine hält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.