DE408494C - Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe eines Zementbrennofens - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe eines Zementbrennofens

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DE408494C
DE408494C DEM76771D DEM0076771D DE408494C DE 408494 C DE408494 C DE 408494C DE M76771 D DEM76771 D DE M76771D DE M0076771 D DEM0076771 D DE M0076771D DE 408494 C DE408494 C DE 408494C
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Germany
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coking
retort
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DEM76771D
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Merz & Mclellan
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Merz & Mclellan
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/34Arrangements of heating devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe eines Zementbrennofens. Es ist bekannt, die in dem Koks einer Verkokungsanlage enthaltene Wärme dadurch wiederzugewinnen, daß der Koks in noch warmem Zustande in einer Dampfkesselfeuerung verbrannt wird. Weiter ist es bekannt, die Abgase eines Zementofens zur Beheizung eines Gaserzeugers zu verwenden.
  • Unter Benutzung dieser Vorschläge wird nach der Erfindung ein Zementbrennofen mit dem noch warmen Koks einer Verkokungsanlage beheizt und die Abgase des Zementbrennofens ihrerseits wieder zur Beheizung der Verkokungsanlage verwendet, so daß ein außerordentlich wirtschaftlicher Wärmeaustausch stattfindet.
  • Als Verkokungsanlage wird vorzugsweise eine solche fürTieftemperaturkoks verwendet. In einer Ausführungsform der Erfindung wird die zusätzliche Wärme, die etwa für den "Zementofen nötig ist, durch Verbrennung von Gas erzeugt, das in der Verkokungsanlage gewonnen wird. Zweckmäßig wird der noch warme Koks, entweder mit oder ohne Zusatz von gepulvertem Rohbrennstoff, etwa Kohle, mit Rückstandsölen gemischt, die aus der Verkokung des Brennstoffs entstehen. Der so gewonnene kolloide Brennstoff wird dem Zementofen zugeführt. Mit dein Ausdruck »kolloider Brennstoff« soll eine im wesentlichen homogene Masse bezeichnet werden, in der die festen Bestandteile in den öligen Bestandteilen suspendiert sind.
  • Eine nach der Erfindung ausgeführte Anlage enthält daher als wesentliche Bestandteile eine mit niedriger Temperatur arbeitende Verkokungsanlage, einen Zementbrennofen, eine Dampfanlage, umfassend eine Vorrichtung zur Erzeugung oder Überhitzung von Dampf oder zur Speisewasservorwärmung oder all diese Einrichtungen zusammen, «-eiter Vorrichtungen zur Zuführung heißer Gase aus dem Zementofen zur Dampfanlage und endlich Vorrichtungen zur Zuleitung des Dampfes zur Brennstoffverkokungsanlage, tim diese zu heizen.
  • Die Erfindung umfaßt weiter die Anordnung einer Brennstoffdestillationsretorte, die im wesentlichen kontinuierlich arbeitet, eines 7ementdrehofens und Z"orrichtungen zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Retorte und dein Ofen, um Koksrückstände aus der Retorte in heißem oder teilweise gekühltem Zustarn_le der Verbrennungszone des Ofens zuzuführen, wodurch die in dem Koks enthaltene Wärme nutzbar gemacht und u. a. das Löschen des Kokses überflüssig ,emacht wird.
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß, obgleich das Gewicht des Brennstoffs, der je Tonne Zement erforderlich ist, größer als in bisherigen Betrieben sein kann und wahrscheinlich auch sein wird, nichtsdestoweniger eine Herabsetzung der Betriebskosten erreicht wird, insofern als wertvolle Öle und andere Nebenprodukte aus dein Brennstoff gewonnen werden, wodurch die Brennstoffkosten je Tonne Zement erheblich reduziert werden, da der Wert der gewonnenen Öle und Nebenprodukte in Abzug zu bringen ist.
  • Zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Abb. i erläutert die allgemeine Anordnung einer Vereinigung von Kohlenverkokungsanlage und Zementofen, und Abb. 2 stellt eine abgeänderte Anordnung dar, in der eine Dampferzeugungsanlage den Hauptanteil ihrer Betriebswärme aus den lZetortengasen erhält.
  • Bei der Anlage nach Abb. i ist als Zement- Brennofen eirl Drehofen 1o vorgesehen, rlern das Brenngut in üblicher Weise durch eine Leitung 1z zugeführt wird; der gesinterte Zement oder Klinker wird am unteren Ende des Ofens in einen Kühler 12 entleert, durch den zweckmäßig die Verbrennungsluft zur Vorerhitzung hindurchgeleitet wird.
  • Nahe am Auslaufende des Ofens ist eine bei niedriger Temperatur arbeitende Brennstoffierkokungsanlage aufgestellt, die zweckmäßig mit einer Destillationstemperatur arbeitet, die 55o bis 6oo= C nicht überschreitet. Eine solche Anlage besteht aus einer Retorte 13 mit Vorerhitzer 14 für den Brennstoff. Letzterer wird dem Vorerhitzer mittels einer Förderanlage 15 zugeführt, die den Brennstoff aus einem Behälter 16 entnimmt, in den er durch Förderwagen gebracht wird. Diese Anlage ist im allgemeinen ähnlich ausgeführt, wie in den englischen Patentschriften 117290, 136868 und 149733 beschrieben.
  • Am unteren Errde der Retorte, rnit ihr ver-I:uiiden oder unmittelbar darunter stehend, ist eine Mühle 17 angeordnet, die den Koks aus der Retorte entnimmt und in noch heißem o-ler halb abgekühltem Zustand vermahlt. Der gemahlene Koks wird dann durch einen Ventilator 18 in eine Rohrleitung 4.9 und von dieser in den unteren Teil des Zementofens gefördert. Zusammen rnit diesem Brennstoff kann in den Ofen auch noch pulverisierte Rohkohle oder t >lrückstände eingeführt werrIen, die bei dein Verkokungsprozeß eiltstehen. Zur Erzeugung von Dampf, den rnan zur Erhitzung der Retorte und zur Destillation des Brennstoffs in dieser braucht, ist eire \ iederdruckdarnpfkessel 19 bestimmt. Dieser ist zweckmäßig am unteren Ende eines rnit Drosselklappe 51 versehenen 1saririns 2o aufgestellt, durch den die heißen Rauchgase aus dem Zementofen entweichen, so claß der Dampfkessel in an sich bekannter Weise durch Abgase beheizt wird.
  • Die abdestillierten Gase verlassen das obere Ende der Retorte durch ein Rohr @o und gehen von dort aus zunächst durch einen liorl(lensator 21. Dieser enthält eine Slxisewasserschlange, durch die mittels einer I'tunpe 23 (las Speisewasser für rlen Dampfkessel 19 gedrückt wird. Die unkonderisiert bleibenden Gase gelangen dann i-on dein Kondensator in einen zusätzlichen Gaskühler 24 finit Kühlwasserschlange 25. Das so abgekühlte Gas tritt dann in eine Anlage 26 zur Gewinnung von Nebenprodukten ein, wo 1Totorbrennstoff und andere Produkte aus dein Gas gewonnen wer(len. Das so v-)n den Nebenprodukten befreite Gas verbrennt schließlich in einem Brenner 27 und dient zur Heizung eines Darnpfülierli:tzers 28 des Dampfkessels i g. Die Verbrennungsgase strömen am oberen Ende eines den Überhitzer enthaltenden Gehäuses 29 ab und dienen zur Heizung des Dampfkessels, u111 schließlich durch den Kamin 2o zu entweichen. Die in dem Kondensator 21 und der Anlage 26 dem Gas entzogenen kondensierten Öle sammeln sich in Sümpfen 30 und 31.
  • Der Dampf aus dem CTberhitzer gelangt .durch ein Rohr 32 zum unteren Ende der Retorte. Der Hauptteil dieses Rohrs ist von einem zweiten Rohre 33 ummantelt. Durch den :Mantel wird mit Hilfe eines Ventilators >2 ein Teil der Abgase gesaugt, die den Karnin 2o durchströmen. Dieses Mantelrohr 33 mündet in einen Mantel 34, der die Retorte 13 umgibt. Aus Mantel 34 gehen die Abgase nach dem Vorerhitzer 1.4 und entweichen endlich durch den Kamin 35. Die Abgase dienen demgemäß nicht nur zur U'ärmeisolierung des Dampfrohrs 3-2 und der Retorte 13, sondern auch noch zur Heizung des Vorerhitzers.
  • Wenn die Abgase des Zementofens und diejenigen des L'herhitzers mehr Wärme enthalten, als der Dampfkessel aufnehmen kann, so kann man die Abgase ganz oder zum Teil durch ein Rohr 34 mit Drosselklappe 35 in regelbarerMenge um den Dampfkessel herumlegten. Wenn andererseits die Abwärme für den Dampfkessel nicht ausreicht, so kann dieser mit einer zusätzlichen Heizung mittels Gases, Kohlenstaubes oder Oles versehen @vcrden, die in einem Hilfsbrenner 36 unter denn Dampfkessel verbrennen. Der für diesen Brenner erforderliche Brennstoff kann aus den Erzeugnissen der Verkokungsanlage entnomrnerl werden. Die in Abb. -2 dargestellte Ausführungsform .ist für solche Fälle geeignet, in denen es feststeht, daß die Wänrre der Abgase rles Zementofens nicht ausreicht, um den für die Retorte erforderlichen Dampf zu erzeugen. In diesem Fall entspricht der Zementofen und die Kohlenverkokungsanlage (mit Ausnahme der Anlage für die Gewinnung von \ebenprodukten daraus) sowie die I!-Tittel zur Speisung des Ofens und der Verkokungsanlage der Ausführung nach Ahlr. i. Ein Teil des Dampfes für die Retorte wird in dein Dampfkessel 19 erzeugt. der liier rnit dem L'berhitzer 28 zusammen ein gerneinsanies Gehäuse 29 hat. Das obere Ende dieses Gehäuses stellt in Verbindung mit de,n Hauptkamin 20 des Zementofens. Das Speisewasser für den Kessel 1g wird durch die Pumpe 23 durch eine in dein Kamin angeordnete Rohrschlange 37 gedrückt, trrn voll (la aus dein Kessel zuzufließen. Der Dampf aus diesem wird in den Cberhitzer 28 geleitet ttn-l strömt durch das ummantelte Rohr 3.2, wie nach Ahb. i, der Retorte zu. Die IZetor-terigase gelangen in das Rohr 5o und durchfließen nacheinander drei Wärmeaustauscher 39, d.o und 4.1: Der erste Austauscher 39 stellt einen Überhitzer dar, der zweite einen Verdampfer und der dritte einen Speisewasservorwärmer. Kühlwasser für die Retortengase und zur Speisung des Verdampfers wird durch eine Pumpe 38 im Gegenstrom gefördert; es tritt zuerst in den Austauscher 41 ein und durchströmt dann den Austauscher 4o. Der in letzterem erzeugte Dampf wird in dein Austauscher 39 c!twas überhitzt und gelangt dann durch ein Rohr 42 mit Druckregler .,1.3 in den Überhitzer 28, wo er sich mit dein Dampf aus dem Kessel i9 vereinigt und zusammen mit ihm der Retorte zuströmt. Das Destillat aus der Retorte, das in den Wärmeaustauschern kondensiert wird, sammelt sich in dein Sumpf 3o. Das Gas aus dem Austauscherd.i wird durch einen Kühler 24 und eine Anlage 26 für (lie Gewinnung von Nebenprodukten geleitet, wie in Abb. i, und das so behandelte Gas wird dann in einem Brenner 27 verbrannt, der den Hauptüberhitzer 28 heizt. Wenn zusätzliche Wärme für den Kessel i9 nötig ist, um die aus dem Überhitzer tretenden Heizgase noch weiter zu erhitzen, so kann inan einen Brenner :Id. vorsehen, der mit einem beliebigen Brennstoff gespeist wird. Wie schon oben bemerkt, stellen die beiden Anlagen nach Abb. i und 2 nur Ausführungsbeispiele dar und unterliegen, je nach dem zu erreichenden Zweck, mannigfachen Abänderungen. So kann der Überhitzer auf andere Weise als dargestellt geheizt werden, z. B. <-lurch . utzg;ts oder Kohlenstaub. Weiter kann als Brennstoff für den Ofen kolloider Brennstoff verwendet werden, der aus gepulverten Koksrückständen und Rückstandsöl zusammengesetzt ist, das in der Kohlenverkokungsanlage gewonnen wird. Das Gas aus der letzteren kann auch in dein Zeinentofen verbrannt werden, gegebenenfalls unter Hinzufügung von flüssigem Rohbrennstoff, wobei dann besondere Brenner vorgesehen sind, durch die die verschiedenen Brennstoffe in die Verbrennungszone des Ofens eingeführt «-erden.

Claims (3)

  1. PATENT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betriebe eines Zeinentbrennofens, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) die Zeinentbrennofenabgase heizen die: Verkoktingsretorte einer Brennstoffverkokungsanlage; b l der in der Verkokungsanlage er--zeugte koks wird aus der Retorte warm der Zenentofenfeuerung zugeführt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß etwa erforderliche Zusatzwärme für den Ofen durch Verbrennung des Gases erzeugt wird, ras in der Verkokungsanlage gewonnen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der warme Koksrückstand mit oder ohne Zusatz von gepulvertem kohl>reimstoff mit bei der Verkokung des Brennstoffs entstehenden Rückstandsölen gemischt wird, und daß der so erzeugte kolloide Brennstoff dem Ofen zugeführt wird. d.. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung einer im wesentlichen kontinuierlich arbeitenden Brennstoff-destillationsretorte (13) und von Fördervorrichtungen (18,d.9), die den Koks aus der Retorte (13) in heißem oder teilweise gekühltem Zustand durch eine -Mahlanlage (17) in die Feuerung des Zementofens (io) fördern. 5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Br ennstoffverkokungsanlage (13, 1d.) Dampf zugeführt wird, der in einer Kesselanlage (i9) mit oder ohne Überhitzer durch die Abgase des Zementofens erzeugt wird, 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, claß die Hilfsheizvorriclitungen (27, 36) der Kesselanlage von den Rückstandsgasen aus der Verk oktuigsanlage (13, 3d.) gespeist werden. 7. \`orrichtung nach Anspruch bis 6, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Anlage (26) zur Gewinnung von Nebenprodukten aus rlen in der @erkokungsanlage (13, 34) abdestillierten Gasen. B. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Überhitzers (39), eines Verdampfers (do) und eines Torwärmers (41), die unter Kühlung der Gase aus der Verkokungsaniage (13) Dampf für die Verkokungsanlage erzeugen. 9. Vdi-richtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch geltennzeichnet, daß sowohl die Verkokungsretorte (13) wie das Zuführungsrohr (32) für den Heizdampf finit Mänteln (34,33) versehen sind, durch die ein Teil der !Abgase des Zementofens rio) gesaugt wird.
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