DE491384C - Verfahren zur Verbesserung der Waermewirtschaft beim Schlammtrocknen in der Zementindustrie - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verbesserung der Wärmewirtschaft beim Schlammtrocknen in der Zementindustrie Je nach Art der Aufbereitung der Rohstoffe für die Zementfabrikation unterscheidet man drei Arten von Verfahren, das Trockenverfahren, das Halbnaßverfahren und das Naßverfahren. Der Hauptzweck dieser Verfahren ist eine innige Mischung der für die Fabrikation in Frage kommenden Rohstoffe. Hierfür ist das Nraß-oder Schlammverfahren besonders wertvoll, da es die beste Mischung der Rohstoffe bewirkt. Von Nachteil war für dieses Verfahren bisher der große Wärmebedarf insofern, als bei dem Brennvorgang erst das Schlammwasser (etwa q.00/0 des Schlammgewichts) in Dampfform aus der Mischung ausgetrieben werden muß. Man -benutzte dazu zwei Arten von Verfahren. Das ältere war die Vortrocknung des Schlamms auf gewöhnlichen feuergasbeheizten Plandarren und nachherige Sinterung, das neuzeitlichere ist die unmittelbare Einführung des Dickschlamms in die mit Feuergasen beheizte Drehtrommel. Unter bekannter Aufteilung des Vorgangs der Klinkererzeugung in einen Trocknungs- bzw. Kalzinierprozeß unter Luftabschluß und einen Brennprozeß verfolgt die Erfindung das Ziel, durch die Wiederverwertung der beim Trocknungs- bzw. Kalziniervorgang entstehenden Brüden die Wärmewirtschaft erheblich zu verbessern. Sie besteht darin, daß die Brüden eines von der Außenluft abgeschlossenen, mittelbarbeheizten Trockners, in dem die Trocknung des Zementschlamms erfolgt, unter Zwischenschaltung einer Wärmeaustauschvorrichtung, in der die bei der Verdichtung des Brüdendampfes frei werdende Wärme auf mit den Brüden in innige Berührung tretende Wassermengen übertragen wird, zur Dampferzeugung für Kraft-und Heizzwecke oder zur Erzeugung von Warmwasser nutzbar gemacht werden.
• In der Braunkohlentrocknung ist es bereits bekannt, die Brüden in Wärmeaustauschern mit Wasser in innige Berührung zu bringen. Ein Teil des in den Brüden enthaltenen Wasserdampfes wird dabei niedergeschlagen, und es wird die bei der Kondensation des Dampfes frei werdende Wärme von dem Wasser aufgenommen. Dieses wird im Kreislauf durch den Wärmeaustauscher und eine zweite Vorrichtung, z. B. einen Verdampfer oder das Heizsystem eines Trockners, geleitet, in dem die aufgenommene Wärme dem Wasser wieder entzogen und nutzbar gemacht wird. Indessen liegen die Verhältnisse bei der Brüdenverwertung in der Braunkohlenindustrie ganz anders als bei der Zementschlammtrocknung. Die Brüden von Braunkohlentrocknern haben einen verhältnismäßig hohen Luftgehalt. Die Brüden, die aus dem erfindungsgemäß verwendeten Zementschlammtrockner abziehen, können dagegen nahezu luftfrei gehalten werden. Dieser Unterschied bedingt einen wesentlichen Unterschied in der Wärmeübertragung, die im letzten Fall wesentlich günstiger ist als im ersten. Auch der Staub, der in den Brüden von Zementschlammtrocknern enthalten ist, hat eine wesentlich andere Beschaffenheit wie Braunkohlen- oder Koksstaub. Der erste ist schwerer von Wasser benetzbar und wesentlich feiner als der letzte. Auf Grund dieser Eigenschaften des Staubes war es von vornherein nicht abzusehen, ob das bei der Brüdenverwertung von Braunkohlentrocknern bekannte Verfahren, auf Zementschlammtrocknerbrüden übertragen, irgendwelche Erfolge erzielen würde. Vielmehr maßte man annehmen, daß der Zementstaub im Wasserkreislauf des Brüdenverwertungsverfahrens sich an den Rohrleitungswänden und in den Düsen absetzen und diese verstopfen würde, so daß, da ja der Zementschlamm auch noch bis zu einem gewissen Grade die Fähigkeit besitzt, zu erhärten, ein geordneter Betrieb von vornherein überhaupt nicht zu erwarten war. Erst als der Erfinder erkannt und durch Versuche festgestellt hatte, daß der Zementschlamm überraschenderweise in dem warmen Wasser des Wärmeaustauscherbetriebes diese Schwierigkeiten nicht herbeiführt, war es möglich, zu der Erfindung zu gelangen.
• Ferner ist bei der Dampferzeugung aus dem im V6rärmeaustauscher aufgeheizten Wasser Bedingung, daß dieser Dampf staubfrei anfällt, da er ja sonst nicht gut für Heizzwecke oder in Kraftmaschinen verwendet werden kann. Indessen hat sich gezeigt, daß der Zementschlamm trotz seiner Feinheit bei der teilweisen Verdampfung des Kreislaufwassers nicht mit in den Dampf übergeht.
• Das Kreislaufwasser, das erfindungsgemäß für die Rückgewinnung der Brüden verwandt wird, schlägt auch den Staub, der in den Brüden enthalten ist, vollständig nieder. Der Staub kann jedoch in bekannter Weise daraus entfernt werden, z. B. durch eine Filtervorrichtung oder dadurch, daß ständig eine gewisse Menge des Umlaufwassers aus dem Kreislauf entfernt wird.
• Das Schlammwasser, das aus dem Wasserkreislauf ständig ausgeschieden wird, kann für die Naßmahlanlage der Zementfabrik Verwendung finden. Der in den Brüden enthaltene Staub kann auch schon zum größten Teil vor der Einführung der Brüden in den WärmeaÜstauscherdurch bekannte Gasreinigungsverfahren, z. B. elektrische Gasreinigung, niedergeschlagen werden. Diese zusätzliche Entstaubung ändert natürlich nichts an dem der Erfindung zugrunde liegenden Prinzip, da in der dem Wärmeaustauscher vorgeschalteten Entstaubungsanlage wirtschaftlich immer nur ein Teil des Staubes niedergeschlagen werden kann, welcher Anteil aber den Frischwasserbedarf der Brüdenverwertungsanlage wesentlich entlastet.
• In ähnlicher Weise wie die Brüden des Schlammtrockners können erfindungsgemäß auch die Rauchgase, die aus der Feuerung dieses Trockenofens abziehen, zur Nutzbarmachung ihrer verfügbaren Wärme unter Zwischenschaltung eines mit Wasserberieselung der Rauchgase arbeitenden Wärmeaustauschers zur Dampf- bzw. Warmwassererzeugung herangezogen werden.
• Im folgenden soll an Hand des in der Abbildung dargestellten Schemas die Erfindung des Näheren erläutert werden.
• Der von der Aufbereitungsanlage kommende Dickschlamm wird durch die Rohrleitung = einer feuergasbeheizten Drehtrommel 2 zugeführt. Die Trommel unterscheidet sich von den bisherigen in der Zementindustrie verwendeten dadurch, daß der Schlamm auf mittelbarem Wege getrocknet wird. Dieser @ Drehtrommel wird der Schlamm zweckmäßig durch ein sich mitdrehendes Armkreuz 3 jedem einzelnen Heizrohr zugeführt, oder aber einzelne Düsen eines feststehenden Armkreuzes spritzen den Schlamm gegen die Trommelvorderseite, wobei jedoch Auffangvorrichtungen für den auf den Trommelboden auftreffenden Schlamm angeordnet werden müssen.
• Es ist zweckmäßig, gleich beim Auftreffen des nassen Schlammes auf die Heizflächen des Trockners eine kräftige Dampfentwicklung eintreten zu lassen, damit der Schlamm an diesen Stellen nicht festklebt. Zu diesem Zweck können diese Teile der Heizfläche besonders stark beheizt werden, oder es können die sich mitdrehenden, auf dem Armkreuz befestigten Düsen q. beliebig lang in die einzelnen Trockenrohre hineinragen. Die Trockentrommel ist möglichst dicht von den Feuergasen abzuschließen, so daß die Wasserdämpfe mit sehr geringem Gasgehalt dem Stutzen 5 entnommen werden können. Durch Rohrleitung 6 werden diese Dämpfe unter Zuschaltung eines Gebläses 7 der Wärmeaustauschvorrichtung 8 zugeführt. Durch Rohrleitung g wird mittels Pumpe zo dem Wärmeaustauscher Wasser zugeführt, dessen Wassermenge so bemessen ist, daß sie je nach Verwendungszweck mehr oder weniger von der Dampfwärme aufzunehmen vermag. Die abgekühlten Brüden verlassen durch den Schlot zr den Wärmeaustauscher. Das Warmwasser-wird durch Rohrleitung 12 dem Verdampfer 13 zugeführt, worin sich durch partielle Verdampfung in dem unter Vakuum stehenden Apparat Dampf bildet, der zu verschiedensten Verwendungszwecken gebraucht werden kann. Zur Abscheidung des evtl. von dem Dampf mitgeführten Zementstaubes kann in die Rohrleitung 6 auch eine Staubabscheidung eingeschaltet werden. Die die Drehtrommel verlassenden Rauchgase können gemäß dem neuen Verfahren ebenfalls zur Dampferzeugung herangezogen werden. Durch die Rohrleitung 1q. werden sie von dem Gebläse 15 ebenfalls dem Wärmeaustauscher 16 zugeführt, worin sie in gleicher `'eise wie die Brüden ihre fühlbare Wärme an das Umlaufwasser abgeben, welche Wärme dem Wasser im Verdampfer 13 in Form von Dampf wieder entzogen wird. 17 und 18 sind die Kalt-bzw. Warmwasserleitungen. Der im Verdampfer 13 entstehende Dampf kann zu Kraft- bzw. Heizzwecken nutzbar gemacht werden, oder es kann das den einzelnen Wärmeaustauschern entströmende Warmwasser unmittelbar zur Abgabe seiner aufgenommenen Wärme herangezogen werden. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die zur Trocknung erforderliche Kohle auf einem gewöhnlichen Rost verfeuert werden kann. Dadurch entfallen die nicht unwesentlichen Kosten für die Vermahlung der Kohle, die bei dem jetzigen Betrieb in Form von Kohlenstaub dem Drehrohr zugeführt wird.
• Natürlich können auch andere Trockner als die im vorstehenden beschriebenen, z. B. auch dampfbeheizte, für die Trocknung des Schlammes benutzt werden. Bei diesen ist aber zweckmäßig gleichfalls für einen guten Luftabschluß des Trockenraums und eine genügende Erhitzung (z. B. durch zusätzliche Beheizung) derjenigen Stellen der Trockenwände zu sorgen, mit denen der nasse, gegebenenfalls vorgewärmte Schlamm zuerst in Berührung tritt.
• Die Entfernung der Staubmengen, die sich in den im Kreislauf zwischen Wärmeaustauscher und Verdampfer geführten Wassermengen anreichern, kann nach bekannten Verfahren geschehen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE-i. Verfahren zur Verbesserung der Wärmewirtschaft beim Schlammtrocknen in der Zementindustrie, dadurch gekennzeichnet, daß die Brüden eines von der Außenluft abgeschlossenen, mittelbar beheizten Trockners, in dem die Trocknung des Zementschlamms erfolgt, unter Zwischenschaltung einer an sich bekannten Wärmeaustauschvorrichtung, in der die bei der Kondensation des Brüdendampfes frei werdende Wärme auf mit den Brüden in innige Berührung tretende Wassermengen übertragen wird, zur Dampferzeugung für Kraft- und Heizzwecke oder zur Erzeugung von Warmwasser nutzbar gemacht werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase der Ofenfeuerung zur Nutzbarmachung ihrer verfügbaren Wärme unter Zwischenschaltung eines mit Wasserberieselung der Rauchgase arbeitenden Wärmeaustauschers ebenfalls zur Dampf- bzw. Warmwassererzeugung herangezogen werden.
3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch einen unter Luftabschluß stehenden feuergas- oder dampfbeheizten Röhrentrockner, dem der Zementschlamm unter Luftabschluß zugeführt wird und durch einen an sich bekannten Wärmeaustauscher, in dem die Brüden des Trockners mit Wasser behandelt werden. q.. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Heizungsvorrichtung für den Röhrentrockner, die den Einlaufteil des Trockners stärker als die übrigen Stellen beheizt.