DE649582C - Trockenbrennverfahren zur Erzeugung von Zementklinker und Kammerofen zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Bisher bekanntgewordene Brennverfahren zur Erzeugung von staubförmigem Zementklinker weisen den erheblichen Nachteil auf, 'daß das Rohmehl bei seiner Einführung in den Brennofen bzw. während des Brennvorganges sein spezifisches Mischungsverhältnis verliert und in seine Komponenten zerfällt. Aus diesem Grunde konnten die zur Erzielung eines Portlandzements erforderlichen chemischen Reaktionen nicht stattfinden und eine praktische Durchführung des Staubklinkerbrennens mußte unterbleiben.

Das vorliegende Verfahren beseitigt solchen Nachteil dadurch, daß dem Rohmehl vor seiner Einführung in den Brennofen eine geringe Menge an Feuchtigkeit, etwa 1 bis 2 Gewichtshundertteile, in Form von Wasser, Wasserdampf ο. dgl. zugeführt wird, zum Zweck, die plastischen Eigenschaften des Rohmehles zu erregen und es zur Bildung von winzig kleinen Gutkügelchen zu veranlassen, welche durch die Abhitze des Ofens vollständig getrocknet, vorerhitzt und alsdann in den Brennraum eingeblase'n werden.

Zur Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßig ein Kammerofen benutzt, wie er beispielsweise nachstehend beschrieben und* mit fünf Abbildungen dargestellt ist. Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt, Abb. 2, 3 und 4 Querschnitte. Abb. 5 stellt schematisch die Bewegungsrichtungen der Massekügelchen während ihrer Einblasung in den Brennraum dar.

In, eine senkrecht stehende, gemauerte Brennkammer α (Abb. 1 und 4) von quadratischer oder anderer Querschnittsform und zweckmäßiger Höhe und Weite werden vermittels eines Gebläses b und angeschlossener Rohrleitung c die Erstluft mitsamt dem durch Schnecken d und e herangeförderten Kohlenstaub und Rohmehl durch die Düse ο von unten her eingeblasen. Gleichzeitig wird mit dem Gebläse durch weiter an ihm angeschlossene, eine Anzahl gemauerte Staubkammern f (Abb. ι bis 4) durchlaufende Rohrleitung g die Zweitluft von oben her durch die Öffnung t in die Brennkammer α eingeführt. Eine Drosselklappe h verteilt die beiden Luftströme. Der erzeugte Staubklinker wird in der Brennkammer α und in der dieser zunächst liegenden, einen genügend großen Freiquerschnitt aufweisenden Staubkammer f, die durch die Öffnung u mit der Brennkammer verbunden ist, niedergehen, fällt in einen Sammeltrichter i, von hier in ein die Luftleitung c umgebendes Dreh-."und Kühlrohr k und gelangt schließlich auf eine Schüttelrinne / bzw. in ein Becherwerk. Die entstehenden Brenngase durchziehen der Reihe nach die vorhandenen Staubkammern /, alsdann einen Abzugskanal m (Abb. 3), der zu einem Schornstein oder Gebläse führt. Die unterhalb der Brennkammer a und der ersten Staubkammer f liegenden Räume sind abgeschlossen und besitzen Eingänge n. Die Staubkammern f sind oben mit wegnehmbaren Eisenplatten bedeckt und mit

Sand ο. dgl. abgedichtet. Ein auf dem Ende der Luftleitung c sitzendes konisches Mundstück ο dient zur Erzielung einer geschlossenen Einströmungssäule/' (xA.bb. 5). Für die; Zuleitung des erforderlichen Wassers zur Bildung der Rohmassekügelchen ist eine in die Schnecke c einmündende Rohrleitung q vorgesehen. Zur Begehung und Beschickung bei ihrer Anzündung hat die Brennkammer a oben einen Deckel r.

An Stelle der durch die Staubkammern /' laufenden Rohrleitung g können eingemauerte Luftkanäle angesetzt werden; die im Ausführungsbeispiel gewählte Metalleitung hat demgegenüber den Vorzug einer sofortigen Wärmeübertragung von den Brenngasen auf die Zweitluft. Dreh- und Kühlrohr fe ist geneigt gelagert, sein Einlaufende au der Brennkammer α hat eine Ausfütterung mit Schamottesteinen, sein übriger Teil ist mit einem Isoliermantel versehen. Zur Beobachtung des Brennvorganges und zur Probeentnahme können an der Brenn- und der ersten Staubkammer leicht zweckentsprechende Vorrichtungen angebracht werden.

Die Bauart des Kammerofens ermöglicht in zweckmäßiger Weise die ausschließliche Verwendung einer unverbrauchten und staubfreien Brennluft, deren hohe Vorwärmung durch die Abhitze aus Brenngasen und Brennerzeugnis und eine restlose Niederschlagung des Brennstaubes. Hierdurch wird gegenüber bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art ein wesentlicher Fortschritt in betriebstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht erzielt.

Der Vorgang einer Kügelchenbildung im Rohmehl läßt sich auf verschiedene Art herbeiführen, z. B. in der Förderschnecke selbst oder während des freien Falles des Rohmehles zur Schnecke. Hierbei ist die sekundlich benötigte Wassermenge auf 20 bis 40 g einzuschätzen, deren sofortige Verdampfung durch die unterhalb des Brennraumes vorhandene Abhitze erreicht wird, wenn das Wasser beispielsweise durch eine Rohrschlange geleitet wird. Die Zuleitung des Dampfes geschieht stets in einiger Entfernung vor dem Brennranme, und die Schnecke ist mit besonders geeigneten Förder- und Mischeinrichtungen ausgestattet. Bei der Mischung des Gutes mit Dampf während des freien Falles zur Schnecke wird das Rohmehl durch ein Rüttelsieb o. dgl. geschickt.

Von der rechtzeitig mit Dampf angefeuchteten und in lockerer Bewegung gehaltenen Rohmehlmasse werden insbesondere die Tonteilchen oder beim Rohmehl von Naturzementgesteinen die feinst gemahlenen Staubkörner ihre plastischen Eigenschaften entwickeln und verbindend auf die übrigen Rohmehlteilchen einwirken. Die schon vor dem Brennraum be- 1 gonnene Kügelchenbildung setzt sich desto mehr in beschleunigter Weise fort, je größer in der Rohmehl schnecke die Hitze wird, die unterhalb des Brennraumes schätzungsweise auf 350⁰ ansteigt. Es wird nun die anfänglich im Rohmehl kondensierte Feuchtigkeit erneut in die Dampfform übergeführt und die begonnene Kügelchenbildung vollendet werden.

Bei Beurteilung der Wirkungsweise des vorliegenden Verfahrens muß den besonderen beim Staubklinkerbrennen vorherrschenden Verhältnissen Rechnung getragen werden. W^Tenn z. B. bei der Erzeugung eines Drehrohrofenklinkers der Vorwärme-, Brenn- und Sintervorgang nach Stunden zu bemessen ist, so können beim Staubklinkerbrennen als Zeitmaß für die Einzelvorgänge nur Sekunden oder Minuten gelten. Das ist eine selbstverständliche Annahme, die der durchschnittliehen Größe der Volumina des jeweilig zur Verwendung gelangenden Anfangs- und des jeweilig erhaltenen Enderzeugnisses entspricht.

Eine Beurteilung des Brenn- und Sinter-Vorganges im Gesichtswinkel der notwendigen chemischen Reaktionen gibt zu folgenden Erwägungen Anlaß: Wenn willkürlich angenommen wird, daß das Rohmehl in seiner Masse aus Molekülen besteht und diese aus mehreren Molekülen Kalkstaub und wenigen Molekülen Tonstaub, so ist dafür Sorge zu tragen, daß solche schon vor der Einblasung durch die Kohäsionskräfte der winzig kleinen Masseteilchen erfolgte Zusammenlagerung des Rohmehles nicht nur gefestigt, sondern zu einer Gruppenbildung erweitert wird, was nach dem Verfahren in der geschilderten Weise geschieht. Nach vollzogener Zusammenballung zu Kügelchen wird die Rohmehlmasse behufs Trocknung und Vorerhitzung in einem besonders gebauten Schneckenteil langsam und möglichst reibunglos zum Schneckenauslauf weitergefördert, von dem Luftstrahlgebläse aus der Rohrleitung c erfaßt und in den Brennraum geschleudert. Es folgen jetzt die für den Fortbestand der Kügelchen entscheidenden Vorgänge der durch den Stoß der aufsteigenden Erstluft veranlaßten Richtungsänderung und der Einblasung selbst. In beiden Fällen sind aber die inzwischen ständig gewachsenen Kohäsionskräfte der Masseteilchen entschieden größer als die auf ihre winzigen Flächen einwirkenden Druckkräfte der Erstluft. Auch die nun einsetzende, an der Umbiegungsstelle der Einströmungssäule p sich auswirkende Kalzination kann den Zusammenhang der Kügelchen nicht stören, denn deren kleines Volumen wird stets einen Ausströmungsweg für die Kohlensäure freigeben. Derartige unterm Mikroskop erkennbare Kügelchen bilden die Grundlage für das Zu-

Standekommen der chemischen Reaktionen bzw, für das -Gelingen des Staubklinkerbrennens, und ihre hinter der Umbiegungsstelle der Einströmungssäuie p erfolgende Ansinterung gewährleistet die Erhaltung des dem Zementrohmehl eigenen Mischungsverhältnisses undsomit die Güte des Portlandzements.

Nach erfolgter Ansinterung werden die zementartigen Massegruppen vom vorhan-. denen Gasstrom zur ersten Staubkammer / geführt und alsdann in den Trichter i fallen.

. Die Zeitdauer des Weges seit ihrem Eintritt in den Brennraum α bis zu ihrem Austritt aus Trichter { ist mit 6 bis io Sekunden anzunehmen.

Mit Rücksicht auf die Reaktionsträgheit der Masse ist nunmehr dafür Sorge zu tragen, daß die Einwirkungsdauer der Sintertemperatur noch weiter erhalten bleibt. Das kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden, z. B. wenn Trichter i mit einer periodisch wirkenden Dichtungsklappe versehen wird, vor der sich die angesinterten Zementstaubkörner ansammeln.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Trockenbretmverfahren zur Erzeugung von im Schwebezustand gebranntem staubförmigem Zementklinker o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erregung der plastischen Eigenschaften und Bildung von winzig kleinen, sämtliche Rohgutbestandteile enthaltenden Gutkügelchen dem Rohmehl eine geringe Menge an Feuchtigkeit, etwa ι bis 2 Gewichtshundertteile, in Form von Wasser, Wasserdampf o. dgl. zugeteilt wird.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfeuchtung des Rohmehles während seines Schwebezustandes erfolgt.
3. 3. Kammerofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Erstluft-Gutbrennstoff-Gemisch am unteren Ende der Kammer eine nach oben gerichtete Eintrittsöffnung (0), für die Zweitluft am oberen Ende der Kammer eine nach unten gerichtete Eintrittsöffnung (t) vorgesehen und daß die Abzugsöffnung (u) für die Gase und das Gut unten angeordnet ist, zum Zweck, einen für die Aufrechterhaltung und Ansinterung der kleinen Massekügelchen günstigen Stau im Ofen zu erzielen.
4. 4. Kammerofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung· für das Erstluft-Gutbrennstoff-Gemisch die Form einer sich verjüngenden Düse (0) besitzt, damit das Gut in Form eines geschlossenen Strahles in den Ofen gelangt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen