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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Rostbeschickung aus
Zementrohschlamm Zusatz zum Patent 6o9 &39 Gegenstand der Erfindung bildet eine
Anwendung und weitere Ausbildung des Verfahrens des Hauptpatents zur Herstellung
einer Rostbeschickung aus Zementrohschlamm für die Herstellung von Zement durch
Brennen der mit Rückgut gemischten Ausgangsstoffe auf feststehenden oder wandernden
Rosten, wobei die für das Verfahren erforderliche Wärme durch Verbrennen des der
Beschickung beigemischten Brennstoffes mittels der durch die gezündete Beschickung
hindurchgesaugten oder hindurchgedrückten Luft erzeugt wird.
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Nach der Erfindung wird der Rohschlamm in mehreren Teilmengen dem
Trägergut derart zugemischt, daß zwischen jeder vorhergehenden oder nachfolgenden
Zumischung eine Trocknung der vorhergehenden Mischung auf @ einem Rost mittels Hindurchleitens
von warmen oder kalten Gasen erfolgt.
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Es ist bereits bekannt, Zementrohschlamm, gegebenenfalls nach vorheriger
Vermahlung, mit frischem Rohschlamm zu mischen und diese Mischung in einer Drehtrommel
zu Körnern zu formen. Hierbei ergibt die Trocknung des Rohschlammes ein Pulver,
das anstatt mit Wasser mit weiteren Rohschlamtnmengen befeuchtet wird. Um also überhaupt
Körner zu erzeugen, muß bei diesem bekannten Verfahren ein Teil des Rohschlammes
ganz oder teilweise zu pulverförmigem Trokkengut vor der Vermischung mit Rohschlamm
getrocknet werden. Demgegenüber wird nach der Erfindung eine Mischung des Rohschlammes
mit Rückgut vorgenommen, wodurch sich das Verfahren der Erfindung besonders für
stark wasserhaltige Zementrohschlämme eignet, weil durch die stufenweise Trocknung
des Rohschlammes auf Rückgut eine weitgehende Wärme- und Abgasausnutzung gewährleistet
wird und gegenüber dem Verfahren des Hauptpatents dadurch weniger große Rückgutmengen
im Kreislauf zu führen sind. Bei sehr wasserreichen Schlämmen, z. B. mit Wassergehalten
von 5o bis 8o%, würde die nach dem Verfahren des Hauptpatents erforderliche Rückgutmenge
das wirtschaftlich tragbare Maß überschreiten. Ein Schlamm mit 6o% Wasser erfordert
z. B. einen Zuschlag von 2,33 Teilen Rückgut auf i Teil Schlamm, wenn die Endmischung
i 8 % Wasser enthalten soll. Nach
der Erfindung kommt man jedoch
mit einer bedeutend geringeren Rückgutmenge aus, z. B. in dem erwähnten Fall (für
einen Schlamm mit 6oo'o Wasser) mit einer Rückgutmenge von nur 1,2 Teilen auf i
Teil Schlamm, wobei außerdem die Abgase fast restlos nutzbar gemacht werden können.
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Die Vortrocknung des Zeinentrohschlammes kann nach der Erfindung zwei-
oder mehrstufig durchgeführt werden. In der i. Verfahrensstufe wird einer bestimmten
Rückgutmenge nur ein Teil, z. B. die Hälfte, der zu verarbeitenden Schlammenge mit
dem notwendigen Brennstoff zugesetzt, so daß ein erdfeuchtes Gemisch entsteht mit
einem Wassergehalt von beispielsweise io bis 2o0'0 in Abhängigkeit von der Beschaffenheit
der Rohstoffe.
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Diese Vormischung wird auf einen Rost gebracht (z. B. Wanderrost)
und ohne Zündung durch einfaches Hindurchleiten von Luft oder von Abgasen, z. B.
des Verblaserostes, in an sich bekannter Weise getrocknet.
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Der so getrockneten Vormischung wird nun der zweite Teil der Schlamm-Brennstoff-Mischung
zugesetzt, so daß wiederum eine erdfeuchte Mischung entsteht, die nunmehr auf dem
Saugrost in üblicher Weise gezündet und mittels hindurchgeleiteter Luft oder anderer
Sauerstoff enthaltender Gase gesintert oder geschmolzen wird.
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Bei bekannten Verfahren wird Schlamm auf artfremde Wärmeübertrager,
z. B. Eisenringe, aufgetragen und getrocknet. Nach der Trocknung muß durch Bewegung
der artfremden Träger eine Trennung von getrocknetem Gut und Trägerkörper erfolgen,
wobei selbstverständlich Staubentwicklung nicht vermieden werden kann.
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Bei dem neuen Verfahren dagegen dient i. kein Fremdkörper zur Wärmeübertragung,
so daß sich eine Trennung von Träger und getrocknetem Gut erübrigt, dient 2. das
Rückgut in erster Linie als Mittel, den Schlamm auf eine große Oberfläche zu verteilen
und gasdurchlässig zu machen, und weniger als unmittelbarer Wärmeübertrager, findet
3. die Trocknung des auf großer Oberfläche verteilten Schlammes durch stetiges Hindurchströmen
von Luft öder warmen Gasen statt, was infolge rascher Abfuhr des Wasserdampfes eine
hohe Verdampfungswirkung ergibt.
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Die Verdampfungswirkung ist desto größer, je größer die Oberfläche
der zu trocknenden Krümel ist. Durch Auftragen des Schlammes auf Rückgut wird der
Schlamm auf eine sehr große Oberfläche verteilt, welche in allen ihren Teilen für
die durchströmenden Gase zugänglich ist. Danach ist es möglich, eine Schlamin-Rückgut-Mischung
schon durch Hindurchsaugen von gewöhnlicher Luft, z. B. von 20° C, zu trocknen.
Dabei verläßt die Luft die Beschickung mit hoher Wasserdampfsättigung, so daß die
Beschickung in kurzer Zeit getrocknet ist. So sind z. B. zur Aufnahme von i kg Wasserdampf
bei 20'C
53 cbm trockene Luft erforderlich, bei 40° C nur 16 cbm, bei 70°
C nur 2,8 cbm und bei 8o' C etwa 1,4 cbm, bei Verwendung von Luft mit normalem Feuchtigkeitsgehalt
entsprechend mehr.
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Die Geschwindigkeit der Wasserverdampfung ist bekanntlich nicht nur
von der Temperaturhöhe, sondern auch vom Teildruck des Wasserdampfes und von der
wirksamen Oberfläche abhängig. Wird dieser Teildruck durch rasche und fortdauernde
Abführung des Wasserdampfes s:ändig niedriger gehalten, als den Gleichgewichtsbedingungen
für eine bestimmte Temperatur entspricht, so muß die Verdampfung so lange fortschreiten,
bis alles Wasser aus dem Ausgangsstoff verschwunden ist. Dies tritt beim Hindurchsaugen
von Luft im überschuß besonders günstig in Erscheinung. Der Wasserdampf entweicht
aus der Verblasebeschickung im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 5o und 6o°
C bereits mit einer Geschwindigkeit, wie sie sonst unter anderen Bedingungen erst
bei i oo° C erreicht wird.
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Die praktische Ausführung des Verfahrens der Erfindung sei durch das
in der Zeichnung dargestellte Beispiel näher erläutert.
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Im Behälter S befindet sich der Zementrohschlamm, im Behälter B Brennstoff
in Körnung unter 2 bis 3 mm. Schlamm und Brennstoff fließen im gewünschten Verhältnis
zueinander in das Mischgefäß i. Im Behälter 2 befindet sich Rückgut, z. B. in der
Körnung von o bis 4 mm. Das Rückgut wird in die Messerschnecke 3 ausgetragen und
durch den Schlammzuteiler 4 mit der erforderlichen Menge der Schlamm-Brennstoff-Mischung
aus Behälter i vermischt. Das entstandene erdfeuchte, brennstoffhaltige Schlamm-Rückgut-Gemisch
gelangt dann in Aufgabetrichter 5 des Trockenrostes (Wanderrostes) 6 und wird dort
in einer Schichthöhe von z. B. 2o cm aufgetragen und in Richtung des Pfeiles fortbewegt.
Die Beschickung wird durch Hindurchsaugen von Luft oder von Abgasen des Sinterr-istes
getrocknet. Die Brüden verlassen mittels Gebläses 7 den Trockenrost. In der Zeichnung
ist angedeutet, daß die Trocknung auch mit Abgasen und/oder mit Luft erfolgen kann,
wobei die durch Abgaswärme erfolgte Erwärmung des getrockneten Gutes für die 'Vorwärmung
der Trockenluft gut ausgenutzt werden kann. Die so getrocknete Vermischung
verläßt
den Wanderrost 6 und gelangt mittels Aufgabetrichter 8 in eine zweite Messerschnecke
9, in welche wiederum mittels Schlammzuteiler io ein weiterer Teil der Schlamm-Brennstoff-Mischung
aus Behälter i zugesetzt wird, so. daß abermals ein erdfeuchtes Gemisch entsteht,
welches in den Aufgabesilo i i des eigentlichen Verblaserostes 12 gebracht wird.
Diese Mischung wird in bekannter Weise gezündet und mittels Hindurchsaugens von
Luft gesintert. Die Abgase werden mit Hilfe eines oder zweier Gebläse 13 und 14
abgesaugt und mit der an die Druckleitung angeschlossenen Haube 15 zweckmäßig dem
Trockenrost 6, wie beschrieben, zugeführt. Das Gebläse 14 führt die bei der Sinterung
zuerst entweichenden wasserdampf--haltigen, etwa 5o bis 6ö' C warmen Gase fort,
während das Gebläse 13 lediglich die heißeren, trocknen Gase absaugt. Es ist aber
auch möglich, das Gesamtgas durch ein Gebläse mit etwa ioo° C für Trockenzwecke
unter die Haube 15 abzuführen. Das Sintergut fällt nach Vorzerkleinerung auf eine
Siebvorrichtung 16 und wird in bekannter Weise in groben Klinker und Rückgut durch
Absiebung getrennt. Das bei 17 entstehende Rückgut wird wiederum dem Ausgangsbunker
für Rückgut 2 zugeführt, um von neuem seinen Kreislauf zu beginnen.
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Statt des Wanderrostes können auch andere Vorrichtungen zur Vortrocknung
der Mischung verwendet werden. Es ist noch zu bemerken, daß es zwar vorteilhaft
ist, den Brennstoff mit dem Schlamm zusammen zu vermischen, jedoch kann der Brennstoff
auch dem Rückgut beigefügt werden oder zuletzt der fertig vorbereiteten Mischung
zugesetzt werden. Beispiel für Schlamm mit 6o% Wasser Zur Herstellung von i kg Klinker
aus Schlamm mit 6o0;ö Wasser sind etwa 3,8 kg Schlamm erforderlich, wobei man mit
einer umlaufenden Rückgutmenge von etwa 4, 5 kg Rückgut für 3,8 kg Schlamm auskommt.
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Die Vormischung kann beispielsweise bestehen aus 4,5 Teilen Rückgut,
i;9o Teilen Schlamm, 0,14 Teilen Koksgrus und enthält dann rund 17,q.% Wasser. Die
Vormischung wird durch Verwendung heißer Abgase oder durch Hindurchsaugen von Luft
auf einem Trockenrost getrocknet. Zur Verdampfung des Wassergehaltes sind rund 7
i o kcal aufzubringen.
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Das vorgetrocknete Gut besteht nunmehr aus 4,5 Teilen Rückgut, o;75
Teilen Trockensubstanz von Schlamm und 0,14 Teilen Koksgrus, im ganzen also aus
5,39'Teilen. Hierzu werden wiederum. 1,9 kg Schlamm und o,14 kg Brennstoff zugemischt.
Diese Mischung enthält etwa 15,3 0;0 Wasser und kann in diesem Zustand auf dem Sinterrost
in bekannter Weise gebrannt werden. Für Wasserverdampfung sind während der Sinterung
aufzubringen - etwa 710 kcal, für die i-lerstellung von i kg Zement etwa 5oo kcal,
zusammen i2iokcal. Dabei werden :;esvonnen durch Verbrennung von o,28 1;g Koks etwa
i85okcal, durch den e::otlicrrriisclicri Vorgang der Klinkerbildung etwa i 5o I:cal,
zusammen 2ooö 1Lca1. Der Unterschied von 2ooo kcal weniger I210=790 lcc dl entweicht
mit den Abgasen und ist völlig ausreichend, geringe Wärineverltiste zu decken und
die Trocknung der Vorinischung, die 71o kcal erfordert, auszuführen, so -daß nach
diesem Verfahren es in der Tat iriöglich ist, den Zement mit praktisch dem theoretischen
Wärmebedarf zu brennen. Es besteht sogar die Möglichkeit, die in der Luft von 20"
C enthaltene Wärme für die Verdunstung des Wassergehaltes der Voriniscliung auszunutzen,
wie oben angedeutet, so daß -die Wärmemenge aus dem zuzusetzenden Brennstoff- geringer
sein kann, als zur Durchführung des Verfahrens erforderlich ist. Die Ausnutzung
der Außenluft für Ver dampfungszwecke erfordert dafür den Kraftaufwand zur Betreibung
der -Gebläse.
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Unabhängig von dem beschriebenen Gegen-' stand der Erfindung ist es
auch möglich, die umlaufende Rückgutmenge für besonders nassen Schlamm dadurch zu
beschränken, daß man den Schlamm oder einen Teil des Schlammes durch Abgase von
Verblaserosten vortrocknet, indem man z. B. die Abgase durch Trockentrommeln strömen
läßt und in diesen den Zementschlamm vortrocknet. Auch diese Art der Vortrocknung
gestattet es, mit weniger Umlaufrückgut auszukommen, da ja ein Teil des Wassers,
den das Rückgut aufzunehmen hat, dann durch Vortrocknung des Schlammes bereits verdampft
ist.
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Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens liegen weiterhin darin,
daß es möglich ist, jeden Zementrohschlamm, welcher unter 5o% Wasser enthält, praktisch
mit demselben Wärmeaufwand zu brennen wie beim Trockenverfahren. Hierdurch können
die Vorteile der nassen Aufbereitung von Zementrohstoffen erst voll zur Geltung
kommen. Für Zementrohschlämme, die mehr als Soo!o Wasser enthalten, z. B. 5o bis
8o%, ist ein Weg gezeigt, den Brand mit einer geringsten Menge an Brennstoffaufwand,
die dicht an der theoretischen Grenze liegt, auszuführen.
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Das Verfahren ist außer für die Behandlung von Rohzementschlamm auch
für anderes Trockengut verwendbar, z. B. für die Trocknung- von Tonschlamm, Erzschlamm,
Brennstoffschlamm
u. dgl., besonders wenn sich an die Trocknung
noch eine weitere Behandlung anschließt, deren Erzeugnis als artgleiches kleinkörniges
Zumischungsgut für den Schlamm verwendet werden kann, wie z. B. Schamotte für Tonschlamm,
Koks für Brennstoffschlamm, Erzagglomerat für Erzschlamm. Als kleinkörniges Gut
können aber unter Umständen auch andersartige Stoffe zugemischt werden, sofern sie
für die Endbehandlung notwendig oder unschädlich sind, wie z. B. gewisse metallurgische
Zuschläge für die Erze u. dgl.