DK142311B - Fremgangsmåde til fremstilling af cementklinker af råslam og anlæg til udøvelse af fremgangsmåden. - Google Patents

Description

142311

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til at fremstille cementklinker af råmateriale i form af cementråslam, gående ud på, at råmaterialer underkastes en indledende varmebehandling ved at blive bragt i kontakt med varme gasser, først en spraytørring, hvorved råslammen omdannes til cementråmel, og dernæst en suspens ions forvarmning, hvorved råmelet forvarmes, og en afsluttende varmebehandling bestående i, at det forvarmede råmel føres ind i en roterovn, hvori det brændes til cementklinker, hvorved den indledende varmebehandling gennemføres sådan, at de varme af-gasser fra roterovnen bringes til først at afgive varme til gennemførelse af forvarmningen af i det mindste en del af det ved spraytørringen fremstillede råmel, og dernæst anvendes til gennemførelse af spraytørringen af råslammen, jfr. krav l's indledning.

Opfindelsen angår også et roterovnsanlæg til gennemførelse af fremgangsmåden.

Ved fremstilling af cementklinker, som er et mellemprodukt i cementfabrikationen, i en roterovn skelnes mellem vådmetoden og tørmetoden, gennemført henholdsvis i en vådovn og en tørovn. I første tilfælde føres cementråmaterialerne til roterovnen i form af en vandig suspension, en såkaldt råslam, og i sidste tilfælde i tør tilstand, sædvanligvis i form af et pulver betegnet råmel.

Hvilken metode, der med størst fordel anvendes i et givet tilfælde, afhænger af omstændighederne, men tendensen går i retning af, at tørmetoden foretrækkes frem for vådmetoden, hvilket hovedsagelig skyldes, at tørovnen har en bedre varmeøkonomi end vådovnen, fordi en anselig vandmængde skal fordampes i denne sidste med stort brændselsbehov til følge.

I nogle tilfælde kan cementfabrikanten af en eller anden grund finde det ønskeligt at anvende en tørovn til klinkerfremstillingen, men på trods heraf bruge cementråslam som udgangsmateriale, d.v.s. gøre brug af en kombineret metode. Måske foreligger de råmaterialer, han i så fald ønsker at bruge, fra naturens side så fugtige, at det er mere rationelt at forøge vandindholdet yderligere i en sådan grad, at de kan befordres til brugsstedet som en slam ved pumpning gennem rørledninger, fremfor at reducere vandindholdet. I andre tilfælde kan cementfabrik- 142311 2 ken måske være beliggende i så stor afstand fra brudstedet for et eller flere af råmaterialerne, at den billigste måde at foretage transporten til cementfabrikken på vil være at sætte vand til. og pumpe den herved dannede råmaterialeslam gennem rørledninger.

Den ovenfor antydede, kombinerede metode til fremstilling af cementklinker kan med fordel gennemføres ved, at man underkaster råslammen en suspensionstørring, fortrinsvis en spraytørring, idet det herved bliver muligt at bringe temperaturen af afgasserne efter tørringen længere ned, end hvis tørringen udføres i roterovnen.

Spraytørreren kræver, for at virke efter hensigten ved samvirke med en normal tørovn arbejdende med sædvanligt luftoverskud, tilført en gas med ret høj temperatur, ca. 900-1200°C, men er, på den anden side, også i stand til at tåle disse ret høje temperaturer, som netop ligger i det normale temperaturin-terval for afgasserne fra en sådan tørovn. Spraytørreren gør det muligt i eet trin ved hjælp af varme gasser at omdanne cementråslam med selv et temmeligt højt vandindhold, f.eks. 30-40% efter vægt, til praktisk taget vandfrit råmel, parat til at blive indført i en roterovn.

Den beskrevne kombinerede metode synes således at byde på store fordele, der dog i nogen grad reduceres ved, at råmelet ikke bliver forvarmet, inden det indføres i roterovnen. Råmelet, der fremkommer ved spraytørringen, har en temperatur på ca. 100°C, og det var ønskeligt, at den var adskilligt højere. Denne mangel kan der imidlertid rådes bod på, idet man kan realisere en varmeudveksling mellem roterovnsafgasserne og råmelet i en suspensionsforvarmer, før disse gasser bruges til spraytørring af råslammen. Denne løsning er under visse omstændigheder ikke tilfredsstillende; for ganske vist ville råmelet blive forvarmet til f.eks. 600-800°C, men samtidig ville det kræve, at roterovnsgassernes temperatur f.eks. var så høj som ca. 1300°C, hvilket ville være uacceptabelt af hensyn til de almindeligt anvendte konstruktionsmaterialer ved overgangen mellem roterovnen og det stationære røgkammer.

Når varmeudvekslingen derimod udføres med ovnafgasserne, 3 142311 der har en temperatur på 1000-1100°C, har disse gasser - efter varmeudvekslingen med råmelet - en temperatur, som er uhensigtsmæssig for spraytørringen.

T

Det er opfindelsens formål at anvise midler til at imødegå denne ulempe, og det for opfindelsen ejendommelige og overraskende består i, at spraytørringen kun til dels gennemføres ved hjælp af den restvarme, som er tilbage i ovnafgasserne efter rå-melsforvarmningen, jfr. krav l's kendetegnende del, idet den resterende, hertil krævede varmemængde fremskaffes andetsteds fra, fortrinsvis indeholdt i varme gasser frembragt i et separat fyrsted, og at varmemængden stammende fra roterovnsafgasserne og varmemængden fremskaffet andetsteds fra afstemmes sådan efter hinanden, at temperaturen af den gas, der bruges til spraytørringen af råmaterialerne, andrager mellem 900 og 1200°C, idet temperaturer i dette interval er de foretrukne ved spraytørring af disse materialer i praksis.

Ved således at tilføre ekstra varme udefra til gennemførelse af spraytørringen opnår man de tilstræbte forbedrede arbejdsbetingelser.

Overføringen af ekstravarmen fra det separate fyrsted til spraytørreren kan hensigtsmæssigt ske ved, at fyrgasserne og røggasserne fra roterovnen forenes i en strøm, der derefter samlet tilføres spraytørreren, eller ved at fyrgasserne og ovngasserne hver for sig tilføres spraytørreren.

I sidstnævnte tilfælde kan fyrgasserne, før de afgiver deres varmebidrag til gennemførelse af spraytørringen, bringes til at afgive varme til gennemførelse af forvarmningen af en del af det ved spraytørringen fremstillede råmel, nemlig den del, der ikke forvarmes ved hjælp af de varme roterovnsafgasser.

Anlægget til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1-3 er karakteristisk ved det i krav 4 omhandlede.

Grunden til, at det undertiden kan være hensigtsmæssigt at udnytte fyrgasserne til råmelsforvarmning i henhold til det ovenanførte, før de bidrager til spraytørringen, er, at fyrgasserne herved nedkøles noget, inden de leverer varme til spray- 162311 4 tørreren, som ikke kan tåle den temperatur, som fyrgasser ofte har.

Fremfor på kendt vis at spæde fyrgasserne op med kold luft, hvilket ville betyde et varmetab, er det en fordel i henhold til denne modifikation ved opfindelsen at nyttiggøre denne overskudsvarme til råmelsforvarmning.

Opfindelsen vil nu blive forklaret nærmere i tilknytning til tegningerne. Heri viser

Fig. Is Et roterovnsanlæg til gennemførelse af fremgangsmåden i henhold til opfindelsen, bestående af en suspensionsforvarmer, en spraytørrer, et fyrsted og et røggasfilter.

Fig. 2: En detalje af det i Fig. 1 viste i modificeret form.

Fig. 3: Et anlæg af samme art, men udstyret med to • parallelt arbejdende suspensionsforvarmere og to parallelt arbejdende spraytørrere.

Selvom krav 4 angår et roterovnsanlæg, er der i figurerne kun antydet en ganske lille del af selve den skråt lejrede roterovn 1, nemlig dens øverste ende, se f.eks. Fig. 1.

Fra roterovnen fører et røggasrør 2, der samtidig udgør en integrerende del, stigrøret, af en suspensionsforvarmer, en såkaldt cyklonforvarmer. Den består derudover af en cyklon 3, et afgasrør 4 fra denne, som fører til cyklonforvarmerens anden med 5 betegnede cyklon, samt et afgasrør 6 fra denne. Dette sidste fører til en spraytørrer 7, hvori råslammen omdannes til råmel.

Når gasserne har bidraget til denne omdannelse, føres de ud af spraytørreren 7 igen gennem et røggasrør 8, der leder til en ventilator 9. Den frembringer det undertryk, som er nødvendigt, for at gasserne kan tage den lige beskrevne, med referencenumrene 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 betegnede vej.

5 U2311

Tryksiden af ventilatoren 9 er med et rør 10 forbundet med en støvudskiller 11, som fortrinsvis kan være en elektrostatisk støvudskiller, hvori det støv udfældes, som røggasserne medbringer. De rene gasser forlader støvudskilleren 11 gennem et rør 12, som fører til et ikke vist aftræk.

Gennem et rør 13 føres råslam til spraytørreren 7. Inde i denne udmunder røret 13 i et forstøverhjul 14, hvorigennem slammen slynges ud i fine dråber. Porstøverhjulet holdes i rotation af en motor 15.

Foruden røggasserne, der stammer fra roterovnen 1, føres der også til spraytørreren 7 gasser, som stammer andetsteds fra, nemlig fra et fyrsted 16. Dette er udstyret med en ikke vist oliebrænder, hvortil føres olie gennem et rør 17, forsynet med en reguleringsventil 18. 19 betegner et rør, gennem hvilket der kan føres sekundærluft til forbrændingen i fyrstedet 16, og 20 betegner en ventil, ved hjælp af hvilken sekundærluftmængden kan reguleres. Endelig betegner 21 et rør, der fører de varme gasser fra fyrstedet 16 til spraytørreren 7, idet røret 21 og tidligere omtalte rør 6 forener sig i ét inden indføringen i spraytørreren 7.

De varme gasser tilført gennem rørene 6 og 21 gennemfører, inden de bortføres gennem røret 8, nedtørringen af de slampartikler, som udslynges indvendigt i spraytørreren 7 fra forstøverhjulet 14. Det tørre råmel synker ned i bunden af spraytørreren 7, hvor der er anbragt en roterende sluse 22, som tillader råmelets passage ned i et rør 23, men forhindrer, at der trænger gas gennem dette rør op i spraytørreren 7.

Røret 23 udmunder forneden inde i stigrøret 4, der forbinder cyklonerne 3 og 5, og råmelet vil derfor blive grebet af gasserne, som føres lodret op gennem nævnte rør 4, hvorved en intensiv varmeudveksling vil finde sted mellem gasserne og råmelet med den følge, at gasserne vil blive kølet af, og råmelet vil blive forvarmet for derefter i cyklonen 5 at blive skilt fra gasserne igen, idet disse sidste forlader cyklonen gennem røret 6, som tidligere nævnt. Det forvarmede råmel synker til bunds i cyklonen 5 og videre ud derfra gennem en roterende sluse 24 af lignende art og med samme 162311 6 funktion som slusen 22. Under slusen 24 befinder sig et lodret rør 25, som fører det forvarmede råmel ind i stigrøret 2. Herfra tager gasserne det med ind i cyklonen 3, d.v.s. der sker det samme som lige beskrevet i forbindelse med stigrøret 4 og cyklonen 5. Råmelet bliver herved yderligere forvarmet, og de varme gasser, som fra roterovnen I trænger op gennem stigrøret 2, bliver tilsvarende kølet.

Det forvarmede råmel synker til bunds i cyklonen 3 og passerer ud af denne gennem en sluse 26 svarende til sluserne 22 og 24. Under slusen 26 befinder sig et lodret rør 27, gennem hvilket det forvarmede råmel føres ind i et skråtforløbende rør 28, som bringer det forvarmede råmel ind i roterovnen 1, hvori det brændes til cementklinker.

Støvet, der opfanges i støvudskilleren 11, synker til bunds i denne og føres ved hjælp af en transportsnegl 29, trukket af en motor 30, hen til og ned i det tidligere omtalte rør 28, sådan at foruden det forvarmede råmel fra cyklonforvarmeren vil også støvet fra støvudskilleren blive ført ind i roterovnen 1.

Cyklonforvarmeren vist i Fig. 1 omfatter to cykloner, benævnt henholdsvis 3 og 5, og betegnes derfor som en to-trins cyklonforvarmer. Alt efter omstændighederne kan også en et-trins, en tre-trins eller en fire-trins forvarmer anvendes.

Spraytørreren 7, fyrstedet 16 og en del af cyklonforvarmeren er, sammen med de rør, der forbinder disse dele indbyrdes, i Fig. 1 omgivet af en cirkel 31. Hvad der ligger indenfor denne cirkel, kan erstattes af det på Fig. 2 viste.

I Fig. 2 og 3 er for dele, der svarer til de i Fig. 1 viste, anvendt samme referencenumre som i denne figur.

I Fig. 2 er rørføringen mellem cyklonen 5, spraytørreren 7 og fyrstedet 16 anderledes end i Fig. 1. Fyrstedets opgave er nu som før at supplere varmetilførslen til spraytørreren 7, men medens dette i henhold til Fig. 1 sker ved, at røggasstrømmen fra ovn og suspensionsforvarmer, fremført gennem røret 6, forener sig med røggasstrømmen fra fyrstedet 16, fremført gennem rørledningen 21, for indføring i spraytørreren 7, viser Fig. 2, at man i stedet for gennem et rør 6a kan føre røggasstrøimen fra ovn og cyklonforvar- 142311 7 mer ind i fyrstedet 16, så at denne gas i fyrstedet kan blande sig med den gennem røret 19 indførte atmosfæriske sekundærluft, hvorved mængden af røggas, der fra fyrstedet 16 fremføres gennem ledningen 21, bliver væsentligt forøget, ligesom gastemperaturen bliver væsentligt højere, end hvad fyrstedet 16 tilkoblet som vist i Fig. ler i stand til at præstere.

Fig. 3 viser et anlæg ifølge opfindelsen og udformet med to parallelt arbejdende suspensionsforvarmere 2, 3, 4, 5 og 21, 31 og to parallelt arbejdende spraytørrere 7 og 7.a med tilhørende ventilatorer 9 og 9a. Øvrige, til den ene spraytørrer hørende dele er på figuren betegnet med et referencenummer med inden a, men svarer herudover helt til de samme dele på den anden spraytørrer.

Til spraytørreren 7 føres røggasserne fra roterovnen 1 gennem stigrøret 2, cyklonforvarmeren 3, 4, 5 og gennem røret 6, medens spraytørreren 7a forsynes med røggas fra fyrstedet 16 gennem cyklonforvarmeren bestående af stigrøret 21, cyklonen 31 gasafgangsrøret 34.

Både i spraytørreren 7 og i spraytørreren 7a frembringes råmel. Det udtømmes ved bunden af spraytørrerne gennem rørene 23 og 23a. Det første af disse udmunder inde i stigrøret 4, dat andet i stigrøret 21. I cyklonforvarmeren 21, 31 anvendes gasserne fra fyrstedet 16 til at forvarme en del af det råmel, der er'fremstillet i spraytørreren 7a og tilført forvarmeren gennem slusen 22a og røret 23a. forinden disse gasser gennem gasafgangsrøret 34 ledes til spraytørreren for i denne at afgive deres varme til selve spraytørringen.

Anvendelsen af to spraytørrere 7 og 7a- muliggør regulering af gasstrømmene fra henholdsvis roterovnen 1 og fyrstedet 16 u-afhængigt af hinanden. Ved anlæg for stor produktion kan det være fordelagtigt at fordele tørringen af råslammen på to spraytørrere og forvarmningen af råmelet på to cyklonforvarmere. En et-trins cyklonforvarmer vil da sædvanligvis være tilstrækkelig foran spraytørreren 7a, hvori tørringen finder sted alene ved hjælp af fyrgas.

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til at fremstille cementklinker af råmateriale i form af cementråslam, gående ud på at råmaterialet underkastes en indledende varmebehandling ved at blive bragt i kontakt med varme gasser, først en spraytørring, hvorved råslammen omdannes til cementråmel og dernæst en suspensionsfor-varmning, hvorved råmelet forvarmes, og en afsluttende varmebehandling bestående i, at det forvarmede råmel føres ind i en roterovn, hvori det brændes til cementklinkerf hvorved den indledende varmebehandling gennemføres sådan, at de varme afgasser fra roterovnen bringes til først at afgive varme til gennemførelse af for-varmningen af i det mindste en del af det ved spraytørringen fremstillede råmel og dernæst anvendes til gennemførelse af spraytørringen af råslammen, kendetegnet ved, at spraytørringen kun til dels gennemføres ved hjælp af den restvarme, som er tilbage i ovnafgasserne efter råmelforvarmningen, idet den resterende, hertil krævede varmemængde fremskaffes andetsteds fra, og at varmemængden stammende fra roterovnsafgasserne og varmemængden fremskaffet andetsteds fra afstemmes sådan efter hinanden, at temperaturen af den gas, der bruges til spraytørringen af råmaterialerne , andrager mellem 900 og 1200°C.

2. Fremgangsmåde i henhold til krav 1( kendetegnet ved, at strømmen af varme roterovnsafgasser, kort før den bruges til spraytørring, udefra underkastes en indirekte opvarmning ved hjælp af varme fremskaffet andetsteds fra, fortrinsvis fra et separat fyrsted.

3. Fremgangsmåde i henhold til krav 1 eller 2 baseret på, at det supplerende varmebidrag til gennemførelse af spraytørringen af råslammen indeholdes i gasser frembragt i et separat fyrsted, kendetegnet ved, at gasserne fra fyrstedet, før de afgiver deres varmebidrag til gennemførelse af spraytørringen, bringes til at afgive varme til gennemførelse af forvarmningen af