DK151873B - Anlaeg til varmebehandling af cementraamel - Google Patents

Description

DK 151873 B

Opfindelsen angår et anlæg af den i krav l's indledning angivne art til termisk behandling af cementråmel.

Ved de kendte konventionelle anlæg og fremgangsmåder til fremstilling af cementklinker af cementråmel forvarmes dette i fluidiseret tilstand i gasvarmevekslere, i hvilke råmelet kun calcineres uvæsentligt, hvorefter materialet indføres i en roterovn, i hvilken det sintres. Omtrent halvdelen af roterovnen skal ved denne kendte teknik anvendes til calcinering af råmelet, medens dette sintres i ovnens anden halvdel. Sådanne anlæg med en mellemstor ydelse, d.v.s. anlæg, der kontinuerligt kan bearbejde op til ca. 2000 ton pr. dag, arbejder i og for sig økonomisk, hvad angår fordelingen af varmearbejdet på fluidisereringsvarmeveksleren og sintringsovnen .

Tendensen i retning mod stadig større ydelser har kun kunnet tilfredsstilles ved videreudvikling af konventionelle varmevekslere, hvorved processen til calcinering af råmelet fra selve ovnen flyttes til varmeveksleren, der forsynes med en særskilt brændeanordning, så at hele roterovnen er disponibel for sintringen af råmelet, og hvorved man opnår en væsentlig termisk aflastning af roterovnenPå denne måde har man kunnet øge nye anlægs ydelse pr. tidsenhed uden i nævneværdig grad at øge roterovnens dimensioner eller anlægsudgifterne. Ved hjælp af den omtalte videreudvikling af svæ-vegasvarmeveksler-roterovnsystemer har man endvidere været i stand til at ombygge allerede eksisterende anlæg med middelstor ydeevne til anlæg med stor ydeevne.

Ifølge tysk fremlæggelsesskrift nr. 22 62 213 har man øget et af en cyklonvarmeveksler og en roterovn bestående anlægs oprindelige ydelse på 1500 ton klinker pr.

DK 151873B

2 dag ved anbringelse af en supplerende cyklon-varmeveks-ler, der får tilført spildluft fra anlæggets klinkerkøler. Begge varmevekslere består af fire cyklontrin. Råmaterialets lerkomponent, der tilføres den varmeveksler, i hvilken roterovnens røggas indføres, overføres efter passagen gennem denne varmevekslers fire cyklon-trin til den med køleluften fra køleren forsynede varmeveksler, hvori calciumkarbonatkomponenten forvarmes på tre cyklontrin. Råmaterialemængderne fra begge varmevekslere sammenføres før den med kølerspildluft forsynede varmevekslers nederste trin og underkastes til forcalcinering en supplerende varmebehandling. Efter adskillelse af gas og materiale i den af kølerspildluft gennemstrømmede varmevekslers nederste cyklontrin brændes materialet i roterovnen til klinker.

I dette kendte anlæg kan processen til forcalcinering af råmelet imidlertid kun gennemføres under ufordelagtige betingelser, fordi de to parallelt forbundne varmevekslere har samme antal varmevekslertrin, og fordi den af varm spildluft fra klinkerkøleren gennemstrøm-mede og med den supplerende calcineringsbrænder forsynede varmeveksler skal drives med væsentlig større varmetab i spildgassen end den anden varmeveksler, der gennemstrømmes af røggassen fra ovnen. Dette øgede varmetab i spildgassen kan heller ikke undgås derved, at man tilfører den med spildluft fra køleren arbejdende varmeveksler en tilsvarende større mængde calciumkarbonat, fordi mængdeforholdet mellem råmaterialets ler-komponent og karbonatkomponent er vidtgående fastlagt på grund af kvalitetsnormerne.

Ifølge US-patentskrift nr. 38 64 075 indføres råmel med ens sammensætning i to varmevekslerstrenge, af hvilke den ene er sluttet til roterovnen, medens den anden varmevekslerstreng står i forbindelse med materialekø-

DK 151873B

3 leren. En materialedelmængde passerer gennem det til roterovnen sluttede nederste cyklontrin og føres sammen med den råmeldelmængde, der er passeret gennem den næstsidste til køleren hørende cyklon. Dernæst føres den samlede materialemængde ind i en brændezone og fra denne ind i det nederste til køleren sluttede cyklon-trin, hvorfra materialet passerer ind i roterovnen.

Fra driften af et cementfremstillingsanlæg svarende til det i ovennævnte US-patentskrift 3B 64 075 beskrevne er det kendt, at afgangsgassens temperatur ved varmevekslernes udløb er for høj på grund af denne varmevekslerkonstruktion, hvilket medfører betydeligt varme-spild.

I DE-fremlæggelsesskrift nr. 23 56 221 beskrives et yderligere anlæg til forvarmning af et pulverformet råmateriale til cementfremstilling med en tostrenget varmeveksler, hvor der til hver varmevekslerstreng tilføres færdigt blandede råmeldelmængder med en forudbestemt materialesammensætning. Det i begge varmeveksler-strenge i tre cyklontrin forvarmede råmel forenes i en ristningszone i en ristningsovn, der er serieforbundet med det sidste varmetilførselstrin i den med røggas fra brændeovnen arbejdende varmevekslerstreng på en sådan måde, at den fra ristningsovnen udgående samlede råmelstrøm tilføres den med ovnen forbundne varmevekslerstrengs nederste cyklontrin. Da således vidtgående calcinereret råmel indføres i varm og reaktionstræg ovnrøggas, er der stor risiko for, at dette råmel overbrændes. Da der desuden ikke unddrages den varme ovnrøggas tilstrækkelig meget varme på grund af et manglende calcineringsarbejde, er røggastemperaturen i det mindste i den med brændeovnen forbundne varmeveksler for høj, hvilket indebærer betydelige varmetab.

Det er den foreliggende opfindelses formål at opnå en

DK 151873 B

4 konstruktiv forbedring af et anlæg af den i krav l's indledning angivne art og med små investeringsomkostninger angående materialeføringen og gasføringen at udforme anlægget på en sådan måde, at der i hver af de parallelt koblede fluidiseringsgasvarmevekslere kan indføres homogeniseret cementråmel i fast indstillede mængder, og at råmelet ved varmevekslerens materialeudløb er calcineret vidtgående og ensartet. Opfindelsen tager endvidere sigte på at sammenkoble to varmevekslerstrenge hvad angår gaspassagen og materialepassagen gennem disse på en sådan måde, at varmetabene i afgangsgassen derved mindskes, og at afgangsgassen ved begge varmevekslerstrenges gasudstrømningsende kan holdes på et lavt og ensartet temperaturniveau, skønt der i den ene varmevekslerstreng findes en særskilt brænder til cal-cinering af materialet. Ovennævnte formål opnås ved det i kravets kendetegnende del angivne. Derved opnås nemlig, at brændeovnens varme røggas, hvis mængde kun udgør ca. en tredjedel af anlæggets samlede spildgas-mængde, afgiver sin varme med minimalt spildgastab til en fast indstillet råmeldelmængde. Den varme forbrændingsgas fra den særskilte brændeindretning, der udgør ca. to tredjedele af den samlede spildgasmængde, afgiver ligeledes sin varme med minimalt spildgastab i den af flere trin end den anden varmeveksler bestående køler-varmeveksler til den største, fast doserede råmeldelmængde. Den råmeldelmængde, der forvarmes i brændeovnens varmeveksler og den i køler-varmeveksleren forvarmede råmeldelmængde er således afpasset, at begge varmeveksleres afgangsgas har samme temperaturniveau.

Herved udsættes begge varmevekslere for samme termiske belastning, og de har samme lave afgangsgastemperatur før sugeblæserne. Spildvarmetabet i afgangsgassen er meget lavt. Man kan således uden videre anvende såkaldte korte roterovne svarende til de ellers kun til sintring tjenende apparaturer.

DK 151873B

5

Forbrændingsgassen fra den særskilte brænder kan med sikkerhed afgive sit varmeindhold til en del af råmel-mængden i den varmeveksler, der har mindst ét varmeudvekslingstrin mere end den anden varmeveksler. Herved holdes spildgastemperaturen bag ved begge varmevekslere på et lavt niveau, hvorved anlæggets specifikke varmeforbrug mindskes. Det er endvidere hensigtsmæssigt, at materialet fordeles således på varmevekslerne, at de fra disse udgående to spildgasatrømme har samme temperaturniveau.

1 det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, der skematisk viser en til fremstilling af cement bestemt udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen med en varmeveksler med fem behandlingstrin og en parallelt med denne anbragt varmeveksler med fire trin.

På tegningen ses en roterovn 1 indrettet til brænding af materialet og et regnet i materialets fremførings-retning gennem anlægget før ovnen anbragt varmeveksler-system bestående af to indbyrdes parallelt koblede varmevekslere 2 og 3, der hver især består af et antal cyklonudskillere 4, som for røggassens vedkommende er serieforbundet. Det finkornede cementråmel, der skal varmebehandles i anlægget, føres gennem udskillecyklo-nerne 4 forbindende røggasledninger 5 fra cyklontrin til cyklontrin i modstrøm til den varme behandlingsrøg-gas' strømningsretning gennem anlægget, hvorved materialet forvarmes. Til roterovnens udløb for færdigbehandlet materiale er sluttet en materialekøler 6.

Den med ovnen 1 forbundne fluidiseringsgasvarmeveksler 2 har fire cyklontrin 4.1, 4.2, 4.3 og 4.4, medens den anden varmeveksler 3, i hvilken det finkornede materia-

DK 151873 B

6 le ligeledes holdes fluidiseret i røggasstrømmen, og som er forbundet med materialekøleren 6, har fem cyklontrin 4.1, 4.II, 4.Ill, 4.IV og 4.1/. Det øverste cyklon-trin henholdsvis 4.1 og 4.1 i hver sin varmeveksler henholdsvis 2 og 3 er udformet som dobbeltcyklon.

Hvad angår materialets fremføringsretning gennem anlægget er de to cyklontrin 4.4 og 4.V i hver sin varmeveksler henholdsvis 2 og 3 forbundet i serie, idet materialeudløbsledningerne fra de to næstsidste cyklontrin henholdsvis 4.3 og 4.IV i hver sin varmeveksler henholdsvis 2 og 3 er forbundet med hinanden og tilsammen udmunder i en røggasledning 10, der fra roterovnen fører til det sidste cyklontrin 4.4 i varmeveksleren 2. Materialeudløbsledningen fra det sidste cyklontrin 4.4 i varmeveksleren 2 er forbundet med en særskilt brændeanordning 7 i en fra materialekøleren 6 til det nederste cyklontrin 4.V i den anden varmeveksler 3 førende gasledning 8. I denne ledning udmunder en særskilt brændstoftilførselsledning 9. Materialeudløbsledningen fra nævnte sidste cyklontrin 4.V i varmeveksleren 3 udmunder i roterovnen 1.

Under anlæggets drift tilføres der de to varmevekslere 2 og 3 en ganske bestemt mængde cementråmel, idet den største del (ca. 2/3-3/3) af den til anlægget tilførte samlede materialemængde indføres i varmeveksleren 3.

Det kolde råmel indføres som antydet ved pilene 11 i varmevekslernes øvre område, medens gassen suges gennem varmevekslerne ved hjælp af sugeblæsere 12, så at råmelet generelt set passerer i modstrøm til den varme gas.

De to råmelmængder er under passagen gennem hver sin varmeveksler henholdsvis 2 og 3 adskilt fra hinanden, indtil de når frem til det pågældende næstsidste cyklon-trin henholdsvis 4.3 og 4.IV.

DK 151873B

7 Råmeldelmængderne har, når de forlader henholdsvis varmeveksleren 2's cyklontrin 4.3 og varmeveksleren 3's cyklontrin 4.IV tilnærmelsesvis samme temperaturniveau og føres dernæst sammen, hvorefter den samlede råmel-mængde indføres i en ovnrøggasledning 10, der forbinder roterovnen 1 med det sidste cyklontrin 4.IV i varmeveksleren 2. I ledningen 10 afgiver den varme røggas, der udgør ca. 1/3 af den samlede røggasmængde, optimalt sin varme til det samlede råmel, så at denne røggas har en temperatur på ca. 800°C, når den forlader nævnte sidste cyklontrin 4.4. Det på cyklontrinet 4.4 udskilte råmel udskilles i den separate brændeanordning 7, i hvilken cementråmelet ved tilførsel af en passende stor mængde brændstof gennem ledningen 9 calcineres næsten fuldstændigt, hvorefter dette materiale udskilles på det varmeste cyklontrin 4.V i varmeveksleren 3 og derefter indføres i brændeovnen 1. Røggassen fra det til brændeanordningen 7 sluttede cyklontrin 4.V udgør tilnærmelsesvis 2/3 af den samlede røggasmængde og har en temperatur på ca. 900°C. Denne røggasdel er således tilnærmelsesvis 100°C varmere end den røggas, der forlader cyklontrinet 4.4 i den anden varmeveksler 2.

Varmeindholdet i denne gasmængde afgives på fire behandlingstrin optimalt til den i varmeveksleren 3 indførte del af råmelet. Varmen i den 800°C varme røggasmængde fra det sidste cyklontrin 4.4 i varmeveksleren 2 afgives på tre trin til den anden råmelmængde, der tilføres varmeveksleren 2. Råmeldelmængderne i hver sin varmeveksler 2 og 3 er således valgt, at røggastemperatu-ren i de to varmevekslerstrenge er ens på et lavt niveau, hvorved der opnås meget små varmetab i røggassen og dermed et optimalt specifikt varmeforbrug i anlægget.

Claims (1)

1. DK 151873B Anlæg til varmebehandling af cementråmel, og indbefattende indbyrdes parallelt anbragte fluidiseringsgasvar-mevekslere (2, 3), som er anbragt i anlægget før en brændeovn (1) regnet i materialets fremføringsretning gennem anlægget og hver især har et antal cyklonudskillere (4), hvor der efter brændeovnen er anbragt en materialekøler (6), hvor den ene varmeveksler (2) er forbundet med brændeovnen, medens den anden varmeveksler (3) er forbundet med materialekøleren (6), og hvor den med køleren (6) forbundne varmeveksler (3) indbefatter en særskilt brændeanordning (7), i hvilken materialet underkastes en første brænding, kendetegnet ved, at den med brændeovnen (1) forbundne varmeveksler (2) har mindst ét cyklontrin (4) mindre end den med mateialekøleren (6) forbundne varmeveksler (3), at materialeudløbsledningerne fra begge varmeveksleres næstsidste cyklontrin (4.3; 4.IV) tilsammen udmunder i en fra brændeovnen (1) til det sidste cyklontrin (4.4) i den med ovnen forbundne varmeveksler (2) førende røg-gasledning (10), og at materialeudløbsledningen fra det sidste cyklontrin (4.4) i den med ovnen forbundne varmeveksler (2) i serie via den særskilte brændeanordning (7) og køler-varmevekslerens (3) sidste cyklontrin (4.V) står i forbindelse med brændeovnen (1).