DK153464B - Fremgangsmaade og anlaeg til behandling af granuleret eller pulverformet raamateriale - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et anlæg til behandling af granulerede eller pulverformede råmaterialer, f.eks. cementråmaterialer.

I mange år er cement og lignende pulverformede materialer fortrinsvis blevet fremstillet i ovnanlæg bl.a. omfattende roterovne, der, sammenlignet med skaktovne, tillader en kontinuerlig behandling af materialer, som tilføres anlægget. Udviklingen indenfor sådanne roterovnsanlæg er i de senere år undergået en forandring hen imod at reducere den mekanisk set temmelig komplicerede ovnkonstruktion ved at lade nogle af roterovnens tidligere funktioner foregå i stationære dele af anlægget, såsom separate forvarmer- og forkalcineringsinstallationer. Sådanne anlæg kendes f.eks. fra GB patent nr. 1,108,589, 1,434,091 og 1,428,828, ifølge hvilke roterovnen nu kun udfører to funktioner ud over den rene transportfunktion af de behandlede materialer, nemlig opvarmning fra forvarmningstemperaturen på ca. 900°C til reaktionstemperaturen i ovnen af det i forkalcinatoren for-kalcinerede materiale og tilvejebringelse af en ønsket opholdstid i ovnen for det behandlede materiale.

Det næste logiske trin i denne udvikling er herefter at flytte opvarmningsfunktionen fra roterovnen ud i en separat, stationær installation, hvorved det gøres muligt yderligere at reducere de roterende dele af anlægget. Denne reduktion er fordelagtig på grund af lavere samlede konstruktionsomkostninger og forbedret driftsøkonomi i anlægget. Et anlæg af denne type kendes fra DE offentliggørelsesskrift 2,846,584. Problemet med at flytte opvarmingsfunk-tionen til en stationær installation kan imidlertid besværliggøres af smeltningen af op til f.eks. 20% af materialet, hvilken smeltning kan få chargen til at klæbe og klumpe, hvorved den bliver svær at håndtere under den videre behandling i anlægget.

Det er derfor formålet med opfindelsen at anvise en fremgangsmåde og et ovnanlæg, hvor opvarmningen af det behandlede materiale til dets reaktionstemperatur finder sted i en stationær brændeinstallation, og hvor det ovenfor nævnte problem angående transporten inde i anlægget af det smeltede materiale formindskes.

Fremgangsmåden ifølge nærværende opfindelse omfatter en behandling af granuleret eller pulverformet råmateriale, f.eks. cementråmateriale, i form af forvarmning og forkal-cinering af råmaterialet i suspension, separering af det forkalcinerede materiale fra røggasserne og frembringelse af to separate delstrømme af forkalcineret materiale, og fremgangsmåden er ejendommelig ved indføring af en af delstrømmene i et stationært brændekammer til brænding i suspension og i det mindste delvis smeltning af materialet, separering af dette materiale fra røggasserne og indføring af materialet i en noduliseringszone, tilførsel af den anden materi-aledelstrøm direkte til noduliseringszonen og blanding i denne med materialet fra brændekammeret, hvorved det således blandede materiale underkastes en endelig varmebehandling og nodulisering under opholdet i noduliseringszonen, samt indføring af det i noduliseringszonen behandlede materiale i en køler.

Opfindelsen angår også et anlæg til udførelse af fremgangsmåden og indbefattende midler til forvarmning og for-kalcinering af råmaterialet, midler til udskillelse af det forkalcinerede materiale fra røggasserne, midler til opdeling af det behandlede materiale i de to separate materiale-delstrømme, hvilket anlæg er ejendommeligt ved midler for tilledning af den ene delstrøm til et stationært brændekammer, midler til separering af dette materiale fra røggasserne og indføring af materialet i et roterende noduliserings-kammer, midler for tilledning af den anden delstrøm direkte til noduliseringskammeret for blanding med materialet fra brændekammeret, og midler for tilledning af det således noduliserede produkt til en køler.

I noduliseringzonen bibringes blandingen en roterende bevægelse for at lette transporten af blandingen gennem zonen. Noduliseringszonen udgøres derfor af en roterende tromle eller en meget kort roterovn.

Efter behandlingen i en forvarmezone til forvarmning af materialet og i en forkalcineringszone til fjernelse af kuldioxid fra materialet opdeles dette af et delespjæld i to materialedelstrømme. Den ene delstrøm tilføres en reaktionszone i form af et stationært brændekammer, hvor en brænding af materialet i suspension samt smeltning finder sted. Herefter frasepareres det i det mindste delvist smeltede materiale fra de varme gasser og tilføres en roterende noduliseringstromle. Det i det mindste delvist smeltede materiale blandes enten i eller umiddelbart før noduliser-ingstromlen med det pulverformede forkalcinerede materiale fra den anden delstrøm, der tilføres noduliseringstromlen direkte. Materialet fra den anden delstrøm lægger sig i tromlen som et lag på de smeltede materialepartikler fra den første delstøm, således at klæbning og sammenklumpning af materialet i alt væsentligt undgås. Blandingen undergår derpå en endelig reaktion under opholdet i noduliseringstromlen, hvor blandingens totale temperatur sikrer, at den færdige reaktion indbefattende noduliseringen fortrinsvis finder sted uden tilførsel af nogen anden varme til nodul-iseringszonen end den, der allerede er indeholdt i det tilførte materiale, og hvor det i alt væsentligt er den i første delstrøm indeholdte varme, som sikrer opnåelsen af den nødvendige temperatur i blandingen. Denne delstrøm, der som nævnt kommer fra brændekammeret, har et varmeindhold, som i noduliseringszonen vil give blandingen af de to strømme en reaktionstemperatur på typiskt 1400-1500°c. Materialets opholdstid i noduliseringstromlen sikrer fuldstændig reaktion af blandingen.

Den første materialedelstrøm er fortrinsvis suspenderet i brugt kølerluft ved indførelsen i brændekammeret, der kan være et skaktlignende kammer eller en cyklonbrænder. I sidstnævnte tilfælde vil cyklonbrænderen optræde både som brændekammer og som separator, hvori det brændte materiale separeres fra røggasserne, før de tilføres noduliseringszonen.

Røggasserne, som det brændte materiale separeres fra, indføres fortrinsvis i forkalcineringszonen, hvor det anvendes som forbrændingsluft ved forkalcineringen af yderligere råmateriale.

Rør for transport af brugt kølerluft fra køleren til brændekammeret og/eller forkalcinatoren kan hensigtsmæssigt være forsynet med bevægelige spjæld til regulering af gassstrømmene.

Det forvarmede og forkalcinerede materiale kan som nævnt eksempelvis opdeles i de to materialedelstrømme ved « hjælp af et delespjæld. Alternativt kan de to delstrømme tilvejebringes af en parallelt arbejdende, to-strengsfor-varmer og forkalcinator.

På den vedføjede tegning er skematisk angivet eksempler på et apparat ifølge nærværende opfindelse, hvor

Fig. 1 viser et eksempel, hvor reaktionszonen udgøres af et skakt lignende brændekammer, og

Fig. 2 viser et eksempel, hvor reaktionszonen udgøres af en cyklonbrænder.

I figurerne anvendes de samme referencetal for identiske apparatdele.

Råmateriale tilføres en forvarmerinstallation 1 gennem et indløb 2. Forvarmet materiale forlader forvarmeren 1 via et rør 11 og indføres i en forkalcinator 3 direkte og/eller via et rør 11a. Brændstof tilføres forkalcinatoren 3 gennem en brænder 15, og forbrændingsluft tilføres gennem rørene 16 og 18. Forkalcineret materiale forlader forkalcinatoren 3 i suspension via røret 10 og separeres fra de varme røggasser i en separator 4. De varme røggasser indføres i forvarmerinstallationen 1 gennem et stigrør 9 og trækkes gennem forvarmeren ved hjælp af en ventilator 24 og et afgangsrør 23.

Udsepareret, forkalcineret materiale opdeles af et delespjæld 12 umiddelbart efter separatoren 4 i to delstrømme. Den ene af disse strømme, der udgør 25-75% af den totale materialemængde, føres via et rør 13 til røret 18 til suspension i brugt kølerluft fra en køler 8. Suspensionen indføres i et lodret# skaktlignende brænde- eller reaktionskammer 6 (fig. 1) til brænding og smeltning af materialet. Kammeret er ved 19 forsynet med brændstofindløb og brændere. Smeltet materiale og røggasser forlader reaktionskammeret 6 gennem et rør 20# der fører til en cyklon 5, hvori smelten separeres fra røggasserne. Sidstnævnte føres som varm forbrændingsluft til forkalcinatoren 3 via røret 16# medens smelten via et rør 17 ledes til en roterende noduliseringstromle 7. Den anden forkalcinerede, pulverformede materialedelstrøm, der udgør ca 75-25% af den totale materialemængde, føres via delespjældet 12 og røret 14 direkte til tromlen 7's indløb, hvorefter den i tromlen blandes med smelten. Denne blanding forhindrer, at smelten klæber sammen og klumper under behandlingen i tromlen, og varmen indeholdt henholdsvis i smelten og i den anden materialedelstrøm sikrer, at noduliseringen af produktet i tromlen 7 finder sted. Produktet forlader .. tromlen 7 gennem et rør 21 og indføres i køleren 8, som det forlader som et færdigprodukt gennem udløbet 22.

I eksemplet vist i fig. 2 er reaktionszonen for brænding og smeltning af det behandlede materiale fra den første delstrøm en cyklonbrænder 60, der træder i stedet for brændekarameret 6 i fig. 1. Cyklonbrænderen 60 har en brændstoftilførsel og en brænderinstallation 61# og for-kalcineret materiale# der skal behandles i reaktionszonen, tilføres via røret 50, hvor det suspenderes i brugt kølerluft fra køleren 8, før det indføres i cyklonbrænderen 60. Også i dette tilfælde optræder den brugte kølerluft som forbrændingsluft både i cyklonbrænderen 60 og i forkalcinatoren 3, hvortil den tillige føres direkte gennem et rør 18a.

Bevægelige spjæld 25 og 26 anvendes til regulering af tilførslen af forbrændingsluft til reaktionszonen 6,60 og til forkalcinatoren 3.

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til behandling af granuleret eller pulverformet råmateriale og omfattende forvarmning og for-kalcinering af råmaterialet i suspension samt separering af det forkalcinerede materiale fra røggasserne og, at der frembringes to separate delstrømme af forkalcineret materiale, kendetegnet ved indføring af den første delstrøm i et stationært brændekammer (6,60) til brænding i suspension og i det mindste delvis smeltning af materialet samt separering af dette materiale fra røggasserne og indføring af materialet i en noduliseringszone (7), indføring af den anden materialedelstrøm direkte i noduliseringszonen (7) og blanding i denne zone med materialet fra brændekammeret (6,60), "hvorved det således blandede materiale udsættes for en afsluttende varmereaktion og nodulisering under opholdet i noduliseringszonen (7), samt indføring af det i noduliseringszonen behandlede materiale i en køler (3).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første materialedelstrøm suspenderes i brugt kølerluft i forbindelse med indføringen i brændekammeret (6,60).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller krav 2, kendetegnet ved, at røggasserne, som udskilles fra den første materialedelstrøm efter dennes behandling i brændekammeret (6,60) og inden den indføres i noduliseringszonen (7), anvendes som forbrændingsluft til forkalcineringen af råmaterialet.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at den første materialedelstrøm udgør 25-75% af den samlede mængde af de to delstrømme.

5. Anlæg til udførelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, indbefattende midler (1,3) til forvarmning og forkalcinering af råmaterialet, og midler (4) til udskillelse af det forkalcinerede materiale fra røggasserne og midler (12) til opdeling af det behandlede materiale i de to separate materi-aledelstrømme, kendetegnet ved midler (13,18) for tilledning af den første delstrøm til et stationært brænde-kammer (6,60), midler (5,60) til udskillelse af materiale behandlet i brændekammeret fra røggasserne og indføring af dette materiale i et roterende noduliseringskammer (7), midler (14) for tilledning af en anden delstrøm direkte til noduliseringskammeret (7) for blanding i dette med materiale fra brændekammeret (6,60), og midler (21) for tilledning af det noduliserede produkt fra noduliseringskammeret (7) til en køler (8).

6. Anlæg ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det stationære brændekammer er et skaktlignende kammer (6).

7. Anlæg ifølge krav 5, kendetegnet ved en cyklonseparator (5) til separering af materiale behandlet i brændekammeret (6) fra røggasserne fra samme brændekammer.

8. Anlæg ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det stationære brændekammer er en cyklonbrænder (60), der tillige indbefatter midler til fraseparering af det brændte materiale fra røggasserne.

9. Anlæg ifølge ethvert af kravene 5 til 8, kendetegnet ved et delespjæld (12) til opdeling af det forvarmede og forkalcinerede materiale i to materialedelstrømme.

10. Anlæg ifølge ethvert af kravene 5 til 8, kendetegnet ved to parallelt arbejdende forvarmnings- og forkalcineringsstrenge til opdeling af det behandlede materiale i to delstrømme.