DK156509B - Fremgangsmaade og indretning til fremstilling af cement - Google Patents

Description

DK 156509B

- 1 -

Opfindelsen angâr en fremgangsmâde til fremstilling af cernent, hvor râmelet forvarmes f0r en afsyring i en kalcinator og en tilslut-tende brænding i en ovn i en flertrinsvarmeveksling med spildgasstr0mme fra ovnen og fra kalcinatoren i to parallelle spildgasstrenge, hvorhos 5 râmelstr0mmen frem til det vanneveks1ertrin, som er anbragt umiddelbact foran kalcinatoren og er tilsluttet ovnens spildgasstr0m, skiftevis f0-res fra et varmevekslertrin i den ene spildgasstreng til et varmevek-slertrin i den anden, samt en indretning til ud0velse af fremgangsmâ-den.

10 For dels at forbedre afsyringen i kalcinatoren ved en formindskel- se af kuldioxid-partialtrykket og dels forbedre forvarmningen af râmelet f0r indtrædningen i kalcinatoren er det kendt if01ge (DE-offentlig-g0relsesskrift 29.31.590), at forsyne kalcinatoren ikke med spildgas fra ovnen, men med den ved afk01ingen af de allerede brændte cement-15 klinker opvarmede k01eluft og at f0re afgasstr0mmen ud fra ovnen og af-gasstr0mmen fra kalcinatoren i to fra hinanden adskilte, parallelle spildgasstrenge i en flertrins varmeveksler, hvorhos râmelstr0mmen skiftevis ledes fra et varmevekslertrin i den ene streng til et varmevekslertrin i den anden hen til kalcinatoren. Pâ grund af disse foran-20 staltninger kan ovnspildgasserne ikke hâve nogen forstyrrende indfly-delse pâ râmelsafsyringen i kalcinatoren. Derudover bringes râmelstr0m-men f0r indtrædningen i kalcinatoren til en h0jere forvarmningstempera-tur end ved énstrengede spildgasledninger, fordi spildgastemperaturen i ovnen er h0jere end spildgastemperaturen i kalcinatoren.

25 Det er under aile omstændigheder en ulempe ved denne kendte frem gangsmâde, at râmelet skal ledes til varmeveksleren i to doserede del-str0mme, for tilnærmelsesvis at sikre de samme temperaturforhold i beg-ge spildgas s tr0mmene ved den kolde ende af varmeveksleren. Disse râ-meldelstr0mme forenes ganske vist atter og ledes fælles frem og tilbage 30 mellem varmevekslertrinnene i de to spildgasstrenge, men en sâdan râ-melf0ring beh0ver et st0rre opbud. Dertil kommer yderligere, at der pâ grund af de forskellige spildgastemperaturer, og -tryk skal anvendes særskilte blæsere til hver spildgasstreng. Endelig fremkommer der som en yderligere ulempe en forskellig dimensionering af varmevekslerenhe-35 derne i de to spildgasstrenge, fordi en tilsvarende st0rre spildgas-

DK 156509 B

- 2 - mængde fremkommer i kalcinatoren. Desuden kan koncentrationen af de ballaststoffer, som har tendens til klumpning, kræve særlige foran-staltninger i ovnspildgassen, for at forhindre en klumpning i varmevek-slertrinene og i ledningeme.

5 Til grund for opfindelsen ligger sâledes den opgave at undgâ disse mangler, og at forbedre en fremgangsmâde til fremstilling af cernent af den indledningsvis nævnte art sâledes, at apparatopbudet formindskes væsentligt, og sâledes at faren for en klumpning af balaststoffer, som indholdes i ovngassen, i vid udstrækning forhindres.

10 Opfindelsen 10ser den stillede opgave ved, at en del af kalcina- torens varme spildgasstr0m blandes til den varme spildgasstr0m fra ov-nen foran det varmeveks1ertrin, som er anbragt umiddelbart foran kalcinatoren.

Ved tilblanding af en del af spildgasstr0mmen fra kalcinatoren til 15 spildgasstr0mmen fra ovnen kan der for det f0rste sikres samme spild-gasmængder for de to spildgasstrenge, hvilket muligg0r ensartede varme-vekslerenheder til de to spildgasstrenge og dermed overensstemmende forhold i de to spildgasstrenge. Derved sænkes ikke blot apparatopbudet, men den termiske virkningsgrad forbedres, fordi spildgassens ud-20 trædningstenperatur under i 0vrigt samme betingelser afhænger af ud-trædningstemperaturen for spildgasstr0mmen og af masseforholdet mellem râmel og spildgas, og den samme râmelstr0m kan overf0res udelt til en varmevekslerenhed i varmeveksleren. Pâ grund af de vidtgâende overensstemmende forhold i de to spildgasstrenge kan der ogsâ anvendes en fæl-25 les bisser for begge strenge. Desuden opnâs der ved tilblanding af en del af kalcinatorspildgasstr0mmen til spildgasstr0mmen ud fra ovnen en fortynding med hensyn til ballaststofkoncentrationen i ovnspildgassen, hvilket i stor grad sænker risikoen for klumpning.

En særlig fordelagtig mulighed for at sikre ensartede forhold i de 30 to spildgasstrenge kan i en videre udformning af opfindelsen opnâs ved, at en del af den varme spildgasstr0m fra ovnen f0r tilblandingen af spildgasdelstr0mmen fra kalcinatoren f0res til kalcinatoren. Denne for-anstaltning har til f01ge, at der ogsâ i kalcinatoren og i den foran kalcinatoren anbragte flertrinsvarmeveksler findes en spildgasblan-35 dingsstr0m, hvilket yderligere mindsker ballaststofkoncentrationen.

. I

DK 156509 B

- 3 - »

Desuden kan der med en tilpasset styring af spildgasdelstr0mmen, som f0res til kalcinatoren fra ovnen, sikres ensartede betingelser for for-varmningen og for afsyringen af râmelet, hvis der som f01ge af sving-ninger i ovndriften forekommer aendringer i retning af spildgasmsngden 5 og spildgastemperaturen for ovnen. Da kun en delstr0m af ovnspildgassen f0res til kalcinatoren og den overvejende del af den gasstr0m, som f0-res til kalcinatoren, bestàr af fortrinsvis forvarmet luft, har ovn-spildgassens dârlige indflydelse pâ kalcineringsforl0bet i praksis in-gen betydning.

10 For at kunne udnytte ovnspildgassens h0jere teuperatur til en bed- re forvarmning af râmelet, kan râmelet f0r det varmevekslertrin, som er anbragt umiddelbart foran kalcinatoren, ledes til den varme spildgas-str0m fra ovnen, f0r ovnens spildgasstr0m blandes med spildgasstr0mmen fra kalcinatoren. Med blandingsstr0mmen, som har en i forhold til ovn-15 spildgassen lavere temperatur, f0res sâ râmelet ind i det i râmelets str0mningsretning sidste varmevekslertrin, f0r det kommer ind i kalcinatoren.

F0res en del af den varme spildgasstr0m fra kalcinatoren i en an-den udformning af opfindelsen til spildgasstr0mmen fra ovnen f0r en ud-20 skillelse af râmelet fra kalcinatorspildgassen, transporteres en del-str0m af râmelet med spildgasstr0mmen fra kalcinatoren til det varmevekslertrin, som er anbragt umiddelbart foran kalcinatoren, hvorfra det râmel, som allerede er f0rt gennem kalcinatoren, kommer frem med det 0vrige râmel i kalcinatoren, sâledes at opholdstiden for dette materia-25 le og dermed afsyringsgraden for0ges. Dette betyder at enten ovndimen-sionerne pâ grund af en bedre afsyring i kalcinatoren, eller at kalci-natordimensionerne ved samme afsyring kan mindskes. Da som bekendt afsyringen blandt andet afhænger af kornst0rrelsen af râmelet, kan der med en passende sigtning opnâs, at f0rst og fremmest den grove kornan-30 del af râmelet f0res tilbage i kredsl0bet og f01gelig at grov- og fin-kornandelene har en ensartet afsyrings grad, nâr de kommer frem til ovnen.

Til ud0velse af fremgangsmâden if01ge opfindelsen kan der anvendes en indretning, som bestâr af en ovn til brænding af det afsyrede râmel 35 og en kalcinator, som er anbragt foran ovnen, foran hvilken kalcinator - 4 - DK 156509B' er anbragt en flertrins varmeveksler, hvis varmevekslerenheder er kob-let i to parallelle spildgasstrenge, som er sluttet til spildgaslednin-gerne fra ovnen og fra kalcinatoren, hvorhos udtagningsledningerne for râmelet fra varmevekslerenhedeme i den ene streng skiftevis er forbun-5 det med indgivelsesledningerne til varmevekslerenhedeme i den anden streng. Indretningen er ejendommelig ved, at spildgasledningen fra kalcinatoren er forbundet med en spildgasledning fra ovnen ved hjælp af en afgreningsledning, som er forsynet med et styreorgan, fx. en styresky-der. Herved kan mængden af spildgasstr0mmen fra kalcinatoren, der f0res 10 til ovnspildgassen, styres ved hjælp af styreorganet.

Findes der i spildgasstr0mretningen f0r afgreningsledningen en forbindelsesledning med et styreorgan raellem ovnens spildgasledning og kalcinatoren, kan varm ovnspildgas f0res til kalcinatoren, hvilket sikrer en spildgasstr0m i varmevekslerens kalcinatorstreng med en for-15 delagtig mindre koncentration af ballaststoffer, som har tendens til klumpning, i de to strenge og ensartede betingelser for disse strenge.

Til ud0velse af fremgangsmaden if01ge opfindelsen kan ogsâ anven-des en indretning af den i krav 7's indledning angivne art, og indretningen er ejendommelig ved, at kalcinatoren i det midterste h0jdeomrâde 20 har en tangential udtagsledning for râmelet og en del af spildgasstr0m-men og i det 0vre omrâde en spildgasledning, som munder ud i varmeveks-lerenheden, som er anbragt umiddelbart foran, hvorhos ovnens spildgas-ledning er tilsluttet til kalcinatoren ovenover udtagningsledningen.

Med disse foranstaltninger kan sikres en hurtig blanding af ovnspild-25 gasstr0mmen og den kalcinatordelstr0m, som er befriet for râmelet, hvilket især er af stor betydning, hvis udtagningsledningen fra den i râmelets str0mningsretning næstsidste varmevekslerenhed munder ud i ovnens spildgasledning, set i ovnspildgassens str0mningsretning, foran kalcinatoren* Det med ovnspildgassen til det 0vre omrâde af kalcina-30 toren transporterede râmel kan sâledes allerede blandes indvendig med spildgasstr0mmen udenfor den sidste varmevekslerenhed, sâledes at var-meovergangen og dermed den termiske virkningsgrad forbedres.

Pâ tegningen er der som eksempel vist en indretning til ud0velse af fremgangsmâden if01ge opfindelsen til fremstilling af cernent. Der 35 ses pâ:

DK 156509 B

- 5 - fig. 1 en indretning if01ge opfindelsen i blok-diagram, og fig. 2 en konstruktionsvariation af en indretning if01ge opfindelsen ligeledes i blokdiagram.

5 Râmelet, hvis str0mningsskema er antydet med punkterede linier, fjjres via en indgivelsesledning 1 til en flertrinsvarmeveksler, som op-varmes ved hjælp af spildgassen fra en drejer0rovn 2 til brænding af det forvarmede og kalcinerede râmel og spildgassen fra en kalcinator 3, som er anbragt foran drejer0rovnen 2. Denne varmeveksler har if01ge 10 fig, 1 to parallelle spildgasstrenge 4 og 5, som udg0res af de som cy-kloner udformede varmevekslerenheder 4a, 4b, 4c, 4d pâ den ene side og pâ den anden side af varmevekslerenhederne 5a, 5b, 5c,

Som det kan ses af det med fuldt optrukne linier viste str0mnings-skema for spildgasstr0mmene, er spildgasstrengene 4 og 5 sluttet til 15 spildgasledningerne 6 og 7 fra drejer0rovnen 2 og fra kalcinatoren 3.

Râmelet opvarmes trinvis ved hjælp af spildgassen fra drejer0rovnen 2 og kalcinatoren 3, hvorhos det skiftevis f0res frem og tilbage mellem varmevekslerenhederne i de to spildgasstrenge 4 og 5, fordi udtagsled-ningerne S fra varmevekslerenhederne i enhver af strengene er forbundet 20 med indgivelsesledningerne 9 i den anden streng indtil varmeveks1er-enheden 4a, hvis udtagningsledning 10 mander ud i kalcinatoren 3, Det i kalcinatoren 3 neutraliserede râmel ledes med spildgasstr0mmen ud af kalcinatoren og f0res til en separator 11, i hvilken râmelet skilles fra spildgasstr0mmen og derpâ transporteras til drejer0rovnen 2. Den 25 til afsyringen n0dvendige yderligere varmemængde frembringes i kalcinatoren ved forbrænding af et brændstof, hvorhos der som forbxændingsluft fordelagtigt anvendes en del af den opvarmede k01eluft fra en k01er 12, som er anbragt efter drejer0rovnen 2, i hvilken det.i ovnen 2 til ce-mentklinker brændte râmel afk01es. En anden del af k01eluften fra k01e-30 ren 12 f0res til drejer0rovnen 2 som forbrændingsluft, I modsætning til kendte indretninger er spildgasledningen 7 fra kalcinatoren 3 ved indretningen if0lge opfindelsen pâ fig. 1 forbundet med spildgasledningen 6 fra drejer0rovnen 2 ved hjælp af en afgrenings-ledning 13, som har en styreskyder 14 til styring af gennerastr0mnings-35 mængden. Da grenledningen 13 i forhold til râmelstr0mmen ligger f0r se-

DK 156509 B

- 6 - paratoren 11, transporteras en del af det râmel, som allerede har været underkastet et afsyringsforl0b i kalcinatoren 3, med spildgas delstr0m-men fra kalcinatoren 3 til spildgasstr0mmen fra drejer0rovnen og kommer ind i den varmevekslerenhed 4a, som er anbragt umiddelbart foran kalci-5 natoren 3. Derved f0res denne râmelandel i et kredsl0b atter til kalcinatoren 3, sâledes at opholdstiden i kalcinatoren og dermed afsyrings-graden for0ges tilsvarende. 0nskes en sâdan cirkulation af en delmængde af râmelet ikke, kan afgreningsledningen 13 anbringes efter separatoren 11 i spildgasledningen 7 fra kalcinatoren 3* I dette tilfælde udnytte 10 udelukkende den fordel, at en del af spildgasstr0mmen fra kalcinatoren blandes til ovnspildgassen, hvilket muligg0r samme spildgasmaengder i de to spildgasstrenge 4 og 5, da kun omtrent 2/3 af spildgasstr0mmen fra kalcinatoren bliver til overs til ovnspildgas.

Med de pâ denne mâde tilvejebragte overensstemmende forhold for de 15 to spildgasstrenge 4 og 5 fremkommer der ensartede varmevekslerenheder for de to spildgasstrenge 4 og 5, som f01gelig kan tilsluttes en fælles spildgasblæser 15.

At koncentrationen af ballaststoffer i ovnspildgassen, der har tendens til at klumpe sammen, kan saenkes med tilblandingen af en del af 20 spildgasstr0mmen fra kalcinatoren 3 til ovnspildgassen, er en yderlige-re fordel ved den skildrede spildgasledning. Denne effekt kan yderlige-re forstaarkes ved, at der i str0mningsretningen f0r afgreningsledningen 13 mellem spildgasledningen 6 fra ovnen 2 og kalcinatoren 3 forefindes en yderligere forbindelsesledning 16, gennem hvilken varmt ovnspildgas 25 kan f0res til kalcinatoren. Den til kalcinatoren 3 f0rte spildgasmængde fra ovnen 2 kan atter ved hjælp af en styreskyder 14 vælges svarende til forholdene. Forbindelsesledningen 16 sikrer ogsâ en spildgasblan-dingsstr0m til kalcinatorstrengen 5, der yderligere forbedrer overens-stemmelsen med hensyn til driftsforholdene i de to spildgasstrenge 4 og 30 5.

Selvf0lgelig kan r0ggas ogsâ via forbindelsesledningen 16 ledes fra kalcinatoren 3 til drejer0rovnen 2, hvis en del af ovnspildgassen i enkelte særtilfælde mâ udtages pâ grand af for stort indhold af skade-lige stoffer.

35 Indretningen if01ge fig. 2 adskiller sig fra den i fig. 1 ved, at - 7 -

DK 156509 B

kalcinatoren 3 i det midterste omrâde ovenover en indsn0ring 17 har en tangential udtagsledning 7a, som f0rer râmelstr^mmen med en del af spildgasstr0mmen til separatoren 11, hvorfra spildgasstr^mmen ledes ud af kalcinatoren til spildgasstrengen 5, medens det afskilte râmel kom-5 mer frem til ovnen 2. Ovnspildgassen ledes via spildgasledningen 6, i hvilken udtagsledningen 8 fra den varmevekslerenhed 5a, som sidder næstsidst i str0mningsretningen, (se fig. 1), ovenover udtagsledningen 7a til kalcinatoren 3, hvor en hurtig og indvendig blanding med den fra râmelet befriede delstr0m af kalcinatorspildgassen finder sted. Via 10 spildgasledningen 7b f0res derpâ spildgasblandingsstr0mmen med râmelet til den sidste varmevekslerenhed 4a, som er anbragt umiddelbart foran kalcinatoren. Dermed kan den f01elige spildvarme fra spildgasstr0mmene udnyttes pâ en særlig fordelagtig mâde.

For at sikre en ensartet opdeling af spildgasstr0mmene pâ de to 15 varmevekslerstrenge 4 og 5, kan en del af ovnspildgassen atter umiddelbart f0res til kalcinatoren 3 via en grenledning 16. Til styring af de enkelte gasstr^mme findes der selvf01gelig tilsvarende styringsind-retninger, som imidlertid ikke er indtegnet af hensyn til overskuelig-heden.

20

Claims (7)

1. 2. Fremgangsmâde if01ge krav 1, kendetegnet ved, at en del af den varme spildgasstr0m fra ovnen (2) f0r tilblandingen af spildgas- 15 delstr0mmen fra kalcinatoren (3) f0res til kalcinatoren (3).
2. 3. Fremgangsmâde if01ge krav 1, kendetegnet ved, at râmelet f0res til den varme spildgasstr0m fra ovnen (2) f0r râmelet f0res til det varmevekslertrin (4a), der er anbragt umiddelbart f0r kalcinatoren (3) og f0r spildgasstr0mmen fra ovnen (2) blandes med delstr0mmen 20 af spildgas fra kalcinatoren (3).
3. 4. Fremgangsmâde if01ge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at en del af den varme spildgasstr0m fra kalcinatoren (3) f0res til spild-gasstr0mmen fra ovnen (2) f0r en udskillelse af râmelet fra kalcinator-spildgassen.
4. 5. Indretning til ud0velse af fremgangsmâden if01ge ethvert af kra- vene 1 til 4 med en ovn (2) til brænding af det afsyrede râmel og en kalcinator (3), som er anbragt foran ovnen (2), foran hvilken kalcinator (3) er anbragt en flertrins varmeveksler, hvis varmevekslerenheder (4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c) er koblet efter hinanden i to parallelle 30 spildgasstrenge (4, 5), som er sluttet til spildgasledningerne (6, 7) fra ovnen og fra kalcinatoren, hvorhos udtagningsledningerne (8) for râmelet fra varmevekslerenhederne i den ene streng (4 eller 5) skiftevis er forbundet med indgivelsesledningerne (9) til varmevekslerenhe- DK 156509 B - 9 - derne i den anden streng (5 eller 4), kendetegnet ved, at spildgasledningen (7) fra kalcinatoren (3) er forbundet med en spild-gasledning (6) fra ovnen (2) ved hjælp af en afgreningsledning (13)/ som er forsynet med et styreorgan, fx. en styreskyder (14).
5. 6. Indretning if01ge krav 5, kendetegnet ved, at der i spildgasledningen (6) fra ovnen (2) f0r afgreningsledningen (13) findes en forbindelsesledning (16) med et styreorgan (14) mellem ovnens spild-gasledning (6) og kalcinatoren (3).
6. 7. Indretning til ud0velse af fremgangsmâden if01ge ethvert af kra- 10 vene 1 til 4 med en ovn (2) til brænding af det afsyrede râmel og en vertikal kalcinator (3), som er anbragt foran ovnen (2), foran hvilken er anbragt en flertrins varmeveksler, hvis varmevekslerenheder (4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c) er koblet efter hinanden i to parallelle spildgas-strenge (4, 5), som er sluttet til spildgasledningerne (6, 7a, 7b) fra 15 ovnen (2) og fra kalcinatoren (3), hvorhos udtagningsledningerne (8) for râmelet fra varmevekslerenhederne i den ene streng (4 eller 5) skiftevis er forbundet med indgivelsesledningeme (9) til varmevekslerenhederne i den anden streng (5 eller 4), kendetegnet ved, at kalcinatoren (3) i det midterste h0jdeomrâde har en tangential ud-20 tagsledning (7a) for râmelet og en del af spildgasstr0mmen og i det 0vre omrâde en spildgasledning (7b), som munder ud i varraevekslerenhe-den (4a), som er anbragt umiddelbart foran, hvorhos ovnens spildgasledning (6) er tilsluttet til kalcinatoren ovenover udtagningsledningen (7a).
7. 8. Indretning if01ge krav 7, kendetegnet ved, at udtag ningsledningen (8) fra den i râmelets str0mningsretning næstsidste var-mevekslerenhed (5a) munder ud i ovnens spildgasledning, set i ovnspild-gassens str0mningsretning, foran kalcinatoren (3). 30