DK157917B - Fremgangsmaade til eliminering i braendingszonen af flygtige stoffer fra decarbonerede raamaterialer til cementfremstilling - Google Patents

Description

i

DK 157917 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af cementklinker og af den i indledningen til krav 1 angivne art, ved hvilken fremgangsmåde det specielt er muligt helt eller delvis at fjerne flygtige stoffer, 5 såsom svovl, klor, alkaliske stoffer osv., fra forbrændingskredsløbet .

Det er velkendt, at i de konventionelle anlæg til fremstillling af cement tørres det materiale, der skal behandles, successivt, og kalcineret partielt, i en 10 varmeudveksler, hvorefter materialet kalcineres fuldstændigt og omdannes til klinker i en roterovn eller en anden brændingsovn.

Det er også kendt, at tilstedeværelsen af flygtige stoffer, såsom klor, svovl og alkaliske forbindelser, i 15 brændslet eller råmaterialet kan resultere i modifikationer af klinkernes kvalitet. Desuden kan sådanne flygtige stoffer, når de er til stede i for store mængder, forårsage dannelse af aflejringer, som igen fører til afbrydelser af anlæggets operation.

20 Der har allerede været foreslået forskellige midler med henblik på at reducere eller undertrykke denne cirkulation af flygtige stoffer. De kendte metoder har generelt den ulempe, at de indebærer, at en del af de gasser, der udtømmes fra brændingsenheden, udsendes i atmosfæren, således at 25 disse gassers høje varmekapacitet går tabt for den resterende del af fremstillingsprocessen. En anden ulempe ved disse kendte metoder ligger i, at de fører til fremstillingen af væsentlige mængder af støv, som næppe kan anvendes til andre formål.

30 Dansk patentansøgning nr. 4045/78, dansk patentskrift nr. 98.938 og tysk fremlæggeIsesskrift nr. 1.291.442 omhandler fjernelse af alkaliholdige stoffer fra røggasser ved cementfremstilling. I alle disse skrifter udtages gassen i betydelig afstand fra brændingen, nemlig ved materialeindløbet 35 til cementovnen, hvor en del af gasblandingen har tilbøjelighed til at kondensere. Der vil derved i ovnen kunne opstå et kredsløb, hvor de alkaliholdige forbindelser skiftevis fordamper og kondenseres, hvilket kan medføre høje koncen-

DK 157917 B

2 trationer i en del af ovnen.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde, ved hvilken de flygtige bestanddele i gasstrømmen i ovnen udtages 5 ved et temperaturniveau, hvor de er i dampform, inden de reagerer med råmaterialerne og ændrer kvaliteten af klinkerne, det undgås, at de flygtige stoffer danner afsætninger, som kan medføre at anlægget må tages ud af drift, de flygtige stoffer kondenseres på et uafhængigt ma-10 teriale, som er i stand til efterfølgende at blive brugt til specielle formål, der til atmosfæren udledes en gas, der er fri for støv og flygtige stoffer, og i dét mindste en del af varmeindholdet af gassen, der 15 indeholder de flygtige stoffer, kan genvindes.

I henhold til opfindelsen opnås dette ved, at fremgangsmåden er ejendommelig ved det i den kendetegnede del af kravet angivne.

Ved fremgangsmåden bringes den udtagne gasstrøm i di-20 rekte kontakt med et pulverformet materiale, på hvilket det flygtige materiale afsættes. Efter separation af gas og pulver forekommer der en delvis afkølet, men renset gas, der uden miljømæssige konsekvenser kan udledes i det fri. Pulveret recirkuleres efter en direkte varmeveksling med frisk-25 luft, der derved opvarmes. Fra kredsløbet af pulver udtages der til stadighed en mindre mængde, og en tilsvarende mængde nyt pulver tilsættes, hvorved mængden af kondenserede stoffer vil forekomme i forholdsvis stor koncentration på det udtagne pulver. På grund af det cirkulerede pulver er der 30 ikke risiko for afsætninger på de forskellig dele i ovenen eller dens udstyr. På grund af den forholdsvis store koncentration af kondenserede stoffer på pulveret vil dette kunne udnyttes efter udtagningen til specielle formål.

Dele af fremgangsmåden er kendt f.eks. fra tysk of-35 fentliggørelsesskrift nr. 2.126.121, i hvilket det er beskrevet, at en del af den støvholdige gas i ovnen ledes ud gennem ovnvæggen, hvorved alkaliholdige stoffer fordamper.

Dette fører til, at installationerne må tages ud af drift på

DK 157917 B

3 grund af afsætninger. Ved en speciel udformning af den kendte fremgangsmåde varmeveksles den udtagne gas med friskluft, der efter opvarmning indføres i stedet for den udtagne gas, idet den udtagne gas efter udskillelse af støv 5 afgives til atmosfæren, hvor den udgør et skadeligt element.

De flygtige stoffer genvindes ikke og går derfor økonomisk set tabt.

Også fra beskrivelsen til dansk patentansøgning nr. 4045/78 er dele af fremgangsmåden ifølge opfindelsen beskre-10 vet, nemlig i form af et system, ved hvilket gas indeholdende støv fra ovnen udtages sammen med en stor del af de flygtige stoffer fra cementklinkerne, men der forekommer ingen bratkøling af gassen med de flygtige stoffer, idet den tilbageførte støvmængde er for ringe, og den til atmosfæren 15 bortkastede gas ikke er frigjort for sit indhold af de flygtige stoffer, som er miljøskadelige, og der sker ingen genvinding af gassernes eller støvets energiindhold.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives på en mere detaljeret måde under henvisning til tegningen, der blot er 20 givet som illustration og ikke som begrænsning af opfindelsen.

På tegningen viser:

Fig. 1 skematisk fremgangsmåden ifølge opfindelsen gennemført i et anlæg til cementfremstilling, hvori røgen 25 ladet med flygtige stoffer udtages fra ovnens skal, fig. 2 og 3 viser to anlæg svarende til det, der er vist på fig. 1, omfattende henholdsvis to eller tre kølecykloner, og fig. 4 viser et anlæg til cementfremstilling under 30 udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Ifølge den skematiske illustration på fig. 1 indføres der ved 1 råmateriale til cementfremstilling, hvilket råmateriale eventuelt har været underkastet en forudgående kalcineringsbehandling, i en roterende ovn 2 til klinke-35 brænding, hvor materialet underkastes reducerende forbrænding 3, eventuelt med indsprøjtning af vand. Som følge af denne reducerende forbrænding fordampes størstedelen af de flygtige stoffer, som er indeholdt i råmaterialet. Ifølge

4 DK 157917 B

opfindelsen udtages eller afledes ved 4 i det mindste en del af disse flygtige stoffer gennem ovnskallen, på et sted, der ligger mellem den varmeste del af brændingszonen 6 og ovnindløbet ved hjælp af et kredsløb 7. Denne placering af ud-5 tagningsstedet tillader forbipassage af gasser, som kun medfører en lille mængde støv, og som har en høj koncentration af flygtige stoffer i den gasformige tilstand.

Der indsprøjtes koldt materiale på to steder ind i den forbipasserende gas; materiale stammende fra gasserne, 10 der udtrækkes fra ovnen gennem 7, indsprøjtes gennem 9, hvilket materiale adskilles fra gasserne i en første cyklon 10, ind i hvilken forbipassageledningen 7 er åben og hvorfra den afkølede røg udsendes ved 8, hvilket materiale derefter indføres gennem 13 ind i en anden cyklon 11, hvor det 15 opvarmer kold luft, som indsprøjtes i den anden cyklon gennem 12; denne luft er, når den udsendes gennem 14 fra den anden cyklon 11, varm og er ikke forurenet af røg udsendt fra ovnen. Det afkølede materiale i denne anden cyklon indsprøjtes derpå, i det mindste delvis, gennem 9, idet den 20 eventuelle rest af dette materiale fjernes fra kredsløbet gennem 15.

For at supplere op efter det stof, som er udtaget gennem 15, indsprøjtes der frisk materiale gennem 16 ind i forbipassage- eller udtagningsledningen 7.

25 Det vil forstås af det foregående, at det ovenfor beskrevne anlæg gør det muligt at opnå et materiale med en høj koncentration af flygtige stoffer ved 15, mens røg, som udtages fra brændingsenheden og som ikke indeholder flygtige stoffer, vindes ved 8, og der er ren opvarmet luft 30 til rådighed ved 14.

Fig. 2 og 3 viser to anlæg svarende til det, der er vist på fig. 1, som omfatter henholdsvis to cykloner 11,11' og tre cykloner 11, 11', 11", til afkøling af det materiale, som i forvejen har været anvendt til bratkøling af gasserne 35 udtaget gennem ledningen 7, hvilket materiale skilles fra gasserne i en cyklon 10. Den kolde luft indføres gennem 12 ind i den laveste cyklon 11 og opvarmes progressivt efterhånden som den strømmer successivt gennem cyklonerne og

DK 157917 B

5 udsendes gennem 14 med høj temperatur, som forklaret tidligere, mens det afkølede materiale udsendes gennem 9 fra den laveste cyklon 11 og enten indsprøjtes i forbipassage-ledningen 7 med henblik på at bratkøle røgen udtaget fra 5 ovnen ved 4, eller den udsendes gennem 15.

På fig. 4, som viser et anlæg svarende til det, der er vist på fig. 1, er de samme elementer betegnet med de samme referencenumre. I denne udførelsesform omfatter anlægget et supplerende batteri af cykloner 20 til 23, 10 hvorigennem strømmer den røg, som udsendes gennem 25 fra ovnens røgkanal, idet den øverste cyklon 20 fødes gennem 26 med råmateriale til cementfremstilling f.eks. bestående af en blanding af kalciumkarbonat og ler., Råmaterialet bliver delvis dekarboneret i dette 15 batteri af cykloner, før det indføres i ovnen, og før dets indførelse i ovnen flyder det gennem en for-kalcinator 28, som er placeret mellem materialeudløbet for den næstsidste cyklon 22 og ovnens røgkanal. Det materiale, som udsendes fra for-kalcinatoren 28 og skilles fra røgen fra ovnen i 20 den sidste cyklon 23, indføres gennem 30 ind i ovnen, hvor dekarboneringen af materialet fuldendes, før materialet når brændingszonen.

Det skal bemærkes, at den reducerende forbrænding, som foregår i ovnen, fører til dannelse af karbonmonoxyd, og at 25 hele mængden af denne gas kan genanvendes som følge af, at der findes en for-kalcinator.

Ved således at gennemføre den ovennævnte fremgangsmåde i et anlæg som det ovenfor beskrevne kan der opnås en • mere effektiv indfangning af flygtige stoffer og der opnås 30 en i høj grad ikke forurenende operation af anlægget.

Den kolde luft, som gennem 12 indsprøjtes i kølecyklonerne, kan erstattes med en hvilken som helst anden gas, som kan stamme fra, eller som ikke stammer fra cementfremstillingsanlægget.

35 Med hensyn til den rene luft, som er blevet genop varmet af det cirkulerende materiale i de ovenfor nævnte kølecykloner, kan denne luft anvendes som varm forbrændingsluft på et hvilket som helst sted i brændingsenheden.

Claims (1)

1. DK 157917 B Fremgangsmåde til eliminering i brændingszonen i en 5 ovn af flygtige stoffer fra decarbonerede råmaterialer til cementfremstilling inden de flygtige stoffer har reageret med råmaterialet, kendetegnet ved følgende trin: a) udtagning fra ovnen mellem den varmeste del af bræn-10 dingszonen og ovnindløbet af i det mindste en del af strømmen af forbrændingsgasser medførende støv til dannelse af en første gasstrøm, b) sammenføring af den første gasstrøm med et koldt, pulverformet eller granulært materiale til køling af den 15 første gasstrøm, c) separering af det pulverformede eller granulære materiale fra den første gasstrøm til frembringelse af en anden strøm af renset gas, der i det væsentlige er fri for flygtige stoffer og støv, således at miljømæssige bestemmelser o- 20 verholdes, d) afkøling af det varme, pulverformede eller granulære materiale ved direkte kontakt med en strøm af kold luft og separation af luften til udvindelse af varm luft til senere anvendelse, 25 e) recirkulation af den afkølede, faste blanding til den nævnte køling ved sammenføring med den første gasstrøm til berigelse af den faste blandings indhold af flygtige stoffer, og f) udtagning af en anden del af den afkølede faste, 30 blanding til udvindelse af et materiale, på hvilket et stort indhold af flygtige stoffer er blevet afsat. 35