DK158898B - Anlaeg til fremstilling af cementklinker ud fra slamagtige raamaterialer ved en halvtoer proces - Google Patents

Description

DK 158898 B

i

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til fremstilling af cementklinker af den i hovedkravets indledning angivne art.

5 Ved fremstilling af Portland-cement er det kendt at anvende anlæg, der er indrettet til at forvarme råmaterialer, der tilføres anlægget i form af tørt pulver. Brændselsøkonomien og konstruktionsenkelheden ved sådanne anlæg er velkendt.

10

Endvidere kendes anlæg, både af den såkaldt lange type med indvendige tværliggende varmevekslere og en type med reduceret længde (ALC-eller Lepol-typer) med en bevægelig risteformet forvarmer, som tilføres pelleterede råma-15 terialer, der er fremstillet ved sammenblanding af en tør blanding af råmaterialerne med vand i specielle aggregater, de såkaldte granulatorer, (ovne med tilførsel af halvtørt pelleteret materiale).

20 Udstødsgasserne fra de tørt arbejdende ovne med forvarmere har et betydeligt enthalpiindhold, således at de med fordel kan benyttes til udtørring af råmaterialerne. Anlæggene med roterovne, der tilføres halvtørt pelleteret materiale har imidlertid den fordel frem for tidligere 25 anvendte anlæg, at de kan arbejde med en højere udnyttelsesgrad, idet de arbejder med en mindre diskontinuerligt forløbende proces.

De ovenfor nævnte fremgangsmåder til brænding, både ved 30 den tørre og ved den halvtørre metode, kan ikke benyttes med tilfredsstillende økonomisk resultat, når den naturligt forekommende fugtighed i råmaterialerne kræver anvendelse af den såkaldte våd-proces (formaling og homogenisering), hvor der foretages brænding af en vandholdig 35 slam af den formalede blanding af råmaterialerne indeholdende fra 28 % til 45 % vand, som kræver et varmeforbrug fra 1250 til 1600 cal. pr. kg fremstillede klin-

DK 158898 B

2 ker. Et stort antal anlæg, som arbejder ud fra det ovenfor omtalte vådmetodeprincip, har således et stort brændstofforbrug, og det ville derfor være fordelagtigt at ombygge sådanne anlæg, således at deres funktion kan blive 5 økonomisk acceptabel.

En fremgangsmåde, hvorved vandholdigt slam af råmateriale (med et vandindhold på 28 % til 45 % som ved vådprocessen) indledes i udstødsgasstrømmen i en roterovn for at 10 opnå en hurtig omdannelse til et tørpulver, som derefter forvarmes i suspension og brændes i en roterovn, er forbundet med praktiske vanskeligheder, der hidtil har hindret kommerciel udnyttelse.

15 Der er endvidere kendt anlæg, hvor der foretages en filtrering af materialerne under anvendelse af f.eks. filterpresser. Fra DK patentskrift nr. 17.519 er det kendt at afvande det ad våd vej tilberedte råmateriale ad mekanisk vej, f.eks. ved presning eller centrifugering, 20 til en konsistens som en løst sammenhængende masse med et vandindhold på ca. 10-12 %, som indføres i ovnen. En tilsvarende fremgangsmåde er beskrevet i DE fremlæggelsesskrift nr. 1 274 487, ifølge hvilket der dog tilsættes et viskositetsforøgende stof, f.eks. olie, før afvandingen, 25 der f.eks. foregår i filterpresser. Ifølge DE fremlæggelsesskrift nr. 1 295 458 kan der også tilsættes filterstøv fra cementovnens afgangsgas til denne slam. Disse anlæg kræver imidlertid konstant overvågning og har endvidere den ulempe, at deres arbejdsgang er diskontinuerlig, 30 således at der kræves yderligere behandling, opbevaring og udmåling af materialet, der kan have et vandindhold fra 18 % til 22 % inden dette føres ind i et efterfølgende system til behandling, tørring og brænding.

35 De sidstnævnte anlæg kan være af to typer: a) Anlæg med et tørreaggregat, der behandler det, evt. ad

DK 158898 B

3 mekanisk vej, f.eks. i en filterpresse, et vakuumfilter eller en centrifuge, delvis afvandede råmateriale ved anvendelse af varmen fra ovnens udstødsgasser og/eller varmen fra klinkerkøleren og/eller fra en anden varme-5 kilde, hvorved materialet omdannes til et tørt pulver, der derefter ledes til et brændingssystem, med suspensionsforvarmere. Et sådant system er beskrevet i GB patentskrift nr. 999,347.

10 b) Anlæg med et eller flere formningsaggregater, der omdanner det ved filtrering delvis afvandede materiale til pellets med en længde, der er få gange diameteren, der derefter sendes til en tragt, hvorfra materialet tilledes et tørre- og brændingssystem, der er udstyret med en 15 forvarmer med en bevægelig rist.

Begge løsninger har imidlertid den ulempe, at de har et kompliceret procesdiagram, således at ombygning af et eksisterende vådprocesanlæg kræver en radikal modifikation 20 af de eksisterende installationer (en afkortning af roterovnlængden, oprettelse af kraftige opbygninger til understøttelse af forvarmere eller af bevægelige forvarmere), hvorved ombygningen af sådanne anlæg i de fleste tilfælde bliver uøkonomisk.

25

Opfindelsen angår et anlæg, der fremviser en tilfredsstillende Økonomisk løsning på de ovenfor angivne problemer, og som specielt er velegnet til modifikation af eksisterende vådprocesroterovne til ovne, der arbejder med 30 et lavere brændstofforbrug.

Et sådant anlæg er af den i den indledende del af krav 1 angivne art, og anlægget er ejendommeligt ved det, der er angivet i den kendetegnende del af krav 1.

I anlægget ifølge opfindelsen bliver den vandholdige slam af råmaterialer, der er blevet formalet og homogeniseret 35 4

DK 158898 B

ifølge konventionel våd-teknik, hvor råmaterialet indeholder fra 28 % til 45 % vand, først behandlet, således at fugtighedsindholdet nedsættes til 18 % til 22 %. Denne delvise afvanding foregår ved centrifugering i kon-5 tinuerligt arbejdende maskiner, der udviser en større virkningsgrad end de ellers normalt i cementindustrien anvendte filterpresser.

Den herved fremstillede delvis afvandede materialepasta 10 føres direkte til en ekstruder, hvormed der fremstilles pellets med en længde, der svarer til disses diameter, hvorefter disse ledes til et andet aggregat. For at forhindre, at de friske overflader på disse pellets kommer i indbyrdes kontakt og derved får tendens til at blive 15 indbyrdes sammenklæbet, bliver disse pellets umiddelbart støvbehandlet og blandet med et pulverformet tørt materiale, der kan udgøres af en del af det støv, der tilbageholdes af det elektrostatiske filter i ovnsystemet.

20 Vandindholdet på 18 % til 22 % i materialet kan da gradvis reduceres til 9 % til 13 % ved fordampning, og de dannede pellets omdannes da til kugleformede pellets ved en mekanisk rulningsproces over en hurtigt bevægelig o-verflade.

25

Denne arbejdsgang, der kan karakteriseres som en pel-letering med fordampning, udføres kontinuerligt i et affugtningsaggregat af den ovenfor angivne art bestående af et cylindrisk roterende legeme, gennem hvilket varm 30 gas strømmer sammen med kuglerne. Denne varme gas, som har et passende enthalpiindhold i forhold til strømningsmængden og temperaturen, kommer fra klinkerkøleren. Gassen kan eventuelt suppleres med gas fra brændingsprocessen og/eller fra en anden varmekilde.

Transporten af varme og materialer i det roterende cylindriske legeme i fordampnings-pelleteringsaggregatet akti- 35 5

DK 158898 B

veres af indvendigt placerede varmevekslere, der kan påvirke materialerne uden stødvirkning og/eller diskontinuerlig påvirkning, således at der tilvejebringes en jævn fordeling af materialestrømmen gennem hele strøm-5 ningspassagetværsnittet fra gasserne.

Det materiale, der på denne måde er pelleteret ved ind-dampning, tilføres en lang roterovn af konventionel type, der langs en passende længde er udstyret med en indvendig 10 varmeveksler af den sædvanligt anvendte tværgående type, der kan påvirke kuglerne uden stød og/eller diskontinuerlig bevægelse, men som samtidig tillader en jævn fordeling af materialet gennem hele strømningspassagetværsnittet for gasserne.

15

Udelukkelsen af stød, pludselige glidninger af diskontinuerlig art samt frie eller omtrent frie fald af kuglerne under deres bevægelse i den indvendige del af varmeveksleren forhindrer og/eller reducerer ødelæggelsen af 20 disse og dermed dannelse af betydelige støvmængder, der ellers skal udtrækkes af ovnen ved hjæp af de gasser, der strømmer gennem denne.

Det materiale, som varmeveksleren er fremstillet af i den 25 nederste sektion i ovnen, og som får kontakt med de varmeste gasser, skal være varmemodstandsdygtigt og således være i stand til at modstå temperaturer op til 1050 °C til 1100 °Co 30 I ovnens varmeveksler sker der en endelig tørring af de faste materialer, en forvarmning og en delvis carbonat-dissociation.

I det følgende beskrives opfindelsen nærmere under hen-35 visning til tegningen, der viser et anlæg ifølge opfindelsen.

6

DK 158898 B

Den vandholdige slam, der indeholder fra 28 % til 45 % vand, føres ind i en vandret centrifugalseparator 1, hvorved vandindholdet i slammet nedsættes til 18 % til 22 %, og derefter føres slammen direkte til en kontinuerligt 5 arbejdende ekstruder 2, der udformer pellets med en længde, der omtrent svarer til diameteren. Disse pellets bringes derpå i kontakt med et tørt pulverformet materiale, der udtages fra en del af den støvmasse, der tilbageholdes i et elektrostatisk filter 4, udmåles ved 10 hjælp af et aggregat 3 og tilledes den indvendige del af fordampningspelleteringsaggregatets cylinder 5.

Til dette aggregat tilledes ved hjælp af en blæser 8 varm luft fra en klinkerkøler 6 (sammen med støv fra et cen-15 trifugalfilter 7) samt eventuelt varm gas, der er frem stillet i et kammer 9 ved forbrænding af brændstof sammen med en fraktion af den nævnte varme luft. Pellets passerer fra aggregatet 5 gennem et leveringsaggregat 10 og ind i en roterovn 11, der er udstyret med indvendigt 20 anbragte tværliggende varmevekslere 12.

De således fremstillede klinker bliver derefter afkølet i klinkerkøleren.

25 Hovedfordelene ved anlægget ifølge opfindelsen til fortykkelse af slammen, pelleteringen ved inddampning og brænding af de således oparbejdede råmaterialer, er følgende: 30 De kontinuerligt arbejdende centrifugalseparatorer 1, er kombineret som en enhed med ekstruderingsmaskinen og fordampningspelleteringsaggregatets cylinder, hvorved der opnås en tredobbelt funktion som pastaleveringsaggregat, luftsluse og slamfortykkelsesaggregat for slam med et 35 begyndelses-vandindhold på 28 % til 45 %.

Ved anvendelsen af tidligere kendte fremgangsmåder under

DK 158898B

7 udnyttelse af slamfortykkelsesaggregater, filterpresser og andre diskontinuerligt arbejdende aggregater fremstilles kager af råmaterialet, hvis størrelse skal reduceres og vægt udmåles, inden det tilledes tørresystemet gennem 5 luftsluser. Arbejdsgangen ved disse luftsluser er altid forbundet med problemer i forbindelse med et klæbrigt materiale som den fortykkede slam, og disse slusers utilfredsstillende funktion betyder uvægerligt en belastning af den termiske virkningsgrad i tørreprocessen på grund 10 af uundgåelig indstrømning af falsk luft.

Ved anlægget ifølge opfindelsen er det også muligt at udnytte en del af den udviklede varme i ovnens udstødningsgasser.

15

Det er således meget enkelt og økonomisk fordelagtigt at modificere eksisterende våd-procesanlæg med stort varmeforbrug til anlæg, der arbejder ved en halvtør proces, ved installering af centrifugalseparator, ekstrudere og 20 fordampningspelleteringsaggregater ved ovnens materialetilførselsende samt ombygning af de indvendigt i ovnen placerede varmevekslere. Ved sådanne modifikationer reduceres brændstofforbruget i roterovnen fra de sædvanligt krævede 1250—1600 kcal. pr. kg fremtillede klinker til 25 ikke mere end 920 kcal. pr. kg fremstillede klinker.

30 35

Claims (5)

1. Anlæg til fremstilling af cementklinker ud fra slam-5 agtige råmaterialer ved en halvtør proces, hvilket anlæg omfatter et aggregat til delvis affugtning af vandholdigt slam med et vandindhold på 28 % til 45 %, i det mindste ét aggregat til frembringelse af pellets af det delvis affugtede slammateriale samt et tørre- og brændesystem, 10 der er udstyret med en forvarmer, kendetegnet ved, at affugtningsaggregatet omfatter i det mindste én vandret centrifugalseparator (1), der direkte er forbundet med en ekstruder (2), at der direkte til udløbet af denne er sluttet et fordampnings-pelleteringsaggregat 15 (5), der foruden de i ekstruderen (2) dannede pellets modtager et tørt pulverformet materiale via et udmålingsaggregat (3), og at udløbet af fordampnings-pelleterings-aggregatet (5) er tilsluttet en roterovn (11) med indre varmevekslere (12). 20

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fordampnings-pelleteringsaggregatet omfatter en roterende cylinder (5), gennem hvilken der i medstrøm med pellets og det pulverformede materiale strømmer varme gasser, der 25 kommer fra en til roterovnens (11) materialeudløb sluttet klinkerkøler (6) og/eller fra en anden varmekilde (9).

3. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den roterende cylinder (5) er udstyret med indre varme- 30 vekslere.

4. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det tørre pulverformede materiale, der tilledes ved hjælp af udmålingsaggregatet (3), i det mindste delvis udgøres af 35 den støvmasse, der er indeholdt i udstødsgasserne fra roterovnen (11), og som opsamles i et elektrostatisk filter (4). DK 158898 B

5. Anlæg ifølge krav 1 og 3, kendetegnet ved, at varmevekslerne, der er placeret indvendigt i fordamp-nings-pelleteringsaggregatet (5) og i roterovnen (11), er 5 konstrueret til at behandle materialet uden stød og/eller diskontinuerlige bevægelser og til at fordele materialet jævnt over hele strømningspassagetværsnittet for gasserne. 10 15 20 25 30 35