DK158965B - Apparat til kalcinering af pulverformige produkter - Google Patents

Description

i

DK 158965 B

Opfindelsen angår et apparat til kalcinering af pulver-formigt materiale af den i kravenes indledning angivne art.

5 Det generelle princip med at lede pulverformigt materiale i serie gennem to kalcinatorer og mindst én forvarmer er kendt fra FR-A 2 337 698 og FR-A 2 250 423.

Som eksempler på pulverformige materialer, der kan kalci-10 neres i kalcineringsapparaturet ifølge opfindelsen, kan nævnes cementmaterialer, kalksten, dolomit, magnesit og magnesiumhydroxid, idet cementmaterialerne er de mest almindelige.

15 En almindelig kendt flertrinssuspensions-forvarmer består sædvanligvis af en stabel af flere kombinationer, der hver omfatter en faststof-gas-separator og et stigrør, og en kalcineringsovn består almindeligvis af en anordning til brændstoftilførsel og et fluidiseret leje.

20

Med hensyn til kalcineringsapparater bestående af en kombination af en suspensions-forvarmer i flere trin og en kalcineringsovn kender man et sammensat system af kalcineringsovne, et separat gaskombinerende ovnsystem og 25 et separat kalcineringsovn-system med gasser i parallel strømning.

Et kalcineringsapparatur ifølge det sammensatte system består af en kalcineringsovn forsynet med en brænd-30 stoftilførsel, som er anbragt i serieforbindelse imellem en roterovn og en flertrinssuspensions-forvarmer, hvorved en udgangsgas fra roterovnen bringes til at passere igennem kalcineringsovnen. Den luft, som er nødvendig til forbrænding i kalcineringsovnen, indføres almindeligvis 35 direkte i kalcineringsovnen igennem en kanal uden at komme i kontakt med roterovnen og denne luft blandes med udgangsgassen fra roterovnen i kalcineringsovnen.

DK 158965 B

2

Det såkaldte gaskombineringssystem med separat kalci-neringsovn består af en kalcineringsovne forsynet med en brændstoftilførsel, som er anbragt i parallelforbindelse med og adskilt fra en roterovn, hvorved udgangsgas fra 5 kalcineringsovnen og udgangsgas fra roterovnen kombineres, hvorefter den kombinerede gas føres til en fler-trinssuspensions-forvarmer. Det separate kalcineringsovn-system med gas i parallel strømning består af en kalcineringsovn og en roterovn, som er anbragt i ind-10 byrdes parallelforbindelse, og i dette system kombinerer man ikke udgangsgassen fra disse ovne.

Når der er tale om et kalcineringsapparatur af den sammensatte type, er driftsoperationen, i særdeleshed 15 operationen i en ikke-stationær tilstand såsom opstart og standsning, fordelagtigt let og simpel, men brændstofforbruget er betragteligt højt. Med andre ord blander man i dette system udgangsgassen fra roterovnen med luft, hvilket indebærer, at partialtrykket af oxygen for for-20 brændingen er lavt, således at forbrændingen af brændstoffet ikke forløber glat. Eftersom udgangsgassen fra roterovnen, forbrændingsgassen fra kalcineringsovnen og en gas frembragt ved kalcineringen alle skal behandles, bliver det samlede gasvolumen for stort. For at 25 opnå en sådan opholdstid, at kalcineringen kan forløbe i tilstrækkelig udstærkning, må kalcineringsovnen derfor udformes i en temmelig stor størrelse. F.eks. er mængden af gas i det sammensatte kalcineringsovn-system ca. dobbelt så stor som mængden af gas, der skal behandles i 30 kalcineringsovnen ifølge det separate system, og som følge deraf kræver det førstnævnte system mindst en dobbelt så stor kalcineringsovn som det sidstnævnte system. Der optages således et stort rum imellem roterovnen og forvarmeren, og det kan ikke undgås, at 35 forvarmeren og den struktur, der bærer forvarmeren, derved skal konstrueres i betragtelig størrelse.

DK 158965 B

3 I det tilfælde, hvor man som brændstof for kalcinerings-ovnen anvender kul, hvis forbrændingshastighed er langsommere end forbrændingshastigheden af jordoliefrektioner, er det sammensatte kalcineringsovn-system yderligere 5 behæftet med en ulempe med hensyn til forbrændingen af brændstoffet. Med henblik på at overvinde denne ulempe er det nødvendigt at reducere kullets kornstørrelse betragteligt.

10 Ifølge det separate kalcineringsovn-system er partialtrykket af oxygen i forbrændingsatmosfæren i kalci-neringsovnen derimod højt, og brændstoffet bringes let til at forbrænde ved hjælp af den lille mængde luft, der forefindes på udgangssiden af kalcineringsovnen, hvorved 15 gastemperaturen stiger, således at temperaturforskellen imellem gassen og det pulverformige materiale bliver stor. Kalcineringen kan således acceleres betragteligt. Endvidere er det separate kalcineringsovn-system væsentligt bedre end det sammensatte kalcineringsovn-system, 20 idet det førstnævnte kan gøre brug af en lang opholdstid på grund af, at kalcineringsbehandlingen gennemføres i to trin, og den betydelige varme i udgangsgassen fra roterovnen kan anvendes effektivt ved kalcineringen af det pulverformige materiale.

25

Det ovennævnte separate kalcineringsovn-system til parallel gasstrømning omfatter to forskellige udførelsesformer for kanalerne for det pulverformige materiale. Ifølge en af de to udførelsesformer føres det pulverformige mate-30 riale, som opsamles af en anden faststofgas-separator fra bunden af en suspensions-forvarmer i flere trin, til en gaskanal anbragt imellem roterovnen og forvarmeren, og hvorefter materialet separeres ved hjælp af den underliggende faststof-gasseparator i den række, der ligger på 35 samme side som roterovnen. Materialet føres derefter til en separat kalcineringsovn, hvorefter det sluttelig føres til roterovnen via den underliggende faststof-gas- 4

DK 15896SB

separator i den række, der ligger på samme side på kalci-neringsovnen. Ifølge den anden af de to ovennævnte udførelsesformer føres det pulverformige materiale, som er opsamlet ved hjælp af en anden faststof-gas-separator 5 fra bunden af suspensions-forvarmeren i flere trin, til roterovnen på omvendt måde, via den separate kalci-neringsovn og et kalcineringsområde imellem roterovnen og forvarmeren. Med hensyn til forbrændingen af brændstoffet er der kun ringe forskel imellem de to udførelsesformer.

10

Blandt de ovennævnte konventionelle kalcineringsapparatu-rer, hvori en suspensions-forvarmer i flere trin er kombineret med en kalcineringsovn, er det separate kalcine-ringssystem det bedste system, hvad angår kalcinerings-15 funktionen.

Selv ikke det separate kalcineringssystem er imidlertid tilstrækkelig godt, hvad angår kalcineringsniveauet og den termiske effektivitet af det pulverformige materiale.

20 Når der f.eks. er tale om det ovenfor beskrevne system med gasser i parallel strømning, er der forskelle med hensyn til gasstrømningshastigheden og varmen imellem de parallelle gasstrømningsveje. Selv om man forsøger at indstille strømningshastigheden af det pulverformige 25 materiale, som passerer igennem gasstrømningskanalerne, er det desuden nødvendigt at foretage justeringer, således at den betragtelige varme, som bæres af udgangsgassen fra forvarmeren, kan gøres så lille som mulig.

30 Et andet forhold, som skal tages i betragtning udover varmevekslingen og kalcineringsfunktionen, er det problem, som er forbundet med recarbonatiseringen af det pulverformige materiale, som ikke separeres af den fast-stof-gas-separator, der er forbundet med kalcinerings-35 ovnen, og som føres tilbage til forvarmeren sammen med gassen. Jo højere kalcineringsgraden af det pulverformige materiale er, jo mindre bliver opsamlingseffektiviteten

DK 158965 B

5 for faststof-gas-separatoren, der er forbundet med kalci-neringsovnen, og desto højere bliver også partialtrykket af carbondioxid i gassen, jo længere denne recarbonati-sering foregår. Det skal endvidere bemærkes, at den 5 maximale recarbonatisering finder sted ved en temperatur på mellem 750 og 800 °C, Eftersom recarbonatiseringen er en exoterm reaktion, vil temperaturen af gassen på indgangssiden af forvarmeren blive forhøjet, og temperaturen af udgangsgassen vil derfor også blive forhøjet for at 10 nedbringe den termiske effektivitet. Derfor bør recar bonatiseringen begrænses så meget som mulig.

I det følgende beskrives nogle eksperimentelle fakta med hensyn til recarbonatiseringen af et kalcineret pulver-15 formigt kalkstensmateriale:

Det er blevet eksperimentelt bekræftet, at eksempelvis et hastighedsindeks (r) for recarbonatiseringen af et cementmateriale, som indeholder kalksten i en mængde på 20 omkring 80 %, kan angives ved formlen (I): 25 p

CO

u2 - 1 r = K -^2- (1) 30 b PC02 + d 35

DK 158965B

6 hvori r: hastighedsindeks (-) for recarbonatiseringen af cementmaterialet ; 5 K: konstant (=3,57); PC02: Partialtrykket af carbondioxid (atm); 10 * P co2: ligevægts partialtrykket (atm); b = 4,289 x 10"12 61450 15 exp 1,987 T; d = 5,757 x 10"9 39506 exp 1,785 T og 20 T: reaktionstemperatur (°K).

Fig. 7 viser, at jo højere partialtrykket Pqq2 for carbondioxid i hver gas, der skal bringes i kontakt med cementmaterialet, er, jo højere bliver recarbonatise-25 ringens hastighedsindeks r, og maximumværdierne stiger med stigende temperaturer som vist på fig. 7. I et temperaturområde på den højre side af hver kurve på fig.

7 er der endvidere en sammenhæng for r < 0, og det er derfor klart, at decarboxyleringsreaktionen finder sted i 30 et sådant temperaturområde.

I et kalcineringsapparatur med separate kalcineringsovne gælder, at et højere forbrændings-forbedrende forhold (forholdet imellem mængden af brændstof, der tilføres 35 kalcineringsovnen, sammenholdt med den mængde brændstof, der skal tilføres hele kalcineringsapparaturet) vil få kalcineringen af det pulverformige materiale til at

DK 158965B

7 forløbe mere glat i (Jet område, der udstrækker sig fra kalcineringsovnen til den underliggende faststof-gas-separator. Idet kalcineringen af det pulverformige materiale op til den underliggende faststof--gas-separator på 5 roterovnens side er lille, indeholder udgangsgassen fra kalcineringsovnen C02 dannet ud fra brændstoffet og tillige CC>2 separeret fra materialet, og koncentrationen af C02 i gassen er høj (omkring 40 %), men udgangsgassen for roterovnen indeholder fortrinsvis C02 fra brænd-10 stoffet, og denne koncentration er lav (omkring 20 %). På den anden side ligger temperaturen af den førstnævnte udgangsgas i nærheden af 900 °C, og temperaturen af den sidstnævnte gas er kun lidt over 800 °C, og dette indebærer, at den vanskelige recarbonatisering har 15 tendens til at optræde på kalcineringsovnens side.

Når der er tale om det kombinerede kalcineringsovn-system, ændres partialtrykket af carbondioxid ved udgangen af kalcineringsovnen ikke ved det forbrændings-20 forbedrende forhold, men sammenlignet med det separate kalcineringsovn-system er temperaturen af udgangsgassen højere af de ovennævnte årsager. Som en konsekvens heraf er recarbonatiseringen af det pulverformige materiale, som tilbageføres med gassen, større, og temperaturen i 25 forvarmeren forhøjes yderligere. Det er derfor klart, at det kombinerede kalcineringsovn-system er .ringe med hensyn til termisk effektivitet. Jo højere det ovennævnte forbrændings-forbedrende forhold er, jo større er forskellen i termisk effektivitet imellem de to systemer.

30 I det gaskombinerende system, som omfatter en separat kalcineringsovn, er mængden af gas i kalcineringsområdet imellem roterovnen og forvarmeren den samme som i det sammensatte kalcineringsovn-system. Derfor er det gas-35 kombinerende system ringere med hensyn til opholdstid sammenlignet med systemet med parallel gasstrømning, der omfatter en separat kalcineringsovn, og hvori udgangs-

DK 158965 B

8 gassen fra roterovnen blot passerer Igennem.

Når der er tale om systemet med separat kalcineringsovn og parallel gasstrømning, kan kalcinerings- og recarbona-5 tiserings-mekanismerne variere let, idet man ifølge en udførelsesform for dette system bringer det pulverformige materiale, som er udtaget fra den anden faststof-gasseparator, fra bunden af suspensions-forvarmeren med flere trin til først at passere igennem rækken på roter-10 ovnens side, mens man ifølge en anden udførelsesform bringer det ovennævnte materiale til først at passere igennem rækken på kalcineringsovnens side. I det tilfælde, hvor det pulverformige materiale først får lov at passere igennem rækken på roterovnens side, vil funk-15 tionen af denne række først og fremmest være at forvarme det pulverformige materiale, og kalcineringen er ringe.

Derfor ligger gastemperaturen og partialtrykket af carbondioxid-gassen begge på lave niveauer, og som et resultat heraf vil der kun i ringe grad finde en 20 recarbonatisering sted i forvarmeren. På den anden side er funktionen af rækken på kalcineringsovnens side først og fremmest at udføre kalcineringen. Som et resultat heraf dannes der en stor mængde carbondioxidgas, og dennes partialtryk vil således blive højere. Temperaturen 25 i rækken bliver tilsvarende højere. Det betyder, at der i forvarmeren vil optræde uheldige virkninger, såsom en acceleration af recarbonatiseringen og en temperaturstigning i forvarmeren.

30 Omvendt gælder det, at når det pulverformige materiale først får lov at passere igennem kalcineringsrækken, er denne rækkes funktion først og fremmest at kalcinere det pulverformige materiale, om end der også foregår en vis forvarmning, og partialtrykket og carbondioxid i udgangs-35 gassen fra kalcineringsovnen vil blive højere. Da afslutningen af kalcineringen gennemføres med udgangsgassen fra roterovnen, bliver kalcineringen af det pulverformige

DK 158965 B

9 materiale i rækken på kalcineringsovnens side imidlertid noget formindsket. Derfor er kalcineringsbetingelserne moderate, og udgangsgassens temperatur falder, således at kalcineringen af det tilbageførte pulverformige materiale 5 er ringe, og recarbonatiseringen af materialet i forvarmeren inhiberes i nogen gradss På den anden side er funktionen af udgangsgassen fra roterovnen fortrinsvis at kalcinere det pulverformige materiale, men niveauet af denne kalcinering er lavt, partialtrykket af carbon-10 dioxid-gassen stiger ikke, og gastemperaturen er relativt lav. Derfor er den recarbonatisexing, som finder sted, yderst begrænset.

Når det gaskombinerende system sammenlignes systematisk 15 med systemet med parallel gasstrømning, er det tydeligt at det sidstnævnte system er noget bedre med hensyn til termisk effektivitet end det førstnævnte system.

Når kalcineringsapparaturer, som består af en kombination 20 af en konventionel suspensionsforvarmer i flere trin og en kalcineringsovn, betragtes med héAsyn til varmeudvekslingsfunktion, kalcineringsfunktion og recarbonati-serings-reaktion, kan det således konkluderes, at systemet med separate kalcineringsovne og parallel gasstrøm-25 ning er det bedste system.

Dette system er imidlertid som nævnt ovenfor behæftet med et problem bestående i en manglende balance imellem de parallelle gasstrømningsveje. Det vil sige, at udgangs-30 gassen fra kalcineringsovnen medfører en større varmemængde end udgangsgassen fra roterovnen og det er vanskeligt at begrænse varmemængden fra udgangsgassen over hele apparaturer til et minimalt niveau, selvom man justerer strømningshastigheden af det pulverformige materiale i 35 hver række. Som følge heraf er det klart, at systemet på trods af sine fordele har en ringe termisk effektivitet.

Når man endvidere har til hensigt at forøge kalcine-

DK 158965B

10 ringsgraden af det pulverformige materiale, vil denne manglende balance blive mere tydelig. 1 systemet med separate kalcineringsovne og parallel gasstrømning har de manglende balancer med hensyn til gastemperatur og 5 carbondioxid-koncentration endvidere tendens til at fremkalde en recarbonatiseringsreaktion i det pulverformige materiale, og i dette system tager man ikke noget skridt til at modvirke denne recarbonatisering. Når desuden det forbrændings-forbedrende forhold forøges, eller, når der 10 i kalcineringsovnen anvendes kul med langsom forbræn dingshastighed, bliver den varmemængde, som bæres af udgangsgassen fra kalcineringsovnen, større, hvilket vil føre til dårlige resultater med hensyn til termisk effektivitet, kalcineringsgrad og recarbonatisering.

15

Det er et formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe et epokegørende forbedret apparat til kal-cinering af pulverformige produkter, hvilket apparat består af en kombination af en suspensions-forvarmer i 20 flere trin og en kalcineringsovn, og hvori kalcine- ringsgraden af det pulverformige materiale kan forhøjes med op til næsten 100 %, recarbonatisering af det pulverformige materiale, som føres tilbage med gassen, kan undgås, og brændstofbesparelser kan forventes, idet man 25 kan anvende findelt kul som brændstof, idet det omhandlede apparat endvidere er fremragende med hensyn til ydeevne, simpelt og billigt. Disse formål opnås ved apparater af den indledningsvis angivne art, som ifølge opfindelsen er ejendommelige ved det, der er angivet i den 30 kendetegnende del i krav 1-4.

I overensstemmelse med opfindelsen er kalcineringsovnen adskilt fra roterovnen, og der anvendes to forvarmer-rækker I og II med et gasforbindelsesrør som er anbragt 35 imellem rækkerne I og II til udligning af gasmængden. Desuden opnås en forbedret balance mellem varmemængde og mængden af pulverformigt materiale i de to rækker.

DK 158965 B

11

Opholdstiden for det pulverformige materiale kan forøges i kalcineringssektioner med to trin, og en del af det pulverformige materiale kan bringes til at recirkulere igennem kalcineringssektionerne, således at kalcinerings-5 graden af det pulverformige materiale kan hæves op til næsten 100 %, Den termiske effektivitet kan forøges, og de optimale betingelser kan kontrolleres på bekvem måde. Desuden kan man ifølge opfindelsen tilslutte en strøm-ningskalcinerende anordning til brænding af findelt kul 10 som brændsel med god termisk effektivitet, hvorved man kan opnå en effektiv drift ved anvendelse af findelt kul, der har en lav forbrændingshastighed. Driften af anlægget er let og økonomisk.

15 Ifølge opfindelsen består kalcineringsapparatet af en kombination af en flertrinssuspensions-forvarmer og en kalcineringsovn, idet den sidstnævnte består af en fra roterovnen adskilt hovedkalcineringsovn og en sub-kalci-neringsovn forbundet til det udgangsgasrør, der udgår fra 20 roterovnen. Det samlede pulverformige materiale bringes til at passere igennem hovedkalcineringsovnen og sub-kalcineringsovnen, hvorved varmevekslingseffektiviteten imellem det faste stof og gassen i kalcineringssektionerne forøges. Mængderne af brændstof i de tre ovne, dvs.

25 roterovnen, hovedkalcineringsovnen og sub-kalcinerings- ovnen, kan indstilles til optimale betingelser, kalci-neringsgraden af det pulverformige materiale kan forøges op til omkring 100 %, og brændselsforbruget kan nedbringes. Når der endvidere indgår en strømnings-30 kalcinerende anordning til kalcinering af findelt kul med god termisk effektivitet, kan også findelt kul på effektiv måde anvendes som brændsel.

I overensstemmelse med opfindelsen kan sub-kalcinerings-35 ovnen eller kalcineringskammeret være anbragt på det udgangsrør, der udgår fra roterovnen, hvorved indholdet af NO i udgangsgassen fra roterovnen kan reduceres, sam-

DK 158965B

12 tidigt med at man opnår de ovennævnte virkninger. Det tryktab, som fremkaldes af en dannet belægning, kan begrænses væsentligt mere, end det er tilfældet med konventionelle kalcineringsapparater, og fjernelsen af 5 belægningen kan gennemføres uden vanskeligheder.

Ifølge opfindelsen tvinger man det pulverformige materiale, som ledes tilbage til forvarmeren sammen med gassen, til at gå ind i en sektion med lav temperatur på 10 kalcineringsovnens side. Selv om der er et højt partialtryk af CO2 i forvarmeren, dvs. en betingelse, som bevirker en omgående recarbonatisering, opnås herved en formindsket recarbonatiseringshastighed.

15 Nar der med andre ord er tale om en konventionel proces', blandes udgangsgasserne fra de respektive faststof-gas-separatorer på kalcineringsovnens side og på roterovnens side med de materialer, der udgår fra faststof-gasseparatorerne, der befinder sig på de øverste trin til 20 gennemførelse af varmeveksling, således at gassernes temperaturer i de respektive separatorer bliver henholdsvis omkring 800 °C og lidt under 700 °C. Mellem to umiddelbart over hinanden anbragte faststof-gas-separatorer vil hastigheden af recarbonatiseringen af det pulver-25 formige materiale, som strømmer tilbage sammen med gassen, blive temmelig høj på kalcineringsovnens side, medens den vil være lav på roterovnens side. I særdeleshed vil den exoterme varme, som er et resultat af den voldsomme recarbonatisering på kalcineringsovnens side, 30 yderligere forhøje temperaturen af udgangsgassen i den næstnederste faststof-gas-separator i rækken på den ovennvænte side, og til sidst vil temperaturen af udgangsgassen i den øverste faststof-gas-separator stige, hvilket vil gøre varmeudnyttelsen lav.

Ifølge opfindelsen føres de materialer, som opsamles af den tredienederste faststof-gas-separator i række, til en 35

DK 158965 B

13 udgangskanal, der udtrækker fra en faststof-gas-separator på kalcineringskanalens side, og det resulterende kombinerede materiale blandes yderligere med omkring dobbelt så meget materiale, mens gassen blandes med omtrent lige 5 så meget materiale, hvorved temperaturen af gassen i den næstnederste faststof-gas-separator i forvarmeren på kalcineringskanalens side kan sænkes til omkring 700 °C, selvom partialtrykket af CC>2 forbliver højt. Som et resultat heraf vil recarbonatiseringshastigheden blive 10 reduceret, og den temperaturstigning, som fremkaldes af den exoterme varme, vil derved blive inhiberet til nedbringelse af temperaturen af udgangsgassen i den øverste faststof-gas-separator. På roterovnens side vil temperaturen af udgangsgassen fra den næstnederste faststof-gas-15 separator omvendt stige omkring 750 °C, men partial trykket af CO2 er lavt, og maximalområdet for recarbona-tiseringshastigheden ligger i nærheden af denne temperatur. Derfor vil recarbonatiseringshastigheden og den temperaturstigning, som skyldes den exoterme varme, blot 20 blive forøget i minimal grad, således at temperaturen af udgangsgassen fra den øverste faststof-gas-separator på den samme side næsten ikke vil stige.

De ovennævnte formål og andre formål, kendetegn og for-25 dele ved den foreliggende opfindelse vil fremgå mere tydeligt af den efterfølgende beskrivelse, i hvilken der henvises til tegningen, hvor: fig. 1 og 2 er strømskemaer, som viser en første udførel-30 sesform for opfindelsen; fig. 3 og 4 er strømskemaer, som viser en anden udførelsesform for opfindelsen; 35 fig. 5 og 6 er strømskemaer, som viser en tredie udførelsesform for opfindelsen;

DK 158965 B

14 fig. 7 er et diagram, der viser sammenhængen imellem recarbonatiseringens hastighedsindeks og temperaturen for hver gas med et bestemt partialtryk, og 5 fig. 8 og 9 er strømskemaer, som viser en fjerde udførelsesform for opfindelsen.

På fig. 1, som er et strømskema for en første udførelsesform for opfindelsen, ses en roterovn 1, et udgangsgasrør 10 2, som udgår fra roterovnen, en afkølingsanordning 3 til afkøling af et kalcineret materiale, et gasudtag 4, der udgår fra afkølingsanordningen, en kalcineringsovn 5 og et udgangsgasrør 6, der udgår fra kalcineringsovnen. På tegningen visør de fuldt optrukne linier og de stiplede 15 linier henholdsvis passager for luft og gasser og strømningsveje for et pulverformigt materiale.

Denne udførelsesform omfatter forvarmningssystemer opdelt i række I og række IX samt et gasoverføringsrør, der for-20 binder disse rækker.

Række I består af kalcineringsovnen 5 forsynet med en brændstoftilførselsanordning 5a og en suspensions-forvarmer i flere trin>, hvori faststof-gas-separatorerne 11, 25 12, 13, 14 og 15, som er forbundet med fra kalcine ringsovnen 5 udgående udgangsgasrør 6, som derfor også omtales som et gastilførselsrør, og stigrørene 11a, 12a, 13a, 14a og 15a er kombineret og stablet i form af flere trin.

30 Række II består af en suspensions-forvarmer i flere trin, hvori faststof-gas-separatorerne 21, 22, 23, 24 og 25, som er forbundet med det fra roterovnen udgående udgangsrør 2, som derfor også omtales som et gastil-35 førselsrør, og stigrørene 21a, 22a, 23a, 24a og 25a er kombineret og stablet i form af flere trin.

DK 158965 B

15

Imellem gaspassagerne hørende til række I og række II er anbragt et gasoverføringsrør 41, som forbinder toppen af kalcineringsovnen 5 eller udgangsgasrøret 6 med udgangsgasrøret 2. I tilslutning til, eller i stedet for, gas-5 overføringsrøret 41 kan der være anbragt et andet gasoverføringsrør, som kan være indskudt imellem stigrørene 11a og 21a udgående fra de underste faststof-gas-separatorer hørende til række I og række II til at forbinde disse rækker indbyrdes.

10 Rør 16 og 26 til indføring af pulverformigt materiale er fastgjort på gastilledningsrørene 14a og 24a hørende til de øverste faststof-gas-separatorer 15 og 25 i henholdsvis række I og række II. Passagerne for det pulverformige 15 materiale strækker sig nedefter fra separatorerne 15, 14, 13 og 12 i række I og fra separatorerne 25, 24, 23 og 22 i række II og fører til de næstnederste faststof-gas-separatorer 12 og 22 hørende til række I og række II. Udledningspassager 12b og 22b for det pulverformige 20 materiale, udgår fra de næstnederste faststof-gas-separatorer 12 og 22 fra bunden af række I og II, løber ind i en kombinerende kanal 12c, som er forbundet med udgangs-røret 2 udgående fra roterovnen. En udledningspassage 21b for det pulverformige materiale udgår fra den nederste 25 faststof-gas-separator i række II, og den er forbundet med kalcineringsovnen 5. En udgangspassage 11b for det pulverformige materiale udgår fra den underste faststof-gas-separator i række II, og den er forbundet med roterovnen 1.

30

Kalcineringsovnen 5 på den side, der hører til række I, er forsynet med en brændstoftilførsel 5a, og den tjener til at brænde brændstoffet med luften i den fra afkølingsanordningen 3 udtagne gas. Kalcineringsovnen 5 er 35 adskilt fra roterovnen 1. I dette tilfælde kan man som kalcineringsovn anvende en strømningskalcineringsovn, hvori man som brændstof kan anvende findelt kul, og selv

DK 158965 B

16 under sådanne betingelser kan man opnå en effektiv kalci-nering.

I det følgende betragtes de strømninger af gas og pulver-5 formige materialer, som finder sted i apparatet ifølge opfindelsen:

Luft blæses ind i afkølingsanordningen 3 ved hjælp af en trykblæser 31, som er forbundet med anordningen 3, og 10 denne luft føres ind i roterovnen 1 og kalcineringsovnen 5 til brug ved forbrændingen, idet en del af luften udledes til atmosfæren ved hjælp af en blæser 32.

Den gas, som dannes ved forbrændingen i kalcineringsovnen 15 5, kalcinerer det pulverformige materiale, og denne gas føres, sammen med en gas, der opstår ved kalcineringen af det pulverformige materiale, ind i faststof-gas-separato-ren 11 og separat ind i række II igennem udgangsgasrøret 6 og gasledningsrøret 41.

20

Den gas, som udtages fra fast s tof-gas-separatoren 11, passerer langs med række I via stigrørene og faststofgas- separatorerne i rækkefølgen 11a, 12, 12a, 13, 13a, 14, 14a, 15 og 15a og føres til et andet system via en 25 kanal 33 og en elektrisk sugepumpe 34.

Den gas, som dannes ved forbrænding af brændstoffet i roterovnen 1, kombineres i udgangsgasrøret 2 med den udgangsgas, der føres frem igennem gasoverføringsrøret 41 30 fra kalcineringsovnen i række I. Derefter føres gassen til faststof-gas-separatoren 21, passerer langs med række II via stigrørene 21a, 22a, 23a, 24a og 25a og faststofgas -separatorerne 22, 23, 24 og 25, kombineres i kanalen 33 med den gas, som stiger opefter langs rækken I, og 35 udtages fra systemet med den elektriske sugepumpe 34.

DK 158965 B

17

Det pulverformige materiale føres separat til toppen af række I og række II igennem rørene 16 og 26, og de adskilte materialer nedstiger parallelt langs de to forvarmerrækker, mens de undergår varmeveksling med 5 gasserne. Derefter udtages materialerne fra de andre faststof-gas-separatorer 12 og 22 i bunden af rækkerne, hvorpå de kombineres, og det kombinerede materiale føres derefter til udgangsgasrøret 2. En del af det pulverformige materiale kalcineres og føres ind i kalcine-10 ringsovnen 5 igennem faststof-gas-separatoren 21. Hvad angår det pulverformige materiale, som udstødes sammen med gassen fra kalcineringsovnen 5, recirkuleres denne del til udgangsrøret 2 igenrfem gasoverføringsrøret 41, og resten separeres fra gassen i faststof-gas-separatoren 11 15 og føres ind i roterovnen 1 igennem passagen 11b.

O

Det pulverformige materiale, som føres ind i roterovnen, kalcinenres ved hjælp af en tilknyttet forbrændingsanordning la, afkøles i afkølingsanordningen 3 og udtages 20 derefter fra rækken.

Når man i denne udførelsesform anvender cement som pulverformigt materiale, er tempera&iren af de materialer, der udtages fra faststof-gas-separatorerne 12 og 22, 25 omkring 750 °C, omend temperaturen afhænger af de anvendte driftsbetingelser. Udgangsgassen fra roterovnen har en temperatur på mellem 900 og 1200 °C, temperaturen af atmosfæren i kalcineringsovnen 5 er maximalt omkring 830 °C, og temperaturen af udgangsgassen fra kalcine-30 ringsovnen er 870 °C eller derunder. Under disse betin gelser kan cementmaterialet kalcineres op til praktisk talt 100 %.

Gasoverføringsrøret 41 gør det muligt at kombinere en del 35 af udgangsgassen fra kalcineringsovnen 5 med udgangs gassen fra roterovnen for at forsyne rækken II med supplerende varme, hvorved faststof-gas-varmevekslingen

DK 158965 B

18 af det pulverformige materiale, som opnås ved at kombinere de pulverformige materialer, der udtages fra faststof-gas-separatorerne 12 og 22, acceleres i det sidste trin i rækken II til forbedring af den termiske 5 effektivitet og dermed til forøgelse af effektiviteten af varmevekslingen over den samlede række II. Endvidere gør gasoverføringsrøret det muligt at recirkulere det pulverformige materiale samme med gassen igennem kanalerne 41, 2, 21, 21b og 5, hvorved opholdstiden for det pulver-10 formige materiale i kalcineringssektionen forlænges med henblik på at opnå en tilstrækkelig varmeveksling og kalcinering. Den mængde af gassen som passerer igennem gasoverføringsrøret 41, kan justeres ved at fastsætte et forbrændings-forbedrende forhold til optimale betingelser 15 for at maximere den termiske effektivitet over det samlede system, idet man tager det pulverformige materiales kalcineringsgrad i betragtning. Eventuelt kan man anbringe en justeringsanordning til justering af den passerende gasmængde på gasoverføringsrøret 41.

20

Massen af det pulverformige materiale, der skal recirkuleres, er i det væsentlige proportional med strømningskapaciteten af gasoverføringsrøret 41 og kan, om ønsket, justeres. Udgangsgassen fra kalcineringsovnen, 25 som ledsages af det pulverformige materiale, der skal recirkuleres, og som har et højt partialtryk af gasformigt carbondioxid, fortyndes med udgangsgassen fra roterovnen, som har en høj temperatur og et lavt partialtryk af gasformigt carbondioxid. Derfor kan kalcineringen af 30 det pulverformige materiale afsluttes effektivt.

Eftersom kalcineringsapparatet ifølge opfindelsen kan forhøje kalcineringsgraden af det pulverformige materiale op til omkring 100 % ved forøgelse af det forbrændings-35 forbedrende forhold, er det muligt at begrænse størrelsen af roterovnen 1 væsentligt og at reducere varme-belastningen. Konventionelt vil varmemængden af udgangs-

DK 158965 B

19 gassen fra kalcineringsovnen blive forøget, hvorved den manglende balance imellem rækkerne I og II vil blive større, men i den beskrevne udførelsesform kan manglen på balance fuldstændigt elimineres som følge af funktionen 5 af gasoverføringsrøret 41,

Gasoverføringsrøret tjener også til at gøre gasstrømningshastighederne imellem rækkerne I og II ensartede i den position, hvor gasoverføringsrøret er anbragt, hvor-10 ved også varmevekslingen bliver ensartet. Derfor kan rækkerne I og II bygges i samme form og udskiftes med hinanden, og udformningen, fremstillingen og samlingen af disse rækker er let, hvilket fører til en begrænsning af omkostningerne til opførelse af vedligeholdelse af anlæg-15 get. Den elektriske sugepumpe 34 kan anvendes samtidig til begge rækker, og af denne grund kan gasstrømningshastigheden let kontrolleres, hvorved man kan spare udgifter til udstyr og kraft. Ved at gøre strømningshastigheden af det pulverformige materiale imellem række 20 I og række II ensartet som beskrevet ovenfor bliver det muligt at undgå at justere strømningshastigheden af materialet, hvorved der let kan etableres en fordelagtig operationskontrol.

25 Installationen af gasoverføringsrøret gør det muligt at betjene hver række for sig, hvorved man ved lokale forstyrrelser kan undgå at adskille hele apparaturet, og ved opstart af apparaturet kan opvarmningen af det samlede system foretages ved hjælp af den eneste forbrændings-30 anordning, nemlig roterovnen 1.

Selv i det tilfælde, hvor der anvendes et pulverformigt materiale med tendens til at danne belægninger hidrørende fra baser, svovl, chlor og lignende, og/eller selv i det 35 tilfælde, hvor man på grund af anvendelsen af brændstof må udlede en del af gassen fra roterovnen igennem en passage 51, er det muligt at afbalancere gasmængden og

DK 158965 B

20 varmeudvekslingshastigheden imellem rækkerne I og II.

På fig. 2, som viser en anden udførelsesform for opfindelsen, ses en kombinerende kanal 12c til samling og 5 transport af det pulverformige materiale, der udtages fra faststof-gas-separatorerne 12 og 22 fra bunden i række I og II, og denne kanal er ført ind i kalcineringsovnen. En transportpassage 11b for det pulverformige materiale udstrækker sig fra den nederste faststof-gas-separator i 10 rækken I og er forbundet til udgangsgasrøret 2, der udgår fra roterovnen. En transportpassage 21b for det pulver-formige materiale udgår fra den underste faststof-gasseparator i rækken 2 og er forbundet med roterovnen. Med undtagelse $f de ovennævnte arrangementer, er alle de på 15 fig. 1 viste komponenter de samme som vist på fig. 1.

Ifølge udførelsesformen vist på fig. 2 kan kalcineringen af det pulverformige materiale i det væsentlige afsluttes ved en endelig kalcinering af det pulverformige mate-20 riale, hvis kalcinering allerede er næsten afsluttet i kalcineringsovnen 5, ved hjælp af udgangsgassen fra roterovnen, som har en høj temperatur og et lavt partialtryk af gasformigt carbondioxid. Gasoverføringsrøret 41 tillader gennemstrømning af udgangsgassen fra kalcine-25 ringsovnen, hvorved varmen fra udgangsgassen fra roterovnen kan suppleres. Det rum, hvori det faste stof og gassen udsættes for en varmevekslingsbehandling, kan udvides, og en gasstrøm og en tilbageholdt varmemængde afbalanceres imellem rækkerne I og II. Bortset fra at en 30 del af det pulverformige materiale recirkuleres, har udførelsesformen vist på fig. 2 de samme funktionelle virkninger som udførelsesformen vist på fig. 1.

Fig. 3 viser en anden udførelsesform for den foreliggende 35 opfindelse, som er den samme som den første udførelsesform vist på fig. 1, bortset fra at en sub-kalcine-ringsovn 7 forsynet med en fødeanordning 7a til brænd-

DK 158965B

21 stoftilførsel er indskudt imellem roterovnen 1 og faststof -gas-separatoren 21. Gasoverføringsrøret 41, et gasudtag 4a udgående fra afkølingsanordningen og et kombinerende rør 12c til samling af de pulverformige materialer 5 er forbundet til sub-kalcineringsovnen 7, som yderligere er forbundet med faststof-gas-separatoren 21 via et udgangsgasrør 8. De øvrige bestanddele og referencetal er de samme som i udførelsesformen vist på fig. 1 og vil derfor ikke blive omtalt nærmere.

10

Den gas, der dannes ved forbrænding i hovedkalcinerings-ovnen 5, kalcinerer det pulverformige materiale, og den føres sammen med den gas, der opstår ved kalcineringen, og det pulverformige materiale ind i faststof-gas-15 separatoren 11 og sub-kalcineringsovnen 7 eller udgangsgasrøret 8, der udgår fra sub-kalcineringsovnen, igennem udgangsgasrøret 6 og gasledningsrøret 41.

Den gas, som udtages fra faststof-gas-separatoren 11, 20 stiger op langs rækken I via stigrørene og faststof-gas-separatorerne 11a, 12, 12a, 13a, 14, 14a, 15 og 15a, hvorefter den føres videre til et andet system via en kanal 33 og en elektrisk sugepumpe 34.

25 Den gas, som dannes ved forbrænding af brændstoffet i roterovnen 1, føres ind i sub-kalcineringsovnen 7 og brænder det brændstof, som er tilført igennem en fødeanordning 7a ved hjælp af udgangsgassen fra afkølingsanordningen 3 til opvarmning og kalcinering af det 30 til sub-kalcineringsovnen førte pulverformige materiale.

Denne gas kombineres yderligere med den gas, som kommer fra hovedkalcineringsovnen 5 i rækken I gennem gasoverføringsrøret 41, og den kombinerede gas føres ind i faststof-gas-separatoren 21 via udgangsgasrøret 8 og 35 stiger op langs rækken II via stigrørene og faststof-gas-separatorerne 21a, 22, 22a, 23, 23a, 24, 24a, 25 og 25a.

Gassen kombineres yderligere med gassen fra rækken I i

DK 158965 B

22 kanalen 33 og udledes fra systemet via den elektriske sugepumpe 34.

Det pulverformige materiale føres til toppen af rækkerne 5 I og II igennem føderørene 16 og 26, idet tilførslen sker separat og i omkring lige store volumener. De separerede materialer bevæger sig derefter parallelt ned langs rækkerne, mens de udfører en varmeveksling med gasserne deri, og de udtages fra faststof-gas-separatorerne 12 og 10 22 i bunden af hver række og kombineres med hinanden, hvorefter det kombinerede materiale føres til sub-kalci-neringsovnen 7 for der at blive partielt kalcineret. Derefter kombineres det pulverformige materiale med det andet pulverformige materiale, som kommer sammen med 15 gassen fra hovedkalcineringsovnen i rækken I igennem gasoverføringsrøret 41, og føres ind i hovedkalcineringsovnen 5 i rækken I igennem faststof-gas-separatoren 21, mens kalcineringen skrider frem.

20 Fig. 4 viser endnu en udførelsesform, som er den samme som udførelsesformen vist på fig. 3, bortset fra at der anvendes en anden transportkanal til kalcinering af det pulverformige materiale, idet denne kanal svarer til udførelses formen vist på fig. 2. I udførelsesformen vist 25 på fig. 4 føres det pulverformige materiale ind i roterovnen 1 via en forbindelseskanal 12c anbragt foran de nederste faststof-gas-separatorer i rækkerne I og II, hovedkalcineringsovnen 5, faststof-gas-separatoren 11 i rækken I, sub-kalcineringsovnen 7 og faststof-gas-separa-30 toren 21 i rækken II.

I dette tilfælde gennemføres kalcineringen af det pulverformige materiale først i hovedkalcineringsovnen, hvorefter den afsluttende kalcinering gennemføres i sub-35 kalcineringsovnen 7.

„ DK 158965 B

zo

Kalcineringen af det pulverformige materiale, brændstofforbruget og den lette drift af anlægget i denne udførelsesform afviger ikke væsentligt fra udførelsesformen vist på fig. 3.

5

Fig. 5 viser en tredie udførelsesform for opfindelsen, som er den samme som den første udførelsesform vist på fig. 2, bortset fra at der er indskudt et kalcine-ringskammer 27 imellem roterovnen 1 og faststof-gas-10 separatoren 21, og at dette kalcineringskammer er forbundet med faststof-gas-separatoren 21 ved hjælp af et indskudt stigrør 27a. Et transportrør 11b for det pulverformige materiale er forbundet med kalcineringskammeret 27. ^ 15

Kalcineringskammeret 27 er en opretstående cylinder anbragt i midten af udgangsrøret 2, der udgår fra roterovnen 1, og kammeret er ikke forsynet med nogen brændstoftilførselsanordning. Kalcineringskammert 27 muliggør 20 en forøgelse af opholdstiden for det pulverformige materiale til opnåelse af en tilstrækkelig varmeveksling mellem det pulverformige materiale og udgangsgassen fra roterovnen, og kammeret tjener til at opvarme materialet, at afslutte kalcineringen og at frembringe et temperatur-25 fald i udgangsgassen fra roterovnen. Desuden kan kalcineringskammeret 27 have et så stort tværsnitsareal, at der ikke sker nogen lukning eller tilstopning af kammeret.

30 Kalcineringskammeret 27 er opbygget på følgende måde:

Kalcineringskammeret er en opretstående cylinder, som er udformet således, at udgangsgassen fra roterovnen kan indføres fra neden, og kammeret har det samme indløbstværsnitsareal som tværsnitsarealet af udgangsrøret 2, 35 der udgår fra roterovnen. På denne måde opretholdes hastigheden af iidgangsgassen fra roterovnen på et tilstrækkeligt højt niveau, hvorved det pulverformige mate-

DK 158965 B

24 riale, som føres til kalcineringskammeret, forhindres i at falde langs med røret 2 og Skyde genvej til roterovnen. Endvidere er tværsnitsarealet af kalcinerings-kammeret ved gasudløbet, dvs. tværsnitsarealet af et 5 stigrør 27a, der udstrækker sig fra kalcineringskammeret, indsnævret til opnåelse af en sådan gashastighed, at det pulverformige materiale udledes fra kalcineringskammeret sammen med gassen, og en opsamlingseffektivitet af faststof-gas-separatoren 21 opretholdes. Kalcinerings-10 kammeret, der som nævnt ovenfor består af en opretstående cylinder med indsnævrede gasindløb og -udløb, har en funktion, der tilsigter én fuldstændig afsluttende kalcinering og en forlængelse af opholdstiden med det formål, at opnå et tilstrækkeligt fald i gastemperaturen.

15

Apparatet ifølge denne udførelsesform har således en højere kalcineringsgrad for det pulverformige materiale og en bedre termisk effektivitet sammenlignet med konventionelle kalcineringsanlæg. Da tværsnitsarealet af 20 kalcineringskammeret endvidere er stort, er det muligt, at eliminere vanskelighederne i forbindelse med dannelse af belægninger som beskrevet nedenfor.

Gasoverføringsrøret 41 tillader en del af udgangsgassen 25 fra kalcineringsovnen at strømme imod kalcineringskammeret 27, således at det pulverformige materiale i kalcineringskammeret 27 kalcineres fuldstændigt ved hjælp af den strømmende gas.

30 På fig. 6 ses en anden variation af den sidst beskrevne udførelsesform, hvori en kombinerende kanal 12c til samling af de pulverformige materialer, der er udskilt i faststof-gas-separatorerne 12 og 22, er forbundet med kalcineringskammeret 27. En transportkanal for det 35 pulverformige materiale er ændret på en sådan måde, at materialet kan føres fra kalcineringskammeret 27 til roterovnen 1 via faststof-gas-separatoren 21, kalcine-

DK 158965 B

25 ringsovnen 5 og faststof-gas-separatoren 11. Denne udførelsesform svarer til den første udførelsesform vist på fig. 1.

5 Udførelsesformen vist på fig. 6 har de samme funktionelle virkninger som udførlsesformen vist på fig. 5, og da en del af det pulverformige materiale bevæger sig igennem kalcineringsovnen 5, gasledningsrøret 41, kalcinerings-kammeret 27, stigrøret 27a og faststof-gas-separatoren 10 21, kan opholdstiden i kalcineringssektionen for det pulveformige materiale endvidere forøges yderligere, således at der opnås en fuldstændig kalcinering af materialet.

15 Gaskanalen 51 på fig. 5 og 6 er en i sig selv kendt gennemføringskanal, og når materialet og/eller brændstoffet indeholder tilstrækkeligt flygtige og kondenserbare substanser, såsom basiske forbindelser, svovl eller chlor, og der som følge heraf dannes belægninger i kalcinerings-20 kammeret 27, tjener den ovennævnte gaskanal 51 til at udlede sådanne forbindelser sammen med en del af udgangsgassen fra roterovnen.

Når de ovennævnte forbindelser (i det følgende benævnt 25 kondenserbare forbindelser) ifølge denne udførelsesform fjernes fra systemet med henblik på at undgå dannelse af belægninger, og når en del af udgangsgassen fra roterovnen udledes fra systemet igennem gaskanalen 51, således at der opstår en manglende balance imellem rækkerne I og 30 II, muliggør gasoverføringsrøret 41 og/eller 42, at gas-mængden i de to rækker kan afbalanceres.

I det følgende beskrives andre metoder end den ovennævnte til at undgå dannelse af belægninger som følge af de 35 kondenserbare forbindelser. Der henvises til fig. 5 og 6:

DK 158965 B

26

Som kendt, føres de kondenserbare forbindelser ind i systemet sammen med det pulverformige materiale og/eller — brændstoffet, og forbindelserne ledes til roterovnen, hvor en del af forbindelserne fikseres til det kalcine-5 rede materiale og udledes fra systemet. Imidlertid er den mængde af forbindelserne, som udledes på denne måde, begrænset, og når mængden af disse forbindelser, som indtages i systemet, overstiger et vist niveau, vil de blive akkumuleret i systemet. Med andre ord fordamper de 10 kondenserbare forbindelser i roterovnen, og de føres frem til kalcineringsanordningen med udgangsgassen fra roterovnen, hvorefter de kondenserer. En del af forbindelserne fikseres til det pulverformige materiale, hvorefter de på ny føres til roterovnen, hvor de fordamper. På denne måde 15 etableres en recirkulation. Samtidig hermed vil resten af forbindelserne, i form af en belægning, der er rig på kondenserbare forbindelser klæbe til kalcineringsanord-ningens indre overflader, eksempelvis de indre vægge af udgangsgasrøret 2, der udgår fra roterovnen, kalcine-20 ringskammeret 27, stigrøret 27a, faststof-gas-separatoren 21 og stigrøret 21a. Belægningens tykkelse vil vokse med tiden, eftersom gastemperaturen i disse dele af systemet ligger inden for det temperaturområde, hvor de kondenserbare forbindelser fortættes.

25

Ifølge opfindelsen er kalcineringskammeret udformet således, at dets tværsnitsareal kan tilvejebringe et tilstrækkeligt effektivt hulrum, også når der akkumuleres en belægning på kammerets indre væg. Derfor varierer tryk-30 tabet kun i ubetydelig grad, når gassen passerer igennem, og kalcineringen af det pulverformige materiale i kammeret påvirkes overhovedet ikke.

Eftersom de kondenserbare forbindelser i systemet næsten 35 fuldstændigt kondenserer og afsætter på kalcinerings-kammerets indre væg i form af en belægning, kan det være nødvendigt at fjerne den afsatte belægning fra systemet

DK 158965 B

27 ved rensning af kammeret, når apparaturet er ude af drift. I tilfælde af, at det pulverformige materiale, og/eller brændstoffet fører større mængder af konden-serbare forbindelser ind i systemet; kan fjernelsen af 5 belægningen fra kalcineringskammeret imidlertid også gennemføres effektivt, mens apparaturet er i drift, idet kalcineringskammeret er således udformet, at det har et stort tværsnitsareal.

10 I tilfælde af, at denne fjernelse af belægningen stadig ikke er tilstrækkelig, kan man ifølge opfindelsen udtage en del af den udgangsgas, som forlader roterovnen, fra systemet igennem kanalen 51, som nævnt ovenfor.

15 Fig. 8 viser en fjerde udførelsesform for opfindelsen, som er den samme som den fjerde udførelsesform vist på fig. 5, bortset fra at et transportrør 23c for det pulverformige materiale er indskudt imellem føderørene 13b og 23b for det pulverformige materiale, og at et trans- 20 portrør 12b for det pulverformige materiale er forbundet med stigrøret 21a i rækken II uden forbindelse med den kanal 12c, som er vist på fig. 1, og som kommunikerer med transportrøret 22b for det pulverformige materiale. Gaskanalen 51, som er vist på fig. 5, er udeladt på fig. 8.

25 Det ovennævnte transportrør 23c kan således være direkte forbundet med stigrøret 11a, der udstrækker sig til faststof-gas-separatoren 12, i stedet for at være forbundet med røret 13b.

30 Det pulverformige materiale føres til toppen af rækkerne I og II igennem føderørene 16 og 26, og de separerede materialer passerer parallelt ned langs med forvarmerne i de respektive rækker og når frem til faststof-gas-separatorerne 13 og 23, som i hver række er den tredie 35 separator fra neden. Det pulverformige produkt, som udtages fra separatoren 13, og hele mængden eller en del af det pulverformige produkt, som udtages fra separatoren

DK 158965 B

28 23, føres frem til den anden faststof-gas-separator 12 fra bunden af rækken I, og det blandede pulverformige produkt, som udtages fra denne separator 12, føres ind i roterovnen 1 via den anden faststof-gas-separator 22 fra 5 bunden af rækken II, kalcineringsovnen 5, den nederste faststof-gas-separator 11 i rækken I, kalcineringskamme-ret 27 og den nederste faststof-gas-separator 21 i rækken II.

10 Takket være den ovennævnte udformning af strømningsvejen for det pulverformige materiale kan man nedsætte gastemperaturen i stigrøret 11a, der udstrækker sig til den anden faststof-gas-separator 12 fra bunden af rækken I, ved hjælp af en stor mængde af det pulverformige mate-15 riale, hvorved den recarbonatisering af det tilbagestrømmede pulverformige materiale, som normalt vil optræde, kan undgås. Man foretrækker specielt, at hele mængden af det pulverformige produkt føres til stigrøret 11a, men dette er ikke nogen betingelse.

20

Endvidere kan det pulverformige produkt udføre en fast-stof-gas-varmeveksling, mens det passerer igennem fast-stof-gas-separatorerne 12 og 22 i rækkerne I og II, kalcineringsovnen 5, den nederste faststof-gas-separator 25 11 i rækken I, kalcineringskammeret 27 og den nederste faststof-gas-separator i rækken II, hvorved man kan opnå en kalcineringsgrad på omkring 100 % og en forbedret termisk effektivitet.

30 I denne udførelsesform står gasoverføringsrøret 41 i forbindelse med kalcineringskammeret 27 og transportrøret 23c, ikke blot for at forbedre effektiviteten af varmevekslingen og kvaliteten af kalcineringen af det pulverformige materiale og undgå recarbonatisering, men også 35 for at ækvilibrere gasstrømningen og afbalancere den fri varme i gassen mellem rækken I og rækken II.

DK 158965 B

29

Kalcineringsapparat ifølge denne udførelsesform er forsynet med et gasledningsrør, et transportrør for det pulverformige produkt og et kalcineringskammer. Man kan derfor opnå en perfekt kalcinering af det pulverformige 5 materiale, recarbonatiseringen af det tilbagestrømmede pulverformige materiale kan undgås, og varmevekslingseffektiviteten kan forbedres. Driften kan let kontrolleres også i det tilfælde, hvor det forbrændingsforbedrende forhold af kalcineringsovnen 5 forhøjes, og også i det 10 tilfælde, hvor man som brændstof i kalcineringsovnen anvender knust kul, som har en langsom forbrændingshastighed .

På fig. 9 ses en anden udgave af denne fjerde udførelses-15 form, hvori transportkanalen for det pulverformige materiale på fig. 8 er således ændret, at det pulverformige materiale, der er separeret i faststof-gas-separatoren 22, kan føres til roterovnen igennem en kombinerende kanal 22b, som løber fra faststof-gas-separatoren 22 over 20 kalcineringskammeret 27, faststof-gas-separatoren 21, kalcineringsovnen 5 og faststof-gas-separatoren 11.

Udførelsesformen vist på fig. 9 har omtrent de samme funktionelle virkninger som udførelsesformen vist på fig.

25 8. I udførelsesformen vist på fig. 9 recirkulerer imid lertid en del af det pulverformige produkt gennem kalcineringsovnen 5, gasledningsrøret 41, kalcineringskammeret 27, stigrøret 27a og faststof-gas-separatoren 21. Derfor kan opholdstiden for det pulverformige produkt i kalcine-30 ringssektionen forøges til en yderligere kalcineringen af det pulverformige materiale, således at kalcinerings-graden bliver fuldstændig, selvom koncentrationen af carbondioxidgas i rækken I er højere end i udførelsesformen vist på fig. 8.

35

Med kalcineringsapparatet ifølge opfindelsen, som er opbygget som beskrevet i det foregående, kan man opnå

DK 158965 B

30 følgende virkninger: (1) Det pulverformige produkt kan kalcineres op til næsten 100 %, inden det føres til roterovnen.

5 (2) Gasstrømningshastigheden og gassens fri varme i rækkerne I og II afbalanceres efter hinanden, hvorved de to strømme af pulverformige materialer kan passere ned langs rækkerne I og II i lige store volumener.

10

Endvidere kan komponenterne i rækkerne i og II fremstilles i samme udformning, og en enkelt elektrisk pumpe er tilstrækkelig til driften, hvorved udgifterne til opførelse, vedligeholdelse og drift kan begrænses.

15 (3) Dette kalcineringsapparat kan drives ved hjælp af blot en enkelt række af forvarmere, hvilket muliggør, at driften kan fortsættes under lokale driftsforstyrrelser eller reparationer, uden at hele anlægget skal standses.

20 Endvidere er anlægget let at opvarme.

(4) Selv når udgangsgassen fra roterovnen udledes fra systemet gennem en indskudt kanal for at undgå vanskeligheder med belægningsdannelse, når der indgår alkali- 25 forbindelser, svovl, chlor og lignende i det pulver formige materiale og/eller i brændstoffet, er det muligt at foretage en afbalanceret drift. 1

Opholdstiden for det pulverformige materiale i kalci- 30 neringssektionen kan forøges ved at dele kalcineringen imellem hovedkalcineringsovnen og en sub-kalcineringsovn, og ved således at udvide kalcineringssektionen, hvis temperatur er egnet til kalcineringen, således at man kan opnå en ideel varmeveksling i kalcineringssektionen, 35 tilvejebringes en forbedring af kalcineringsgraden for det pulverformige materiale op til næsten 100 % og en minimering af den fri varme i udgangsgassen, hvilket til-

DK 158965 B

31 sammen medfører en brændstofbesparelse.

(6) Sub-kalcineringsovnen kan reducere indholdet af NO i udgangsgassen fra roterovnen og derved bidrage til en 5 forebyggelse af forureningen af omgivelserne.

(7) Den belægning, som opstår ved kondensation af konden-serbare forbindelser i forvarmeren, kan kontrolleres på en sådan måde, at den praktisk talt kun forekommer i 10 kalcineringskammeret, hvis tværsnitsareal er stort, hvorved det tryktab, som skyldes den dannede belægning, kan reduceres i større udstrækning, end tilfældet er i et konventionelt kalcineringsapparat, og arbejdet med at fjerne belægningen kan derved lettes.

15 (8) Det er muligt at begrænse den recarbonatisering, som finder sted, når det pulverformige materiale føres tilbage sammen med gassen, og hindre et fald i den termiske effektivitet. Som et resultat af forebyggelsen af 20 recarbonatiseringen ifølge opfindelsen vil brændstof forbruget reduceres med op til 3-6 Kcal/kg klinker alene ved denne funktionelle virkning.

(9) Når kalcineringsapparatet kombineres med kalcine-25 ringsovnen ifølge opfindelsen, kan man som brændstof anvende findelt kul eller lignende med god effektivitet.

30 35

Claims (4)

1. Apparat til kalcinering af pulverformigt materiale, 5 hvor dette, før det indføres i en roterovn, passerer gennem flertrinssuspensions-forvarmere og en kalcinator, omfattende en første forvarmerække (I) med faststof-gas-separatorer 10 (15, 14, 13, 12, 11), som er anbragt den ene under den anden og forbundet med gasrør (14a, 13a, 12a, 11a), og hvor den nederste separator er forbundet med en kalcine-ringsovn (5) via et gastilførselsrør (6), 15 -en anden forvarmerrække (II) med faststof-gas-separatorer (25, 24, 23, 22, 21), som er forbundet med gasrør (24a, 23a, 22a, 21a), og hvor den nederste separator er forbundet med roterovnen (1) via et gastilførselsrør (2), 20 organer (16, 26) til tilførsel af det pulverformige materiale til de to rækker, hvor separatorerne har rør til udtagning af pulverformigt materiale (15b, 14b, 13b, 25b, 24b, 23b), som hver er 25 forbundet til et gasrør (13a, 12a, 11a, 23a, 22a, 21a), som fører til den næste separator i den pågældnede forvarmerrække, og forvarmerrækkerne er indbyrdes forbundne i flere trin, kendetegnet ved, at det har 30. et gasoverføringsrør (41), som forbinder gastilførsels rørene (2, 6) til den første og den anden række, samt - passager, som forener de to gennem de to forvarmerrækker førte pulverformige materialestrømme og fører det 35 forenede pulverformige materiale til roterovnen (1) via DK 158965 B 33 (i) gastilførselsrøret (2) til den anden forvarmerrække, den sidste separator (21) i den anden forvarmerrække, kalcineringsovnen (5) og den sidste separator (11) i den første række; eller via 5 (ii) kalcineringsovnen (5), den sidste separator (11) i den første række og, henholdsvis, gasoverføringsrøret (41), som forbinder første og anden række, gastilførselsrøret (2) til den anden række og den sidste separator 10 (21) i den anden række.

2. Apparat til kalcinering af pulverformigt materiale, hvor dette, før det indføres i en roterovn, passerer gennem flertrinssuspensions-forvarmere og en kalcinator, 15 omfattende en første forvarmerække (I) med faststof-gas-separatorer (15, 14, 13, 12, 11), som er anbragt den ene under den anden og forbundet med gasrør (14a, 13a, 12a, 11a), og 20 hvor den nederste separator er forbundet med en kalci-neringsovn (5) via et gastilførselsrør (6), en anden forvarmerrække (II) med faststof-gas-separatorer (25, 24, 23, 22, 21), som er forbundet med gasrør (24a, 25 23a, 22a, 21a), og hvor den nederste separator er for bundet med roterovnen (1) via et gastilførselsrør (2), organer (16, 26) til tilførsel af det pulverformige materiale til de to rækker, 30 hvor separatorerne har rør til udtagning af pulverformigt materiale (15b, 14b, 13b, 25b, 24b, 23b), som hver er forbundet til et gasrør (13a, 12a, 11a, 23a, 22a, 21a), som fører til den næste separator i den pågældnede for-35 varmerrække, og forvarmerrækkerne er indbyrdes forbundne i flere trin, kendetegnet ved, at det har DK 158965 B 34 - en sub-kalcineringsovn (7) indskudt mellem den sidste separator (21) i den anden række og roterovnen (1), - et gasoverføringsrør (41), som forbinder gastilførsels-5 røret (6) til den første række med sub-kalcineringsovnen (7), - rør (12b, 22b) til udtagning af pulverformigt materiale fra de næstsidste separatorer (12, 22) i de to rækker, 10 samt - passager, som forener de to gennem de to forvarmerrækker førte pulverformige materialestrømme og fører det forenede pulverformige materiale til roterovnen (1) via 15 (i) sub-kalcineringsovnen (7), den sidste separator (21) i den anden række, kalcineringsovnen (5) og den sidste separator (11) i den første række; eller via 20 (ii) kalcineringsovnen (5), den sidste separator (11) i den første række og, henholdsvis, gasoverføringsrøret (41), som forbinder første og anden række, sub-kalcineringsovnen (7) og den sidste separator (21) i den anden række. 25

3. Apparat til kalcinering af pulverformigt materiale, hvor dette, før det indføres i en roterovn, passerer gennem flertrinssuspensions-forvarmere og en kalcinator, omfattende 30 ’ en første forvarmerrække (I) med faststof-gas-separatorer (15, 14, 13, 12, 11), som er anbragt den ene under den anden og forbundet med gasrør (14a, 13a, 12a, 11a), og hvor den nederste separator er forbundet med en kalcine-35 ringsovn (5) via et gastilførselsrør (6), DK 158965 B 35 en anden forvarmerrække (II) med faststof-gas-separatorer (25, 24, 23, 22, 21), som er forbundet med gasrør (24a, 23a, 22a, 21a), og hvor den nederste separator er forbundet med roterovnen (1) via et gastilførselsrør (2), 5 organer (16, 26) til tilførsel af det pulverformige materiale til de to rækker, hvor separatorerne har rør til udtagning af pulverformigt 10 materiale (15b, 14b, 13b, 25b, 24b, 23b), som hver er forbundet til et gasrør (13a, 12a, 11a, 23a, 22a, 21a), som fører til den næste separator i den pågældnede forvarmerrække, og forvarmerrækkerne er indbyrdes forbundne i flere trin, kendetegnet ved, at det har 15 - et gasoverføringsrør (41), som forbinder gastilførselsrørene (2, 6) til den første og den anden række, - et kalcineringskammer (27) uden brændstoftilførsel, 20 indskudt mellem den sidste separator (21) i den anden række og det sted, hvor gasoverføringsrøret (41) udmunder i gastilførselsrøret (2) til den anden række, - rør (12b, 22b) til udtagning af pulverformigt materiale 25 fra de næstsidste separatorer (12, 22) i de to rækker, samt - passager, som forener de to gennem de to forvarmerrækker førte pulverformige materialestrømme og fører det 30 forenede pulverformige materiale til roterovnen (1) via (i) kalcineringskammeret (27), den sidste separator (21) i den anden række, kalcineringsovnen (5) og den sidste separator i den første række, eller via 35 (ii) kalcineringsovnen (5), den sidste separator (11) i den første række og, henholdsvis, gasoverføringsrøret DK 158965 B 36 (41), som forbinder første og anden række, kalcinerings-kammeret (27) og den sidste separator (21) i den anden — række. 5

4. Apparat til kalcinering af pulverformigt materiale, hvor dette, før det indføres i en roterovn, passerer gen nem flertrinssuspensions-forvarmere og en kalcinator, omfattende 10 en første forvarmerrække (I) med faststof-gas-separatorer (15, 14, 13, 12, 11), som er anbragt den ene under den anden og forbundet med gasrør (14a, 13a, 12a, 11a), og hvor den nederste separator er forbundet med en kalcine-ringsovn (5) via et gastilførselsrør (6), 15 en anden forvarmerrække (II) med faststof-gas-separatorer (25, 24, 23, 22, 21), som er forbundet med gasrør (24a, 23a, 22a, 21a), og hvor den nederste separator er forbundet med roterovnen (1) via et gastilførselsrør (2), 20 organer (16, 26) til tilførsel af det pulverformige materiale til de to rækker, hvor separatorerne har rør til udtagning af pulverformigt 25 materiale (15b, 14b, 13b, 25b, 24b, 23b), som hver er forbundet til et gasrør (13a, 12a, 11a, 23a, 22a, 21a), som fører til den næste separator i den pågældende forvarmerrække, og forvarmerrækkerne er indbyrdes forbundne i flere trin, kendetegnet ved, at det har 30 - et kalcineringskammer (27) uden brændstoftilførsel, indskudt mellem den sidste separator (21) i den anden række og roterovnen (1), 35. et gasoverføringsrør (41), som forbinder gastilførsels røret (6) til den første række med kalcineringskammeret (27), DK 158965 B 37 - et rør (23c) til overføring af pulverformigt materiale, som forbinder rørene (13b, 23b) til udtagning af pulverformigt materiale fra de trediesidste separatorer (13, 23. i første og anden række, - et rør (12b) til udtagning af pulverformigt materiale fra den næstsidste separator (12) i den første række, som er forbundet med gasrøret (21a), som fører til den næstsidste separator (22) i den anden række, samt - passager, som forener de to gennem de to forvarmerrækker førte pulverformige materialestrømme og fører det forenede pulverformige materiale til roterovnen (1) via (i) kalcineringskammeret (27), den sidste separator (21) i den anden række, kalcineringsovnen (5) og den sidste separator i den første række, eller via (ii) kalcineringsovnen (5), den sidste separator (11) i den første række og, henholdsvis, gasoverføringsrøret (41), som forbinder første og anden række, kalcineringskammeret (27) og den sidste separator (21) i den anden række.