NO149119B - Fremgangsmaate og innretning for toerking og finmaling av kull - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en innretning for tørking og finmaling av kull for forsyning av støv-kullfyrstedene i et av forvarmingstrinn, kalsineringstrinn og sintringstrinn bestående brenningsanlegg, særlig for fremstilling av sementklinker.

Erfaringene med, og også sikkerhetskravene for kullmaleanlegg, særlig for fremstilling av kullstøv for fyringsformål, krever fremfor alt ved faste brennstoffer med et forholdsvis høyt innhold av flyktige bestanddeler, en på-litelig inertisering av hele maleanlegget, eller i det minste de vesentlige anleggsdeler,, mølle, vindsikt og filter. Dessuten krever det fluktuerende og ofte med toppverdier forekom-mende fuktighetsinnhold av råkullene en tørkegass med høy temperatur.

Ifølge den kjente teknikk har det hittil ofte vært vanlig å velge oppstillingsplassen for et male-tørkeanlegg for forsyning av fyrstedene for et sementanlegg, særlig ved meget lange rotas jonstørkeovner, i nærheten av brennerplattformen og å forsyne denne med varm avluft fra klinker-kjølersystemet.

I denne forbindelse henvises eksempelvis til figuren på side 491 i tidsskriftet- "Zement Kalk Gips", 1956, hefte nr. 11, hvor et slikt anlegg er vist og beskrevet.

Den kjente anordning og den med denne praktiserte fremgangsmåte er imidlertid i sin anerkjent ukompliserte an-vendbarhet begrenset til at mølle-sirkulasjonsgassen ikke er inert, hvorfor visse farer ikke kan utelukkes, for eksempel ved bearbeidelse av gassrike kull. Anrikningen av sådanne gassrike kull krever en mest mulig vidtgående inertisering av maleanlegget, særlig med hensyn til disse farer og i betrakt-ning av de stadig skjerpede sikkerhetskrav med tilsvarende lovfestede bestemmelser.

Videre spiller også spørsmålet om hele anleggets startoppførsel en rolle for sa vidt som det fra tenningen av brenneren frem til muligheten for uttagning av varm møllegass fra klinkerkjøleren medgår'et betraktelig tidsrom under hvilket man må benytte startforrådet fra en støvkull-forrådssilo som må dimensjoneres tilsvarende stor.

Ut fra dette fremkommer formålet med oppfinnelsen, nemlig å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning for tørking og finmaling av kull for forsyning av støvkullfyrste-dene i et brenningsanlegg med følgende kriterier:

a) best mulig oppfyllelse av høye sikkerhetskrav,

b) oppnåelse av en størst mulig varmeøkonomisk og ytelsesmes-sig virkningsgrad for hele anlegget, c) oppnåelse av optimale forhold både for startforløpet og for reguleringen, d) optimal romlig og funksjonell integrering til en total anleggsenhet.

Ovennevnte formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det for forsyning av male-tørkeprosessen med tørkegass med tilstrekkelig inertiseringsgrad og varmeinnhold, avgrenes i det minste en delstrøm fra en på avgassiden beliggende del av forvarmingstrinnet og/eller kalsineringstrinnet og-tilføres på den tilnærmet korteste vei til maletørkeprosessen, idet kullstøvinneholdende avluft fra maletørkeprosessen før innledningen i et støvfilter blandes med mineralstøvinneholdende avgass fra forvarmingstrinnet.

Herved fremkommer den fordel at den i overensstemmelse med oppfinnelsen foretatte gassuttagning resulterer i en

effektøkning som tilnærmet svarer til forholdet mellom den ut-tatte mengde og totalmengden, og ikke fører til en forringelse av det spesifikke varmeforhold for forvarmingstrinnet. Ved at den kullstøvinneholdende avluft fra maletørkeprosessen før

innføringen i et støvfilter blandes med mineralstøvinneholden-de avgass fra forvarmingstrinnet, oppnås at avgassatmosfæren, som har redusert inertiseringsgrad på grunn av anrikning med kullstøv og inntrengende luft (falskluft), bringes opp på en høyere inertiseringsgrad.

Den avgrenede gass inneholder i gjennomsnitt ikke mer enn 3 til 4 % fritt oksygen og tilnærmet 28 til 34 vol% CO2, slik at den har en meget god inertiseringsgrad for å opp-fylle selv de høyeste krav med hensyn til driftssikkerheten for et maletørkeanlegg for kull. Dessuten har gassen for eksempel ved et temperaturnivå på ca. 500° C et tilstrekkelig varmeinnhold til på tilfredsstillende måte å tørke også forholdsvis fuktige råkull i løpet av knusingen.

Ved en utførelse av fremgangsmåten blir gassen med fordel uttatt fra det nestsiste eller siste trinn i et fler-

trinns varmevekslersystem som danner forvarmingstrinnet.

Ved en ytterligere utførelse av fremgangsmåten blir blandingsforholdet mellom avluft og avgass slik innstilt i forhold til støvinnholdene at den oppstående gassblanding inneholder tilnærmet like mengdeandeler av kullstøv og stein-støv .

Denne innstilling av blandingsforholdet, som er nød-vendig for oppnåelse av en definert inertiseringsgrad og oppnås med en innenfor en fornuftig grense fri innstillingsmulig-het av mengdeandelene av avluft og avgass, kan med fordel praktiseres med oppfinnelsen ved at gassblandingen tilføres til et av brenningsanleggets støvfjerningsinnretning uavhengig filter, og at det i dette oppnådde støvfjerningsprodukt innledes som tilsatsbrennstoff i kalsineringstrinnet.

Derved oppnås at det i støvfjerningsproduktet inne-holdte brennstoff-kullstøv avgir den ved sin forbrenning fri-gitte varme på et herfor særlig forutbestemt sted, nemlig der hvor varmen er nødvendig for den endoterme kalsineringspro-sess.

I overensstemmelse med kriteriene for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er en innretning for fremgangsmåtens utførelse kjennetegnet ved at male-tørkeanlegget funksjonelt og/eller romlig er integrert med forvarmingstrinnet til en anleggsenhet, idet maletørkeanlegget er anordnet i nærheten av forvarmingstrinnet og forvarmingstrinnet i det på avgass-siden beliggende område oppviser en innretning for gassuttagning som omfatter et reguleringsorgan, en fraskillersyklon med gasstett tømmesluse og en etter syklonen anordnet varmgassventilator, og idet maletørkeanlegget er utstyrt med et av brenningsanleggets støvfjerningsinnretninger funksjonelt uavhengig filter, fortrinnsvis et elektrofilter.

En fordelaktig utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at filteret med hensyn til sin kapasitet er dimensjonert slik at det for minst 50 % av sin gjennomgangsytelse kan oppta både avluft fra kullmøllen og en tilnærmet lik delstrøm avgass fra' forvarmingstrinnet, at det til tømmeinnretningen for dette filter er tilkoplet en transportinnretning, fortrinnsvis en fall-ledning, som munner ut i kalsineringstrinnet for innføring av støvfjerningsproduktet i dette, og at maletørkeanleggets filter er parallellkoplet med et avgassfilter for forvarmingstrinnet.

I denne innretning fremkommer den nøyaktige lokali-sering av tilsatsbrennstoffets innraunning i kalsineringstrinnet fra den kjente teknikk, ifølge hvilken innledningen av tilsatsbrennstoff kan skje såvel umiddelbart i området for ovnsinnløpet som også eksempelvis i forbindelsesledningen mellom rotas jons tørkeovnen og varmevekslersystemet, eller even-tuelt i en der anordnet, såkalt pyroklon, eller på andre pas-sende steder i kalsinerings.trinnet. Derved fremkommer en ytterligere fordel ved oppfinnelsen ved at støvfjerningspro-duktet som følge av sin sammensetning av kullstøv og varme-vekslers tøv, eksempelvis i forholdet 1 : 1, utgjør en blanding som er farefri å håndtere og som først blir ■ antennelig ved oppvarming til temperaturer over kullforgassingen og ved til-førsel av oksygen.

Oppfinnelsen --skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen som viser et blokkskjema av et brenningsanlegg for fremstilling av sementklinker.

Det viste anlegg oppviser en rotasjonstørkeovn 1 hvis brenner 2 forsynes med kullstøv fra en ledning 3 og med primærluft fra en vifte 4 med en ledning 5 og et strupeorgan 6. Til ovnen 1 er det på produktsiden også tilkoplet en klin-kerkjøler 7 hvis kjøleluft vanligvis helt eller overveiende innføres i rotasjonstørkeovnen 1 som varm sekundærluft. Ved den andre ende av rotasjonstørkeovnen 1 finnes et ovnsinnløp 8 til hvilket det er tilkoplet en avgassledning 9 som, slik som i og for seg kjent, munner tangentialt ut i varmevekslersystemets første syklon 10. Til denne syklon er tilkoplet de med henvisningstallene 11, 12, 13 betegnede varmevekslertrinn to, tre og fire, som sammen med rotasjonstørkeovnen utgjør brenningsanlegget. I det foreliggende eksempel danner da syklonene 13, 12, 11 varmevekslersystemets forvarmingstrinn, mens kalsineringstrinnet omfatter området mellom snittlinjene B - B og A - A, dvs. varmevekslorsyklonen 10 og den del av rotasjonstørkeovnen 1 som ligger mellom ovnsinnløpet 8 og det midtre område av ovnen.

Til dette er sintringstrircnet tilsluttet, som strek-ker seg tilnærmet fra snittlinjen A - A r. i i s ;rå 1'ingssonen for flammen.

Varmevekslersyklonene 12 og 13 star på gass iden i forbindelse med hverandre via en ledning 14. Til den nedre ende av denne ledning 14 er tilkoplet male-tørkeanleggets gassuttaksinnretning som omfatter en ledning 15 med et strupeorgan 16, en fraskillersyklon 17 med uttakssnekke 18 og cclle-hjulsluse 19 samt en varmgassventilator 20. Gass som tas ut på dette sted, har eksempelvis et temperaturnivå på ca. 500°C og den inneholder ca. 3 til,4 % fritt oksygen og ca. 28 til 32 % • I denne tilstand er gassen både med hensyn til inertisering og med hensyn til varmeinnhold best mulig egnet for innføring i luftstrøm-maleanlegget.

Fra varmgassventilatoren 20 fører en gassledning 21 til en rørmølles 23 mateside 22.

Det i det foreliggende eksempel viste og beskrevne gasstrøm-tørkings- og maleanlegg omfatter videre en råkull-silo 24 med et doserende uttaksorgan 25 som innsluser råkull gjennom en gasstett dobbeltpendelsluse 26 til rørmøllens 23 mater 22. På rørmøllens uttaksside 2 7 er anordnet en loddrett sjakt 28 som munner ut i en luftstrøm- eller vindsikt 2 9. Sikten 2 9 separerer ferdigprodukt og gryn. Grynene eller kor-nene blir med en transportinnretning som er antydet skjematisk ved hjelp av pilen 30, tilbakeført til møllens inntakssluse 26, mens ferdigproduktet kullstøv ved hjelp av luftstrømmen i rengassledningen 31 innføres i en fraskiller 32 i hvilken kullstøvet fraskilles fra mølleavluften. Kullstøvet blir via en gasstett sluse 33 og en transportinnretning 34 avgitt i en kullstøvsilo 35.

Den med en rest av kullstøv belastede mølleavluft blir via en ledning 36 med et reguleringsorgan 37 tilført til sugesiden av en ventilator 38.

Fra denne ventilator fører en forbindelsesledning

39 med et reguleringsorgan 40 til male-tørkeanleggets sepa-rate elektrofilter 41, og alt etter maleprosessens krav også til møllens 23 innløp 22 og/eller utløp 27.

Slik som i og for seg kjent, er kullstøvsiloen 35 utstyrt med en sirkulasjonsinnretning som omfatter et doserende uttaksorgan 42, en elevator 43, en materialveksel 44 og en tilbakeføringsledning 45. Transportinnretningen 34 er forsynt med en doserende avløpsinnretning 46 som i vilkårlig inn-stillbar mengde/tid tilfører kullstøvet via en ledning 47 til et støvtransportorgan 48. Slik som også i og for seg kjent, transporterer dette organ kullstøvet eksempelvis ved hjelp av transportluft via ledningene 49 og 3 til rotasjonstørkeovnens 1 brenner 2.

Forvarmingstrinnet, som slik som allerede angitt, består av varmevekslersyklonene 11, 12, 13, oppviser ved sin på avgassiden beliggende ende en materialmater 50 for stein-råmelet, og videre avgassledningene 51, 51' som i fellesskap er forbundet med avgassventilatorens 52 sugeside. Denne transporterer brenningsanleggets avgass via en ledning 53 til det til brenningsanlegget tilhørende elektrofilter 54. Fra ledningen 53 avgrenes en gassledning 55 som er forsynt med et reguleringsorgan 56. På forbindelsesstedet 57 forenes rørled-ningene 55 og 3 9 til en felles avgassledning 58 som munner ut i det til male-tørkeanlegget tilordnede elektrofilter 41. Denne kopling medfører den ytterligere fordel at filteret 41 avlaster det parallelle avgassfilter 54.

Til E-filterets 41 samletrakter 59, 59' er tilkoplet en uttaks- eller tømmesnekke 60 som med den som forbindelses-linje 61 antydede transportinnretning fører støvfjerningspro-duktet tilbake til rotasjonstørkeovnens ovnsinnløp 8.

Støvfjerningsproduktet, som i forhold til støvinn-holdene i de til E-filteret 41 tilførte delstrømmer av mølle-avluft og brenningsanlegg-avgass kontrolleres slik at det i gjennomsnitt inneholder eksempelvis 50-vekt% steinstøv og 50

vekt% kullstøv, blir med en temperatur på ca. 100° C innsluset , 'i ovnsinnløpet 8 hvor det ved et temperaturniva mellom ca.

800° C og 1100° C som følge av den støtliknende oppvarming reagerer spontant og forbrenner med det frie oksygen fra ov-nens 1 atmosfære.

Det som blokkskjema helt skjematisk fremstilte anlegg viser de vesentlige kjennetegn ved oppfinnelsen som består i at male-tørkeanlegget sammen med brenningsanleggets forvarraingstrinn 11, 12, 13 funksjonelt og romlig er integrert til en anleggsenhet. Dette oppnås ved at uttaket for tørke-gassen er tilkoplet til det nestsiste syklontrinn 12 og på kortest mulig vei via ledningen 21 er ført til male-tørkean-leggets mølleinnretning 23. Derved blir med fordel den for dette formål anordnede ledning 21 som såkalt fall-ledning, dvs. med steile hellinger, på kortest mulig vei fremført på en slik måte til møllen 23 at det ikke kan danne seg støvavlag-ringer på noe sted på ledningen.

En ytterligere funksjonell integrasjon mellom brenningsanlegget og male-tørkeanlegget fremkommer med tilveie-bringelsen av den på avgassiden anordnede forbindelse av begge anlegg med ledningene 3 9 og 55. På denne måte oppnås at møl-leavluften, som på grunn av friskluftinnhold og innblanding av fuktige bestanddeler av kullene og belastning med fine kullstøvpartikler i det minste delvis har tapt sin inertisering, på nytt inertiseres ved vilkårlig innblanding av avgass fra brenningsanlegget. Dette medfører den ytterligere fordel at maleanleggets E-filter 41 kan være utført med en økonomisk gunstig normalutrustning i stedet for i en eksplosjonsbeskyt-tet utførelse som på grunn av den spesielle konstruksjon ville forårsake meget høye investeringsomkostninger.

Ved hjelp av den allerede nevnte blanding av gassene fra brenningsanlegget og møllen fremkommer dessuten også den ytterligere fordel at støvfjerningsproduktet kan styres vilkårlig med hensyn til sin sammensetning, slik at det eksempelvis oppstår en håndteringsufårlig blanding med forholdet 1 : 1 mellom kullstøv og steinstøv, hvis forbrenning i området for forvarmingstrinnet eller kalsineringstrinnet på gunstig måte påvirker brenningsanleggets termiske virkningsgrad.

På denne måte blir samtidig både forvarmingstrin-nets vifte 52 og E-filteret 54 avlastet, slik at også anleggets effektivitet totalt sett forbedres.

For et anlegg ifølge oppfinnelsen fremkommer også særlig gunstige forhold ved oppstarting. Allerede kort tid etter tenning av brenneren blir anlegget under forsiktig til-førsel av råmel forholdsvis raskt brakt opp til driftstempe-ratur. Allerede kort tid etterpå står det i rørledningen 14 til disposisjon avgass i tilstrekkelig mengde, med den nød-vendige temperatur og med det nødvendige CC>2-innhold, til etterpå også å kunne sette igang malet-tørkeanlegget. For dette formål blir først E-filteret 41 oversvømmet med inertgass via ledningene 53, 55, 58, ved lukket reguleringsorgan 40 og åpnet reguleringsorgan 56. Samtidig eller deretter kan også maleanleggets møllekretsløp oversvømmes med inertgass før råkullene tilføres.

Ved hjelp av den romlig sett mest mulig nære til-ordning av male-tørkeanlegget til brenningsanlegget, og særlig til dettes varmevekslersystem, oppnås forøvrig kortest mulige forbindelsesrørledninger 21, 53, 55, 58 og også kortest mulig transportstrekning 61. På denne måte oppnås den fordel at disse ledninger i det minste for størstedelen kan utføres som fall-ledninger, hvorved farlige og/eller skadelige avlagringer i disse i størst mulig grad unngås.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved tørking og finmaling av kull for forsyning av støvkull-fyrstedene i et av forvarmingstrinn, kalsineringstrinn og sintringstrinn bestående brenningsanlegg, særlig for fremstilling av sementklinker, karakterisert ved at det for forsyning av male-tørkeprosessen med tørkegass med tilstrekkelig inertiseringsgrad og varmeinnhold, avgrenes i det minste en delstrøm fra en på avgassiden beliggende del av forvarmingstrinnet og/eller kalsineringstrinnet og tilføres på den tilnærmet korteste vei til male-tørkepro-sessen, idet kullstøvinnenoldende avluft fra male-tørkeproses-sen før innledningen i et støvfilter blandes med mineralstøv-inneholdende avgass fra forvarmingstrinnet.

<2.> Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassen uttas fra det nestsiste eller siste trinn i et flertrinnsvarmevekslersystem som danner forvarmingstrinnet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingsforholdet mellom avluft og avgass innstilles i forhold til støvinnhoIdene på en slik måte at den oppstående gassblanding inneholder tilnærmet like mengdeandeler av kullstøv og steinstøv.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at den av avluft og avgass fremstilte gassblanding tilføres til et av brenningsanleggets støvfjerningsinnretning uavhengig filter, og at det i dette oppnådde støvfjerningsprodukt innledes som tilsatsbrennstoff i kalsineringstrinnet.

5. Innretning for tørking og finmaling av kull for forsyning av støvkull-fyrstedene i et av forvarmingstrinn., kalsineringstrinn og sintringstrinn bestående brenningsanlegg, særlig for fremstilling av sementklinker, karakterisert ved at male-tørkeanlegget funksjonelt og/eller romlig er integrert med forvarmingstrinnet til en anleggsenhet, idet male-tørkeanlegget er anordnet i nærheten av forvarmingstrinnet (11, 12, 13) og forvarmingstrinnet i det på avgass-siden beliggende område oppviser en innretning for gassuttagning som omfatter et reguleringsorgan (16), en fraskillersyklon (17) med gasstett tømmesluse (18) og en etter syklonen (17) anordnet varmgassventilator (20), og idet maletørkeanlegget er utstyrt med et av brenningsanleggets støvfjerningsinnretninger (54) funksjonelt uavhengig filter (41), fortrinnsvis et elek-trof ilter.

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at filteret (41) med hensyn til sin kapasitet er dimensjonert slik at det for minst 50 % av sin gjennomgangsytelse kan oppta både avluft fra kullm.øllen (23) og en tilnærmet lik delstrøm avgass fra forvarmingstrinnet (11, 12, 13), at det til tømmeinnretningen (5 9, 60) for dette filter (41) er tilkoplet en transportinnretning, fortrinnsvis en fall-ledning (61), som munner ut i kalsineringstrinnet (8, 9, 10) for inn-føring av støvfjerningsproduktet i dette, og at male-tørke-anleggets filter (41) er parallellkoplet med et avgassfilter (54) for forvarmingstrinnet (11, 12, 13).