WO2005024328A2 - Anlage und verfahren zur thermischen behandlung von mehlförmigen rohmaterialien - Google Patents
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- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
- F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge
- F27B7/2025—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones
- F27B7/2033—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones with means for precalcining the raw material
Definitions
- the invention relates to a system and a method for the thermal treatment of meal-shaped raw materials in a separate combustion chamber for precalcination of the raw materials, a sintering furnace and a calciner through which the exhaust gases of the sintering furnace flow, the combustion chamber being connected to the calciner via a connecting line and in the calciner additional fuel and combustion air is supplied.
- So-called multi-stage combustion with an additional combustion chamber is known in cement production.
- a first burning point is provided in a rotary kiln, where the fuel is burned in an oxidizing manner.
- the second burning point is located in the area of the stove inlet and is operated in such a way that a reducing zone is set to reduce NO x .
- the third burning point is finally arranged in an additional combustion chamber in which, with the addition of a portion of tertiary air, combustion is reduced.
- the flue gases from the rotary kiln are mixed with the flue gases from the combustion zone via a connecting line between the combustion chamber and the calciner. After adding the upper air, the gas atmosphere in the calciner is set to be oxidizing.
- the present invention is based on the object of improving the system according to claim 1 and the method according to claim 3 with regard to the efficiency of the NO x reduction.
- the improvement in efficiency is achieved in that the additional fuel is supplied in a region between the connecting line opening into the calciner and the supply of the combustion air. In this way, a sufficient NO x reduction can also be ensured if the additional Brerm chamber is operated in an oxidizing manner. According to a preferred embodiment, part of the exhaust gases from the sintering furnace is also removed as bypass gases.
- the drawing shows a schematic representation of a plant for the thermal treatment of meal-shaped raw materials.
- the system essentially consists of a sintering furnace 1, a calciner 2 through which the exhaust gases lc of the sintering furnace flow, a separate combustion chamber 3 for precalcining the raw materials of a connecting line 4 between the combustion chamber 3 and calciner 2, means 5 for supplying combustion air to the calciner and for separate Brerinhunt 3 and additional means 6 for supplying fuel to the calciner.
- a conventional preheater is provided in which the raw materials 7 are preheated in countercurrent to the exhaust gases from the calciner. Before this preheater, however, only the two lowest cyclones 8 and 9 are shown.
- a bypass system is indicated schematically by reference numeral 10 in order to extract part of the exhaust gases of the sintering furnace as bypass gases.
- the raw material 7 preheated in the preheater is drawn off from the second lowest cyclone 9 and introduced into the separate combustion chamber 3.
- Fuel is also fed to the separate combustion chamber 3 via a combustion point 11.
- Means for supplying combustion air can also be provided.
- the combustion chamber 3 can be operated in an oxidizing or reducing manner.
- the calculator 2 consists of a riser pipe, to which a 180 ° bend is connected in the exemplary embodiment shown.
- a sintering furnace 1 is provided for firing the precalcined raw material 1. If there is no bypass system 10, a second burner lb can be arranged in the area of the furnace inlet, the second burner lb preferably being operated in a reducing manner. After the exhaust gases lc of the sintering furnace 1 and the exhaust gases 3a of the separate combustion chamber 3 meet together with the raw materials in the calciner 2, this gas-solid suspension is mixed and passed through the calciner 2 to the separating cyclone 8. In the separating cyclone 8, the exhaust gas is separated from the calcined raw material, the gas reaching the second lowermost cyclone 9 via a line 9a and the separated, precalcined raw material via a line 12 entering the inlet area of the sintering furnace 1.
- the combustion air is supplied in particular as tertiary air via means 5. In the example shown, the combustion air is introduced via line 5b into the calciner 2 and via lines 5a, 5c into the separate combustion chamber 3.
- the additional means 6 for supplying fuel are provided in the area between the connecting line 4 and the means 5b for supplying combustion air (tertiary air). It is therefore possible to operate the area between the means 6 for supplying fuel and the means 5b for supplying combustion air as a reducing zone 13. In this way, an effective NO x reduction of both the exhaust gases from the sintering furnace 1 and the exhaust gases from the separate combustion chamber 3 can take place. An effective NO x reduction is therefore also possible in particular if the separate combustion chamber 3 is operated in an oxidizing manner and because of a bypass system it is not possible to create a reducing zone in the area of the furnace inlet.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anlage sowie ein Verfahren zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien in einer separaten Brennkammer zur Vorcalcination der Rohmaterialien, einem Sinterofen sowie einem von den Abgasen des Sinterofens durchströmten Calcinator, wobei die Brennkammer über eine Verbindungsleitung mit dem Calcinator in Verbindung steht und im Calcinator zusätzlicher Brennstoff sowie Verbrennungsluft zugeführt wird. Der zusätzliche Brennstoff wird dabei in einem Bereich zwischen der in den Calcinator mündenden Verbindungsleitung und der Zufuhr der Verbrennungsluft zugeführt wird. Auf diese Weise kann eine wirksame NOx-Minderung sowohl der Abgase des Sinterofens als auch der Abgase der separaten Brennkammer erfolgen.
Description
Anlage und Verfahren zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien
Die Erfindung betrifft eine Anlage sowie ein Verfahren zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien in einer separaten Brennkammer zur Vorcalcination der Rohmaterialien, einem Sinterofen sowie einem von den Abgasen des Sinterofens durchströmten Calcinator, wobei die Brennkammer über eine Verbindungsleitung mit dem Calcinator in Verbindung steht und im Calcinator zusätzlicher Brennstoff sowie Verbrennungsluft zugeführt wird.
Bei der Zementherstellung ist die sogenannte Mehrstufenverbrennung mit einer zusätzlichen Brennkammer bekannt. Hierbei ist eine erste Brennstelle in einem Drehrohrofen vorgesehen, wo der Brennstoff oxidierend verbrannt wird. Die zweite Brennstelle befindet sich im Bereich des Ofeneinlaufs wird so betrieben, dass eine reduzierende Zone zu NOx-Minderung eingestellt wird. Die dritte Brennstelle ist schließlich in einer zusätzlichen Brennkammer angeordnet, in der unter Zugabe eines Teils von Tertiärluft reduzierend verbrannt wird. Über eine Verbindungsleitung zwischen Brennkammer und Calcinator werden die Abgase des Drehrohrofens mit den Abgasen der Brennzone vermischt. Nach Zugabe von Oberluft wird die Gasatmosphäre im Calcinator oxidierend eingestellt.
Der Nachteil dieser Anlagenkonzeption besteht insbesondere darin, dass bei Einsatz von sogenannte Bypassanlagen, die Brennstelle im Bereich des Ofeneinlaufs nicht eingesetzt werden kann, da keine reduzierenden Gase in das Bypasssystem gezogen werden dürfen. Dadurch wird jedoch die Wirksamkeit der NOx-Reduzierung deutlich gemindert. In einen solchen Fall muss die Brennkammer daher in jeden Fall reduzierend betrieben werden.
Aus der EP-A-1 052 231 ist eine Anlage zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien bekannt, bei der die zusätzliche Brennkammer oxidierend betrieben wird. Ferner sind im Bereich des Calcinators zwischen
Ofeneinlauf und der Verbindungsleitung zwischen Brennkammer und Calcinator zusätzliche Brennstellen vorgesehen, um in diesem Bereich eine reduzierende Atmosphäre zu schaffen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Anlage gemäß Anspruch 1 bzw. das Verfahren gemäß Anspruch 3 hinsichtlich des Wirkungsgrads der NOx-Minderung zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 3 gelöst.
Die Verbesserung des Wirkungsgrades wird dadurch erreicht, dass der zusätzliche Brennstoff in einem Bereich zwischen der in den Calcinator mündenden Verbindungsleitung und der Zufuhr der Verbrennungsluft zugeführt wird. Auf diese Weise kann eine ausreichende NOx-Minderung auch dann gewährleistet werden, wenn die zusätzliche Brermkammer oxidierend betrieben wird. Gemäß einen bevorzugten Ausfulvrungsbeispiel wird zudem ein Teil der Abgase des Sinterofens als Bypassgase abgezogen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien.
Die Anlage besteht im Wesentlichen aus einem Sinterofen 1, einem von den Abgasen lc des Sinterofens durchströmten Calcinator 2, einer separaten Brennkammer 3 zur Vorcalcination der Rohmaterialien einer Verbindungsleitung 4 zwischen Brennkammer 3 und Calcinator 2, Mitteln 5 zum Zuführen von Verbrennungsluft zum Calcinator und zur separaten Brerinkammer 3 sowie zusätzlichen Mitteln 6 zum Zuführen von Brennstoff in den Calcinator.
Ansonsten ist ein üblicher Vorwärmer vorgesehen, in dem die Rohmaterialien 7 im Gegenstrom zu den Abgasen des Calcinators vorgewärmt werden. Vor diesem Vorwärmer sind jedoch lediglich die beiden untersten Zyklone 8 und 9 dargestellt.
Weiterhin ist mit dem Bezugszeichen 10 schematisch eine Bypassanlage angedeutet, um einen Teil der Abgase des Sinterofens als Bypassgase abzuziehen.
Das im Vorwärmer vorgewärmte Rohmaterial 7 wird aus dem zweituntersten Zyklon 9 abgezogen und in die separate Brennkammer 3 eingeleitet. Über eine Brennstelle 11 wird ferner Brennstoff der separaten Brennkammer 3 zugeführt. Weiter hin können Mittel zum Zuführen von Verbrennungsluft vorgesehen werden. Die Brennkammer 3 kann oxidierend oder reduzierend betrieben werden.
Die auf diese Weise vorbehandelten Rohmaterialien gelangen zusammen mit den Abgasen 3a über die Verbindungsleitung 4 in den Calcinator 2, wo sich die Abgase 3 a der Brennkammer 3 mit den Abgasen lc des Sinterofens 1 vermischen. Der Calcinator 2 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Steigleitung, an die sich im dargestellten Ausführungsbeispiel ein 180° Krümmer anschließt.
Zum Brennen des vorcalcinierten Rohmaterials ist Sinterofen 1 eine erste Brennstelle la vorgesehen. Sofern kein Bypasssystem 10 vorhanden ist, kann im Bereich des Ofeneinlaufes eine zweite Brennstelle lb angeordnet werden, wobei die zweite Brennstelle lb vorzugsweise reduzierend betrieben wird. Nachdem die Abgase lc des Sinterofens 1 und die Abgase 3 a der separaten Brennkammer 3 zusammen mit den Rohmaterialien im Calcinator 2 zusammentreffen, wird diese Gas- Feststoffsuspension vermischt und durch den Calcinator 2 bis zum Abscheidezyklon 8 geführt. Im Abscheidezyklon 8 wird das Abgas vom calcinierten Rohmaterial getrennt, wobei das Gas über eine Leitung 9a zum zweituntersten Zyklon 9 und das abgetrennte, vorcalcinierte Rohmaterial über eine Leitung 12 in den Einlaufbereich des Sinterofens 1 gelangt.
Die Verbrennungsluft wir insbesondere als Tertiärluft über Mittel 5 zugeführt. Im dargestellten Beispiel wird die Verbrennungsluft über die Leitung 5b in den Calcinator 2 und über die Leitungen 5a, 5c in die separate Brennkammer 3 eingeführt.
Weiterhin sind im Bereich zwischen der Verbindungsleitung 4 und den Mitteln 5b zum Zuführen von Verbrennungsluft (Tertiärluft) die zusätzlichen Mittel 6 zum Zuführen von Brennstoff vorgesehen. Es besteht somit die Möglichkeit, den Bereich zwischen den Mitteln 6 zum Zuführen von Brennstoff und den Mitteln 5b zum Zuführen von Verbrennungsluft als reduzierende Zone 13 zu betreiben. Auf diese Weise kann eine wirksame NOx-Minderung sowohl der Abgase des Sinterofens 1 als auch der Abgase der separaten Brennkammer 3 erfolgen. Eine wirksame NOx- Minderung ist also insbesondere auch dann möglich, wenn die separate Brennkammer 3 oxidierend betrieben wird und aufgrund eines Bypasssystems keine reduzierende Zone im Bereich des Ofeneinlaufs geschaffen werden kann.
Claims
1. Anlage zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien mit - einem Sinterofen (1), - einem von den Abgasen des Sinterofens durchströmten Calcinator (2), - einer separaten Brennkammer (3) zur Vorcalcination der Rohmaterialien, - einer Verbindungsleitung zwischen Brennkammer und Calcinator, - Mitteln (5b) zum Zuführen von Verbrennungsluft zum Calcinator - sowie zusätzlichen Mitteln zum Zuführen von Brennstoff in den Calcinator, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mittel (6) zum Zuführen von Brennstoff in einem Bereich zwischen der Verbindungsleitung und den Mitteln (5b) zum Zuführen von Verbrennungsluft angeordnet sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Teil der Abgase des Sinterofens (1) ein Bypassanlage (10) vorgesehen ist.
3. Verfahren zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien in einer separaten Brennkammer (3) zur Vorcalcination der Rohmaterialien, einem Sinterofen (1) sowie einem von den Abgasen des Sinterofens durchströmten Calcinator (2), wobei die Brennkammer über eine Verbindungsleitung (4) mit dem Calcinator in Verbindung steht und im Calcinator zusätzlicher Brennstoff sowie Verbrennungsluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Brennstoff (6) in einem Bereich zwischen der in den Calcinator mündenden Verbindungsleitung (4) und der Zufuhr (5b) der Verbrennungsluft zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (3) oxidierend betrieben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (3) reduzierend betrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Sinterofen (1) im Bereich des Ofenauslaufs eine erste Brennstelle (la) vorgesehen ist, an welcher der Brennstoff oxidierend verbrannt wird und im Bereich des Ofeneinlaufs eine zweite Brennstelle (lb) vorgesehen ist, an welcher der Brennstoff reduzierend verbrannt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teil der Abgase des Sinterofens (1) als Bypassgase abgezogen werden.
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