DD237160A1

DD237160A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE THERMAL TREATMENT OF ALKALI-CONTAINING STUFFS

Info

Publication number: DD237160A1
Application number: DD27618885A
Authority: DD
Inventors: Waldemar Danowski
Original assignee: Dessau Zementanlagenbau Veb
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-07-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrichtungen zur thermischen Behandlung, insbesondere die Abtrennung der Alkalien von den karbonatisch-silikatischen Bestandteilen der Staeube, beispielsweise aus Sinterreaktoren der Zementindustrie. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, aus alkalichlorid- und -sulfathaltigen Ofenstaeuben der Sinterreaktoren die fluechtigen Alkaliverbindungen vom restlichen Staub eines Teilgasabzuges, unter gleichzeitiger Nutzung der Prozessabwaerme, zu trennen und verwendbar zu machen. Erfindungsgemaess wird dieses dadurch erreicht, dass der abgezogene Teilgasstrom in einer oder mehreren Stufen auf Temperaturen zwischen 1 100 und 1 400C erhitzt wird, wobei die bereits kondensierten Alkalichloride und -sulfate wieder verdampfen. Der alkaliarme Grobstaub wird abgeschieden und in den Klinkerbrennprozess zurueckgefuehrt. Der Feinstaub wird nach einer Schnellkuehlung einer Verwertung beispielsweise als Kaliduengemittel zugefuehrt. Fig. 1The invention relates to a method and the devices for thermal treatment, in particular the separation of the alkalis from the carbonatic-silicate components of the dust, for example from sintered reactors of the cement industry. The object and the object of the invention is to separate from alkalichloride- and -sulfathaltigen Ofenstaeuben the sintering reactors, the volatile alkali compounds from the remaining dust of a partial gas vent, with simultaneous use of Prozeßabwaerme, and to make usable. According to the invention this is achieved in that the withdrawn partial gas stream is heated in one or more stages to temperatures between 1100 and 1400C, wherein the already condensed alkali chlorides and sulfates evaporate again. The low-alkali coarse dust is separated and returned to the clinker burning process. The fine dust is fed after a quick cooling for recovery, for example, as Kaliduengemittel. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur thermischen Behandlung, insbesondere die Abtrennung der Alkalien von den karbonatisch-silikatischen Bestandteilen der Stäube, beispielsweise aus Sinterreaktoren der Zementindustrie.The invention relates to a method and devices for thermal treatment, in particular the separation of the alkalis from the carbonatic-silicate constituents of the dusts, for example from sintered reactors of the cement industry.

Characteristic of the known technical solutions

Alkalihaltige Ofenstäube aus elektrischen oder mechanischen Gasreinigungsanlagen werden häufig in den Brennprozeß zurückgeführt oder in stillgelegten Steinbrüchen und dergleichen verhaldet. Alkalireiche Stäube aus Teilgasabzügen, beispielsweise für die Chloridreduktion in Trockenbrennanlagen (Bypass), werden ebenso verhaldet oder als minderwertiges Kalidüngemittel verwertet.Alkali-containing furnace dusts from electrical or mechanical gas cleaning plants are frequently recycled to the firing process or left in disused quarries and the like. Alkali-rich dusts from partial gas vents, for example, for the chloride reduction in dry kilns (bypass), are also verhaldet or recycled as inferior potash fertilizer.

Allen Verfahren zum Teilgasabzug gemeinsam ist eine schnelle Kühlung der alkalichlorid- und -sulfathaltigen Gase nach dem Abzug mit Luft und/oder Wasser.Common to all partial gas withdrawal processes is rapid cooling of the gases containing alkali chloride and sulphate after extraction with air and / or water.

Es ist ferner bekannt, das Bypassgas unmittelbar nach dem Abzug in einem Zyklon zu entstauben und anschließend abzukühlen, wobei der abgeschiedene alkalihaltige Grobstaub in den Brennprozeß zurückgeführt wird.It is also known to dedust the bypass gas immediately after the withdrawal in a cyclone and then to cool, wherein the deposited alkaline-containing coarse dust is returned to the firing process.

Eine Anhebung der K₂0-Konzentration im Sinne eines hochwertigen Kalidüngemittels wird erzielt durch Auslaugen der wasserlöslichen Alkalisalze oder durch Brennen in einem separaten Drehrohrofen oder Wirbelschichtreaktor. Nachteile dieser Verfahren sind ein hoher Aufwand für eine Naßaufbereitung mit anschließender Filtration und Trocknung sowie für einen separaten Sinterreaktor.An increase in the K ₂ 0 concentration in terms of a high-grade potash fertilizer is achieved by leaching the water-soluble alkali metal salts or by firing in a separate rotary kiln or fluidized bed reactor. Disadvantages of these processes are a high outlay for wet processing with subsequent filtration and drying and for a separate sintering reactor.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, um alkalichlorid- und -sulfathaltige Ofenstäube, insbesondere Bypass-Stäube aus Sinterreaktoren der Zementindustrie effektiv zu verwerten.The aim of the invention is to develop a method and devices to effectively utilize alkali metal chloride and sulfate furnace dusts, in particular by-pass dusts from cement industry sintering reactors.

Explanation of the essence of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Abtrennung der flüchtigen Alkaliverbindungen vom restlichen Staub eines Teilgasabzuges beim Brennen von Zementklinker zu entwickeln, bei dem gleichzeitig weitgehend Prozeßabwärme genutzt wird.It is an object of the invention to develop a method and apparatus for separating the volatile alkali compounds from the remaining dust of a partial gas vent when burning cement clinker, in which at the same time largely process waste heat is used.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das abgezogene Bypassgas anstelle der üblicherweise praktizierten Kühlung eine weitere Erwärmung mit Hilfe einer Zusatzheizung erfährt. Dabei werden die mit 900 bis 1100⁰C heißen, an den Oberflächen mit bereits kondensierten Alkaliverbindungen belegten Staubpartikel auf Temperaturen von 1100 bis 1 400⁰C, vorzugsweiseAccording to the invention this is achieved in that the withdrawn bypass gas instead of the usually practiced cooling undergoes further heating by means of an additional heating. Here are the 900 to 1100 ⁰ C hot, on the surfaces with already condensed alkali compounds occupied dust particles to temperatures of 1100 to 1 400 ⁰ C, preferably

1 200 bis 1 300⁰C angehoben. Die teilweise kondensierten Alkaliverbindungen gehen wieder in die Gasphase über und werden in einem Heißzyklon vom restlichen Staub, bestehend aus Aluminaten, Silikaten und Karbonaten, abgetrennt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Zusatzheizung durch Brennstoffaufgabe in das Steigrohr des Heißzyklons im Bypass, wobei heiße Verbrennungsluft aus dem Klinkerkühler einsetzbar ist. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Heißzyklon des Bypasses abgeschiedene entsäuerte, teilverklinkerte und weitgehend alkalifreie Grobstaub wird in den Ofeneinlauf des Sinterreaktors, beispielsweise eines Drehrohrofens, zurückgeführt. Der stark alkaliangereicherte Feinstaub aus dem Heißzyklon wird anschließend einer an sich bekannten Schnellkühlung mit Luft und/oder Wasser zur Kondensation der Alkaliverbindungen unterworfen und der Verwendung als hochwertiges Kalidüngemittel zugeführt.1 200 to 1 300 ⁰ C raised. The partially condensed alkali compounds revert to the gas phase and are separated in a hot cyclone from the remaining dust consisting of aluminates, silicates and carbonates. With the inventive device, the additional heating takes place by fuel in the riser of the hot cyclone in the bypass, hot combustion air from the clinker cooler can be used. The deacidified, teilverklinkerte and largely alkali-free coarse dust deposited in the hot cyclone of the bypass by the novel process is in the kiln inlet of the sintering reactor, such as a rotary kiln, returned. The highly alkali-enriched fine dust from the hot cyclone is then subjected to a known rapid cooling with air and / or water for the condensation of the alkali compounds and fed to the use as high-grade potash fertilizer.

Dabei zeigt es sich, daß das in den Rohstoffen vorliegende Verhältnis K₂OiNa₂O von beispielsweise ca. 4 nach Passieren der Ofenkreisläufe ein Verhältnis von 6 bis 7 erreicht. Diese Wirkung ist bedingt durch die höhere Flüchtigkeit der Kaliverbindungen gegenüber den Natriumverbindungen. Der Effekt wirkt sich günstig auf die Qualität des zu erzeugenden Kalidüngers aus. Durch den erneuten Verdampfungsprozeß wird ein Verhältnis von 9 bis 10 erreicht.It turns out that the present in the raw materials ratio K ₂ OiNa ₂ O, for example, about 4 after passing the furnace cycles reaches a ratio of 6 to 7. This effect is due to the higher volatility of the potassium compounds compared to the sodium compounds. The effect has a favorable effect on the quality of the potash fertilizer to be produced. The re-evaporation process achieves a ratio of 9 to 10.

In Ausgestaltung der Erfindung kann zum Zwecke einer weiteren Anhebung des K₂O-Gehaltes gasseitig nach dem Heißzyklon der Bypassleitung mit Zusatzfeuerung ein weiterer Heißzyklon mit Zusatzheizung im Steigrohr vorgesehen werden, an den sich gasseitig die Schnellkühlung anschließt. Dabei wird ein Verhältnis K₂0:Na₂0 > 10 erreicht. Die Staubrückführung aus dem 2. Heißzyklon kann wahlweise in das beheizte Steigrohr des 1. Heißzyklons, in den Rohmehlvorwärmer oder in den Ofeneinlauf des Drehrohrofens erfolgen.In an embodiment of the invention, for the purpose of further increasing the K ₂ O content gas side after the hot cyclone of the bypass line with additional firing another hot cyclone with additional heating in the riser are provided, followed by the gas cooling the rapid cooling. In this case, a ratio K ₂ 0: Na ₂ 0> 10 is reached. The dust return from the 2nd hot cyclone can be carried out either in the heated riser of the first hot cyclone, in the raw meal preheater or in the kiln inlet of the rotary kiln.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es außerdem möglich, in den Zusatzheizungen der Heißzyklone und in allen anderen Feuerungsanlagen minderwertige alkalireiche Brennstoffe, beispielsweise salzhaltige Braunkohle, zu verwerten. Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigt:The process according to the invention also makes it possible to utilize inferior alkali-rich fuels, for example salty lignite, in the auxiliary heaters of the hot cyclones and in all other firing installations. The invention is explained below with reference to exemplary embodiments. Hereby shows:

Fig. 1 Das Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung Fig. 2 Eine Einrichtung nach Fig. 1 mit zusätzlicher Aufheizung.Fig. 1 The scheme of a device according to the invention Fig. 2 A device according to Fig. 1 with additional heating.

Von dem aus dem Drehrohrofen 1 strömenden alkali- und staubhaltigen Abgas wird vor Eintritt in den Kalzinierreaktor 2 und Rohmehlvorwärmer 3 ein Teilgasabzug 4 zur Reduktion der inneren Alkaiikreisläufe vorgenommen. Das abgezogene Bypassgas wird auf kurzem Weg in einen Bypass-Heißzyklon 5 geleitet, dessen Steigrohr 6 so beheizt wird, daß die bereits am Ofenstaub kondensierten Alkaliverbindungen wieder gasförmig werden. Die Brenner 7 des Steigrohres werden mit der vor Ort zur Verfügung stehenden heißen Abluft des Kühlers 12 aus der Tertiärluftleitung 8 gespeist, die für den Kalzinierreaktor herangeführt wird. Der weitgehend alkalifreie Grobstaub wird über die Rückführleitung 9 in den Brennprozeß zurückgeführt. Der alkalireiche Feinstaub wird einer Schnellkühlung 10 mit Luft und/oder Wasser unterzogen und in einem geeigneten Filter 11 gesammelt. Dem erfindungsgemäßen Separationsprozeß kann eine Granulation des so erhaltenen Kalidüngers nachgeschaltet werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 befindet sich zusätzlich zu den Ausrüstungen vom Ausführungsbeispiel 1 ein zweiter Bypass-Heißzyklon 13 im Teilgasabzug, der im Steigrohr 14 mit einer weiteren Zusatzfeuerung durch einen Brenner 15 versehen wird. Die Verbrennungsluft 8b wird dabei ebenfalls aus der Tertiärluftleitung 8 entnommen.From the flowing from the rotary kiln 1 alkali and dust-containing exhaust gas is made before entering the calcination reactor 2 and Rohmehlvorwärmer 3 a partial gas vent 4 for reducing the inner Alkaiikreisläufe. The withdrawn bypass gas is passed over a short path in a bypass hot cyclone 5, the riser 6 is heated so that the already condensed on the furnace dust alkali compounds are gaseous again. The burners 7 of the riser pipe are fed with the locally available hot exhaust air of the radiator 12 from the tertiary air line 8, which is brought to the calcining reactor. The largely alkali-free coarse dust is returned via the return line 9 in the firing process. The alkali-rich fine dust is subjected to a rapid cooling 10 with air and / or water and collected in a suitable filter 11. The separation process according to the invention can be followed by granulation of the potash fertilizer thus obtained. In the embodiment of FIG. 2 is in addition to the equipment of embodiment 1, a second bypass hot cyclone 13 in the partial gas vent, which is provided in the riser 14 with a further additional firing by a burner 15. The combustion air 8b is also removed from the tertiary air line 8.

Der aus dem Heißzyklon 13 abgeschiedene weitgehend alkalifreie Staub wird über die Rückführleitung 16 und 9 in den Drehrohrofen 1 geführt. Für den Brennprozeß erfolgt die Brennstoffzuführung in den Drehrohrofen 1 durch eine Feuerung 17. Für die zusätzliche Wärmezuführung in den Kalzinierreaktor 2 ist eine Feuerung 18 vorgesehen.The largely alkali-free dust separated from the hot cyclone 13 is guided via the return line 16 and 9 into the rotary kiln 1. For the firing process, the fuel supply takes place in the rotary kiln 1 by a furnace 17. For the additional heat supply into the calcination reactor 2, a furnace 18 is provided.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ist in Abhängigkeit vom angestrebten K₂O-Gehalt des Düngemittels auch realisierbar ohne die Einrichtung des Kalzinierreaktors 2.The method according to the invention and the device can also be implemented without the installation of the calcining reactor 2, depending on the desired K ₂ O content of the fertilizer.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zeichnet sich insbesondere durch folgende Vorteile aus: Es wird die Herstellung von Kalidüngemittel als hochwertiges Nebenprodukt bei gleichzeitiger Rückgewinnung der Rohmehlbestandteiie für die Klinkerherstellung erreicht. Neben einer Reduzierung der inneren Alkalikreisläufe erfolgt eine Rückgewinnung derfühlbaren Wärme und der Reaktionswärme derteilverklinkerten Rohmehlbestandteile des Bypass-Staubes. Aufwendige technologische Nebenlinien sind nicht erforderlichThe inventive method and the device is characterized in particular by the following advantages: It is the production of potash fertilizer as a high quality by-product with simultaneous recovery of Rohmehlbestandteiie reached for clinker production. In addition to reducing the internal alkali cycles, recovery of the sensible heat and heat of reaction of the partial bridged raw meal constituents of the bypass dust occurs. Elaborate technological secondary lines are not required

Außerdem werden Umweltprobleme durch Haldenwirtschaft vermieden. In addition, environmental problems caused by dumping are avoided.

Claims

Invention claim:

A process for the thermal treatment of alkali-containing dusts in the production of cement clinker and the like by means of known sintered reactors and raw meal preheating with partial gas withdrawal, for example alkali bypass, characterized in that in the alkali and dust-containing gas of Teilgasabzuges by increasing the Temperatures of 900 to 1 000 ° C, in one or more additional heating stages to temperatures of 1100 to 1400 ⁰ C, preferably 1 200 to 1 300 ⁰ C, the already condensed alkali chlorides and sulfates again cramp, the ratio of K ₂ O to Na ₂ O thereby to 7 bis 11, preferably 8 to 10 is raised, the low-alkali coarse dust deposited and fed back process in the clinker η and the fine dust after a rapid cooling of a recovery, for example, fed as potash fertilizer.

2. The method according to item 1, characterized in that alkali-containing fuels can be used for all furnaces, for example in the calcining sintering zone and for the additional heating stages.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that hot combustion air is withdrawn from the cooling process from the tertiary air stream for calcination and used for the additional heating.

4. Apparatus for carrying out the method according to item 1 to 3, characterized in that of a rotary kiln (1) a partial gas vent (4) via a riser (6) a hot cyclone (5) and from this a return line (9) for the coarse dust to the rotary kiln inlet and a line for the alkali-rich fine dust via a blast chiller (10) to a filter (11) leads and in the riser a Teiltertiärluftleitung (8a) opens and one or more burners (7) are arranged.

5. The device according to item 4, characterized in that via riser lines (6) and (14) preferably two hot cyclones (5) and (13) successively with separate Teiltertiärluftleitung (8a, 8b) and burners (7, 15) in the risers, are connected to the partial gas outlet (4).