DE10340414A1

DE10340414A1 - Plant and process for the thermal treatment of flour-like raw materials

Info

Publication number: DE10340414A1
Application number: DE2003140414
Authority: DE
Inventors: Dirk Bellwinkel; Günter DRIEMEIER; Sven Jankhöfer
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24
Also published as: WO2005024328A2; WO2005024328A3

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.The invention relates to a plant and a method for the thermal treatment of meal-shaped raw materials in a separate combustion chamber for precalcination of raw materials, a sintering furnace and a calciner flowed through by the exhaust gases of the sintering furnace, wherein the combustion chamber via a connecting line with the calciner in combination and in the calciner additional fuel and combustion air is supplied. The additional fuel is supplied in a region between the opening into the calciner connecting line and the supply of combustion air.

Description

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.The The invention relates to a system and a method for thermal Treatment of flour-shaped Raw materials in a separate combustion chamber for precalcination the raw materials, a sintering furnace and one of the exhaust gases flowed through the sintering furnace Calcinator, the combustion chamber via a connecting line communicates with the calciner and additional in the calciner Fuel and combustion air is supplied.

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 NO_X-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.In cement production, the so-called multi-stage combustion with an additional combustion chamber is known. Here, a first focal point is provided in a rotary kiln, where the fuel is burned oxidizing. The second combustion station is located in the area of the kiln inlet and is operated in such a way that a reducing zone is set to NO _x reduction. Finally, the third combustion point is arranged in an additional combustion chamber, in which reducing combustion takes place with the addition of a portion of tertiary air. Via a connecting line between the combustion chamber and calciner the exhaust gases of the rotary kiln are mixed with the exhaust gases of the combustion zone. After addition of upper air, the gas atmosphere in the calciner is set oxidizing.

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 NO_X-Reduzierung deutlich gemindert. In einen solchen Fall muss die Brennkammer daher in jeden Fall reduzierend betrieben werden.The disadvantage of this system design is in particular that when using so-called bypass systems, the burner in the field of the kiln inlet can not be used because no reducing gases may be drawn into the bypass system. However, this significantly reduces the effectiveness of the NO _x reduction. In such a case, therefore, the combustion chamber must be operated in each case reducing.

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.Out EP-A-1 052 231 is a plant for the thermal treatment of mealy Raw materials known in which the additional combustion chamber oxidizing is operated. Furthermore, in the area of the calciner between the kiln inlet and the connecting line between the combustion chamber and calciner additional Burners provided to reduce in this area the atmosphere to accomplish.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Anlage gemäß Anspruch 1 bzw. das Verfahren gemäß Anspruch 3 hinsichtlich des Wirkungsgrads der NO_X-Minderung zu verbessern.The present invention is based on the object of improving the system according to claim 1 or the method according to claim 3 with regard to the efficiency of the NO _x reduction.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 3 gelöst.According to the invention this Problem solved by the features of claims 1 and 3, respectively.

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 NO_X-Minderung auch dann gewährleistet werden, wenn die zusätzliche Brennkammer oxidierend betrieben wird. Gemäß einen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird zudem ein Teil der Abgase des Sinterofens als Bypassgase abgezogen.The improvement of the efficiency is achieved in that the additional fuel is supplied in a region between the opening into the calciner connecting line and the supply of combustion air. In this way, a sufficient NO _x reduction can be ensured even if the additional combustion chamber is operated oxidizing. According to a preferred embodiment, a portion of the exhaust gases of the sintering furnace is also deducted as bypass gases.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.Further Advantages and embodiments of the invention will be described below the description and the drawings explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien.The Drawing shows a schematic representation of a plant for thermal Treatment of flour-shaped Raw materials.

Die Anlage besteht im Wesentlichen aus einem Sinterofen 1, einem von den Abgasen 1c 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 Brennkammer 3 sowie zusätzlichen Mitteln 6 zum Zuführen von Brennstoff in den Calcinator.The plant consists essentially of a sintering furnace 1 , one of the exhaust gases 1c of the sintering furnace flowed through Calcinator 2 , a separate combustion chamber 3 for precalcining the raw materials of a connecting pipe 4 between combustion chamber 3 and calcinator 2 , Means 5 for supplying combustion air to the calciner and to the separate combustion chamber 3 as well as additional funds 6 for feeding fuel into the calciner.

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.Otherwise, a conventional preheater is provided in which the raw materials 7 preheated in countercurrent to the exhaust gases of the calciner. However, only the two lowest cyclones are in front of this preheater 8th and 9 shown.

Weiterhin ist mit dem Bezugszeichen 10 schematisch eine Bypassanlage angedeutet, um einen Teil der Abgase des Sinterofens als Bypassgase abzuziehen.Furthermore, by the reference numeral 10 schematically indicated a bypass system to deduct a portion of the exhaust gases of the sintering furnace as bypass gases.

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.The preheater preheated raw material 7 gets out of the second lowest cyclone 9 subtracted and into the separate combustion chamber 3 initiated. About a focal point 11 also becomes fuel of the separate combustion chamber 3 fed. Farther means may be provided for supplying combustion air. The combustion chamber 3 can be operated oxidizing or reducing.

Die auf diese Weise vorbehandelten Rohmaterialien gelangen zusammen mit den Abgasen 3a über die Verbindungsleitung 4 in den Calcinator 2, wo sich die Abgase 3a der Brennkammer 3 mit den Abgasen 1c des Sinterofens 1 vermischen. Der Calcinator 2 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Steigleitung, an die sich im dargestellten Ausführungsbeispiel ein 180° Krümmer anschließt.The raw materials pretreated in this way come together with the exhaust gases 3a over the connecting line 4 in the calciner 2 where the exhaust fumes 3a the combustion chamber 3 with the exhaust gases 1c of the sintering furnace 1 mix. The calciner 2 consists in the illustrated embodiment of a riser to which in the illustrated Embodiment connects a 180 ° elbow.

Zum Brennen des vorcalcinierten Rohmaterials ist Sinterofen 1 eine erste Brennstelle 1a vorgesehen. Sofern kein Bypasssystem 10 vorhanden ist, kann im Bereich des Ofeneinlaufes eine zweite Brennstelle 1b angeordnet werden, wobei die zweite Brennstelle 1b vorzugsweise reduzierend betrieben wird. Nachdem die Abgase 1c des Sinterofens 1 und die Abgase 3a 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.For firing the precalcined raw material is sintering furnace 1 a first burner 1a intended. Unless a bypass system 10 is present, in the area of the kiln inlet a second burner 1b be arranged, the second focal point 1b preferably operated reducing. After the exhaust 1c of the sintering furnace 1 and the fumes 3a the separate combustion chamber 3 together with the raw materials in the calciner 2 meet, this gas-solid suspension is mixed and through the calciner 2 until the separation cyclone 8th guided. In the separation cyclone 8th The exhaust gas is separated from the calcined raw material, the gas via a conduit 9a to the second lowest cyclone 9 and the separated, precalcined raw material via a conduit 12 in the inlet area of the sintering furnace 1 arrives.

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.The combustion air in particular as tertiary air via means 5 fed. In the example shown, the combustion air over the line 5b in the calciner 2 and over the wires 5a . 5c in the separate combustion chamber 3 introduced.

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 NO_X-Minderung sowohl der Abgase des Sinterofens 1 als auch der Abgase der separaten Brennkammer 3 erfolgen. Eine wirksame NO_X-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.Furthermore, in the area between the connecting line 4 and the means 5b for supplying combustion air (tertiary air) the additional means 6 provided for supplying fuel. There is thus the possibility of the area between the funds 6 for supplying fuel and the means 5b for supplying combustion air as a reducing zone 13 to operate. In this way, an effective NO _x reduction of both the exhaust gases of the sintering furnace 1 as well as the exhaust gases of the separate combustion chamber 3 respectively. An effective NO _x reduction is thus possible in particular even if the separate combustion chamber 3 is operated oxidizing and due to a bypass system no reducing zone in the region of the kiln inlet can be created.

Claims

Plant for the thermal treatment of flour-like raw materials with - a sintering furnace ( 1 ), - a calciner flowing through the exhaust gases of the sintering furnace ( 2 ), - a separate combustion chamber ( 3 ) for the precalcination of raw materials, - a connection between combustion chamber and calciner, - means ( 5b ) for supplying combustion air to the calciner - and additional means for supplying fuel into the calciner, characterized in that the additional means ( 6 ) for supplying fuel in an area between the connection line and the means ( 5b ) are arranged for supplying combustion air.

Installation according to claim 1, characterized in that for a part of the exhaust gases of the sintering furnace ( 1 ) a bypass system ( 10 ) is provided.

Process for the thermal treatment of meal-like raw materials in a separate combustion chamber ( 3 ) for the precalcination of the raw materials, a sintering furnace ( 1 ) and a calciner flowed through by the exhaust gases of the sintering furnace ( 2 ), wherein the combustion chamber via a connecting line ( 4 ) is in communication with the calciner and in the calciner additional fuel and combustion air is supplied, characterized in that the additional fuel ( 6 ) in a region between the connecting line opening into the calciner ( 4 ) and the feed ( 5b ) is supplied to the combustion air.

Method according to claim 3, characterized in that the combustion chamber ( 3 ) is operated oxidatively.

Method according to claim 3, characterized in that the combustion chamber ( 3 ) is operated reducing.

Process according to claim 3, characterized in that in the sintering furnace ( 1 ) in the region of the kiln outlet, a first burner ( 1a ) is provided, on which the fuel is burned oxidizing and in the region of the kiln inlet a second burner ( 1b ) is provided, on which the fuel is burned reducing.

A method according to claim 3, characterized in that a part of the exhaust gases of the sintering furnace ( 1 ) are deducted as bypass gases.