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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorerhitzen von Zementrohmehl
oder anderen feinkörnigen, alkalihaltigen Stoffen durch direkte Berührung mit heißem
Ofenabgas, wobei die heißen Ofenabgase vor Eintritt in den Vorerhitzer zwecks Niederschlagung
der mitgeführten Alkalien mit kalten feinkörnigen Stoffen gemischt werden und diese
Stoffe aus den Gasstrom abgeschieden und endgültig aus dem System abgeleitet werden,
noch bevor diese die Verdampfungstemperatur der Alkalien erreicht haben, nach Patent
1126306 oder Zusatzpatentanmeldung K 39164 VI a/31 a.
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Beim Brennen von Zementrohgut oder ähnlichen Stoffen, die Alkalien
enthalten, werden die Alkalien im Brennofen verflüchtigt und als Dämpfe oder
- nachdem sie kondensiert sind - als feine Nebel mit dem Ofenabgas
abgeleitet. Gelangen die Alkalien mit dem Abgas in den Vorerhitzer, so werden sie
im Kreislauf mit dem erhitzten Rohgut wieder in den Brennofen zurückgeführt. Das
Ofenabgas wird dann ständig mit Alkalien angereichert und das Rohgut in immer stärkerem
Maße damit beladen. Dabei wird das Rohgut in seiner Fließfähigkeit beeinträchtigt,
und es kommt zu Anbackungen und Verstopfungen innerhalb des Vorerhitzers.
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Gemäß dem Hauptpatent ist diese Gefahr dadurch behoben, daß das Ofenabgas
vor Eintritt in den Vorerhitzer zwecks Niederschlagung der mitgeführten Alkalidämpfe
mit einem kalten, feinkörnigen, festen Stoff in Berührung gebracht wird, welcher
dem Gasstrom kontinuierlich zugegeben wird und anschließend durch ein Gefäß geleitet
wird, in dem der mit Alkalien beladene feinkörnige Stoff abgeschieden und aus dem
System abgeleitet wird. Hierbei werden die Alkalidämpfe auf dem kalten, feinkörnigen,
festen Stoff niedergeschlagen. Auf diese Weise wird der Alkaligehalt des Ofenabgases
beseitigt oder stark vermindert, so daß die erwähnten Störungen beim Betrieb des
Vorerhitzers nicht mehr auftreten. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht
darin, daß im Ofen ein Endprodukt, z. B. Zementklinker, gewonnen wird, das nur noch
einen sehr geringen Alkaligehalt besitzt.
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Gemäß der Erfindung wird in weiterer Ausbildung des Gegenstandes des
Hauptpatents oder der Zusatzpatentanmeldung nur ein Teilstrom der Ofenabgase mit
den kalten, feinkörnigen Stoffen gemischt und nach Ausscheidung der feinkörnigen
Stoffe in den Vorerhitzer eingef.ührt., Hierdurch ist der Vorteil gegeben, daß das
Rohgut iii-dem Vorerhitzer auf eine weit höhere Temperatur gebracht werden kann,
als es bei Durchleitung des gesamten Ofenabgases durch das Niederschlagungsgefäß
möglich wäre. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß man mit einer verhältnismäßig
geringen Menge des feinkörnigen, festen Stoffes für die Niederschlagung der Alkalien
auskommt.
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Zweckmäßigerweise werden die aus dem Niederschlagungsgefäß austretenden
Abgasmengen an einer Stelle mit etwa gleicher Gastemperatur in den Vorerhitzer wieder
eingeführt. Hierdurch wird erreicht, daß die Erhitzung des Behandlungsgutes durch
die teilweise Abkühlung des durch das Niederschlagungsgefäß geleiteten Teilstromes
nicht beeinträchtigt wird.
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Das Mengenverhältnis des Teilgasstromes, welcher das Niederschlagungsgefäß
durchzieht, zu dem Gasstrom, der unmittelbar in den Vorerhitzer gelangt, wird so
bemessen, daß die Alkalimengen, die mit letzterem in den Vorerhitzer _gelangen,
unter derjenigen Grenze bleiben, o - berÜalb,-welcher die Gefahr besteht,
daß das Zementrohgut infolge der darauf niedergeschlagenen Alkalien an den Wänden
des Vorerhitzers anbackt. Das richtige Verhältnis kann leicht durch Versuche ermittelt
werden. Kommt es darauf an, ein gebranntes Gut zu erzeugen, dessen Alkaligehalt
einen bestimmten Prozentsatz nicht übersteigt, so kann man das Mengenverhältnis
der beiden Gasströme zueinander ebenfalls leicht durch Versuche entsprechend abstimmen.
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Das Verfahren kann unabhängig davon" ob das Ofengas ganz oder zum
Teil durch das Niederschlagungsgefäß geleitet wird, ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet
werden, daß der aus dem Niederschlagungsgefäß austretende Stoff - gegebenenfalls
nach Kühlung - ganz oder zum Teil im Kreislauf wieder in das Niederschlagungsgefäß
eingebracht wird. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß der Bedarf an diesem Stoff
beträchtlich verringert wird. Die Kreislaufführung des Stoffes bringt es außerdem
mit sich, daß er stärker als bei nur einem einmaligen Durchlauf durch das Niederschlagungsgefäß
mit Alkalien angereichert wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der
Stoff z. B. aus gemahlenem Kalkstein oder Zementrohmehl besteht und als Düngemittel
verwendet werden soll.
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In der Zeichnung ist als Beispiel eine Anlage zum Erhitzen und Brennen
von Zementrohmehl nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wiedergegeben.
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An das obere Einlaufende eines Drehrohrofens 1
und gegenüber
diesem in passender Weise abgedichtet ist eine Abgasleitung 60 angeschlossen.
Von ihr ist eine Leitung 61 abgezweigt. An der Abzweigstelle ist eine Klappe
62 angeordnet, die mittels eines Hebels 63 von außen verstellt werden
kann. Die Abgasleitung 60 führt zu einem Vorerhitzer, der aus einer Reihe
hintereinandergeschalteter Erhitzungsstaubabscheider 11, 12, 13, 14
besteht. Die Erhitzungsstaubabscheider sind als Zyklone gestaltet und durch Abgasleitungen
15,16, 17 unter sich verbunden. Die Abgasleitung 64 des Erhitzungszyklons
14 führt zu einer Entstaubungseinrichtung, beispielsweise einem Elektrofilter
6, dessen Reingasauslaß an ein Gebläse 18 angeschlossen ist. Das Staubaustragrohr
19 des Erhitzungszyklons 11 endet in dem Drehrohrofen 1,
während
die Staubaustragrohre 20, 21, 22 der übrigen Erhitzungszyklone 12, 13, 14
jeweils mit der zu dem vorhergehenden Erhitzungszyklon führenden Abgasleitung
60, 15, 16 verbunden sind. In die Abgasleitung 17 ragt ein
Aufgaberohr 24 hinein, das oben zu einem Trichter 25 erweitert ist.
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-Die abgezweigte Leitung 61 mündet in ein Gefäß 3
das
ebenfalls als Zyklon ausgebildet und mit einem Austragrohr 4 versehen ist, welches
in einem Schnekkenförderer 5 endet. Die Abgasleitung 65 des
Zy-
klons 3 führt zu der Leitung 15, welche die Zyklone
11 und 12 miteinander verbindet. Oberhalb des Zyklons 3 ist ein Aufgabetrichter
46 vorgesehen, der mit einem Schneckenförderer 47 in Verbindung steht. An diesen
ist ein Rohr 49 angeschlossen, das in der abgezweigten Leitung 61 endet.
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Im Betrieb wird mittels des Gebläses 18 ein erster Teilstrom
des Ofenabgases (Hauptgasstrom) durch die Leitung 60 in den Erhitzungszyklon
11 und ein zweiter Teilstrom durch die Leitung 61 in den
Zy-
klon 3 gesaugt. Die beiden Teilgasströme werden in der Abgasleitung
15 wieder miteinander vereinigt und
ziehen dann durch die
Erhitzungszyklone 12, 13, 14 und das Elektrofilter 6. Das zu erhitzende
und zu brennende Zementrohmehl wird dem Trichter 25 aufgegeben. Aus ihm gelangt
es in einem kontinuierlichen Strom durch das Rohr 24 in die Abgasleitung
17. Hier wird das Zementrohmehl von dem Gas, das diese Leitung durchzieht,
erfaßt und in der Schwebe mit ihm in den Erhitzungszyklon 14 getragen. Das darin
abgeschiedene Rohmehl wird durch das Staubaustragrohr 22 in die Abgasleitung
16 eingeführt und von dem Abgas, das diese Leitung durchströmt, in den Erhitzungszyklon
13 mitgenommen. In gleicher Weise durchzieht das Zementrohmehl nacheinander
die Erhitzungszyklone 12 und 11 und gelangt schließlich durch das Staubaustragrohr
19 des ersten Erhitzungszyklons 11 in den Drehrohrofen 1. Das
Zementrohmehl kommt also auf dem Weg durch die Erhitzungszyklone mit immer heißerem
Abgas in Berührung. Hierdurch findet ein guter Wärmeaustausch von dem Gas auf das
Zementrohmehl statt, so daß es mit einer hohen Temperatur in den Ofen eintritt.
In ihm wird das Zementrohmehl zu Klinker gebrannt. Dabei werden die Alkalien, die
in dem Rohmehl enthalten sind, verflüchtigt und als Dampf oder feine Nebel von dem
Ofenabgas mitgenommen.
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In die abgezweigte Abgasleitung 61 wird aus dem Trichter 46
ständig ein feinkörniger, fester Stoff, z. B. gemahlener Kalkstein, eingebracht.
Er wird von dem Teilgasstrom, der die Leitung 61 durchzieht, erfaßt und in
der Schwebe mit ihm in den Zyklon 3 getragen. Dabei scheiden sich die Alkalidämpfe
oder -nebel, die in dem Gas enthalten sind, in fester Form auf dem Kalkstein ab.
Während der so von Alkalien befreite Teilgasstrom durch die Leitung 65 in
die Leitung 15 abzieht, wird der mit Alkalien beladene und im Zyklon
3 niedergeschlagene Kalkstein durch das Rohr 4 in den Schneckenförderer
5 ausgetragen.
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Die Alkalidämpfe und -nebel, die in dem zum ersten Erhitzungszyklon
11 ziehenden Teilgasstrom enthalten sind, schlagen sich zu einem großen Teil
auf dem Zementrohmehl nieder, welches durch das Staubaustragrohr 20 in die Leitung
60 eingebracht wird. Wichtig ist, daß mittels der Klappe 62 das Mengenverhältnis
des abgezweigten Tellgasstromes zu demjenigen, der die Leitung 60 durchzieht,
wie gesagt, so bemessen wird, daß die Alkalimenge, die mit letzterem an das Zementrohmehl
herangebracht wird, unter derjenigen Grenze bleibt, oberhalb welcher die Gefahr
besteht, daß das Zementrohmehl infolge des darauf niedergeschlagenen Alkalis zusammenbackt
oder seine Fließfähigkeit einbüßt. Andererseits soll dieser Teilgasstrom auch nicht
größer als erforderlich gewählt werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt
nämlich darin, daß das Zementrohmehl, das aus dem Staubaustragrohr 20 austritt,
in der Leitung 60 auf frisches Ofenabgas trifft. Je größer nun die Menge
dieses Gases ist, um so höher ist die Temperatur, auf die das Zementrohmehl in dem
Vorerhitzer gebracht wird. Hinzu kommt, daß die Gasmenge, die zu dem Niederschlagungszyklon
3
zieht und mit dem Kalkstein in Berührung gebracht wird, umgekehrt proportional
der Gasmenge ist, die dem Erhitzungszyklon 11 zufließt. Je größer also dieser
Gasstrom ist, um so weniger Gas wird mit dem Kalkstein in Berührung gebracht und
um so kleiner sind die Wärmeverluste, die hierdurch entstehen.
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Es ist nicht erforderlich, daß das Abgas des Niederschlagungszyklons
3 in die Leitung 15 eingebracht wird. Die Abgasleitung dieses Zyklons
kann zweckmäßigerweise auch an einer Stelle des Vorerhitzers eingeführt werden,
an der die Abgase die gleiche Temperatur aufweisen wie der aus dem Niederschlagungszyklon
abgezogene Teilgasstrom, beispielsweise, wie in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt,
in die Abgasleitung 16 zwischen den Erhitzungszyklonen 12 und 13 münden.
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Der in dem Zyklon 3 niedergeschlagene, mit Al-
kali beladene
Kalkstein kann mittels des Schneckenförderers 5 beispielsweise einer Anlage
zugeführt werden, in welcher die auf dem Kalkstein niedergeschlagenen Alkalien durch
Auslaugung oder Extraktion mit Wasser in reiner Form gewonnen werden. Der von Alkalien
befreite Kalkstein kann darauf, gegebenenfalls noch feucht, für die Niederschlagung
der Alkalien wiederverwendet werden. Der aus dem Niederschlagungszyklon austretende,
mit Alkalien beladene Kalkstein kann aber auch, insbesondere dann, wenn er als Düngemittel
Verwendung finden soll, im Kreislauf wieder in den Niederschlagungszyklon zurückgeleitet
werden. Dabei wird zweckmäßig ständig ein Teil des aus dem Zyklon austretenden Kalksteins
abgezogen und durch frischen Kalkstein ersetzt.