DE2263099C3 - Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Kalzinierung von adhäsiven Materialien - Google Patents

Description

Die F.rfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung für den Betrieb von mit Zyklonvorwärmern gekoppelten Drehtrommel-Kalzinieröfen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Kalzinierung von adhäsiven Materialien mit freiem und gebundenem Wassergehalt in zwei Verfahrensschritten, deren erster Schritt das Vorwärmen der Materialien mit Rauchgas eines Drehtrommel-Kalzinierofens in einem mehrstufigen Zyklon-Vorwärmersystem und deren zweiter Schritt das Kalzinieren dir Materialien in dem erwähnten Kalzinierofen umfaßt, wobei

ίο die Feuchtigkeit der in die im Kaskadensystem angeordneten Zyklonvorwärmer der ersten Stufe einzuspeisenden adhäsiven Rohmaterialien bis zu einer höchstens 8%igen Haftfeuchtigkeit in der Weise vermindert wird, daß man einen Teil des praktisch schon kein Wasser enthaltenden, aus dem Elektrofilter kommenden Produktes, ferner einen Teil des Zwischenproduktes mit vermindertem Wassergehalt mit dem adhäsiven Rohmaterial hoher Feuchtigkeit homogenisiert und die so entstandene Mischung mittels des von dem Luftraum der Vorwärmer abgetrennten Dosierers mit Zwangsbahn in den Raum der Zyklonvorwärmer einspeist, wo die aus dem freien Fall resultierende Zeit der Gegenstrom-Wärmezufuhr durch mehrmalige Unterbrechung verlängert und danach im zweiten Verfahrensschritt die Kalzinierung durch die Beseitigung des gebundenen Wassers im Drehtrommelofen beendet wird.

Es wurden in der letzten Zeit — wie bekannt — zahlreiche Verfahren zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Kalzinieröfen ausgearbeitet. Das Hauptziel der industriellen Lösung ist. den theoretischen Energiebedarf bei der gegebenen Leistung immer mehr der zur Kalzinierung der Materialien verwendeten Wärmeenergie anzunähern.

Ein wichtiges Bestreben bei den bekannten Lösungen war es. gleichzeitig auch die Leistung der Kalzinieröfen zu erhöhen. Solche Verfahren wurden in der Praxis hauptsächlich bei den auf dem Gebiete der Industrie verbreiteten Drchtrommclöfcn angewendet. Zahlreiche Verfahren sind bekanntgeworden, welche die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der zur Kal/inierung dienenden Drehtrommelofen bezwecken. Aufgrund der beschriebenen Gesichtspunkte werden heute schon immer öfter Verfahren ausgearbeitet und Kalziniercinheitcn gebaut, bei denen zusammen mit den Drehtrommelofen Zyklonvorwänner verschiedener Systeme angewendet werden, um clic Kapazität des Ofens zu erhöhen und den kalorimetrischen Wirkungsgrad zu verbessern. L'in solches Verfahren ist in der französischen Paiantsehiift 12 53 318 beschrieben. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung wird das Heizgas eines Drehofens jeweils tangcntiiil in die Einiriitsöffnung eines von mehreren hintereinander angeordneten Zyklonen geleitet, während das körnige Rohgut aus der Auslriltsöffniing des vorgeschalteten Zyklons in die langcnlialc Zuleitung für das Rauchgas des nachfolgenden Zyklons geleitet wird. Auf diese Weise durchströmen Gas und das zu kalzinierende Rohgiil im Gegenslrom die in Kaskadcnform übereinander angeordneten Zyklonvorwärmer. Aus dem letzten Zyklon gelangt das vorgetrocknete und

fto hm¹ ils viirkal/iniiTic Mak'rijil in iIlmi Ofen, um ilnit \(>llstäiulig kalziniert zu werden. Obwohl das mn ilen Zyklonvorwärmer!! kombinierte Verfahren die Wirtschaftlichkeit lies Betriebes der his jetzt gekannten Drehirommelkalzinieröfen hauptsächlich durch die

'>> l.ilioliiing de." Leistung und die günstigere Ausnutzung der Wärmeenergie in bedeutendem MaLIe verbessert, hat es — infolge der I Inlösbarkeit der in der l'ra\is auftretenden Betriebsprobleme — die weitere Verbes-

selling der Wirtschaftlichkeit nidi ι ermöglicht.

In einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE-OS ! 5 IM 717) /um Kalzinieren von siaubförmigen Stollen, insbesondere von Hiinxit. wird Heizgas und Kohgui im (iegenstrom durch kaskadenartig übereinander angeordnete Z\ klone geführt, wobei jeweils ein einzelner /\klon und ein Zvklonenpaar aufeinanderfolgen. Am Ende der K;isk;ide ist eine Wirbel- und Abscheidekam nier angeordnet. Die llei/g;ise werden in Brennkammein er/engi und zuerst in die Wirbel- und Abscheidekammer geleitet, von wo sie die Zyklone nachein;inder durchströmen. D;is Rohgut kommt ;ius der Wirbel- und Abscheidekammer bereits k;il/iniert heraus. Der übliche Drehofen am linde des Materkilstromes wird eingespart. '5

Bei dem /.. Z. bekannten, mit dem modernsten, mehrstufigen Vorwärnicr/yklon gekoppelten Drehtrommelkal/inierofen ist der Betrieb der Zyklone und der des Ofens nicht gleichmäßig. Während des Betriebes kann die Gleichmäßigkeit nicht gesichert werden, weil ein Teil des in den Rauchgaskanal der betreuenden Stufe der Vorwärmcr/yklonc zur Einspeisung gelangenden Materials mit einer lObis l4"/digen llaftfctichtigkeit an einigen Stellen des Zyklonsystems des Vorwärmers festklebt und Verstopfungen verursacht. Dieser Prozeß wird auch durch den — infolge der im Rauchgaskanal, bzw. in dem oberen Teil desselben bestehenden Teinperalurverhältnisse (z. B. 125 bis 500 ) — vom zur Einspeisung gelangenden feuchten Material frei werdenden Wasserdampf gefördert. Das zur Einspeisung gelangende Material enthält kleinere oder größere zusammenklebende Stücke. Nach Einspeisung wird ein bedeutender — hauptsächlich die kleineren Stücke enthaltender — Teil des Materials durch das entgegenströmende Rauchgas, zwecks Wärmeausnülzung. in die entsprechende Stufe der Vorwärmerzyklonc befördert. Ein kleinerer Teil des feuchten Materials haftet an dem Rauchgaskanal an. bildet allmählich Ablagerungen und verursacht Verengungen. Die zusammenklebenden grölleren Stücke können durch das entgegenströmende Rauchgas zur Trocknung nicht mitgenommen werden und gelangen so. der technologischen Reihenfolge vorangehend, in den — bei höherer Temperatur (z.B. 400 bis 500"C) arbeitenden — Vorwärmerzyklon der nächsten Stufe. Di-: in diesen Zykici hinunterfallenden größeren Stücke haften in dem Rauchgaskanal und in dem konischen Teil an und häufen sich über der (jewichtspcrrc an. Dieses nasse, angehaftete Material fällt nach der Trocknung oder infolge zeitweiliger äußerer mechanischer Einwirkung. /. Ii. l.ufteinblasen. gewöhnlich plötzlich in großer Menge in den Drehtrommel-Kalzinierofen. Dieser unregelmäßig auftretende und sich wiederholende Vorlall beeinflußt und verschlechtert in bedeutendem Maß die l'üllungsmöglichkeit und den gleichmäßigen Betrieb lies Kalzinierofens. Infolge der Anhaftung gelangt das beschickte Material nicht kontinuierlich und ungleichmäßig — nicht zeitproportional — in den Kalzinierofen und macht somit den Betrieb ties Drehtrommelofens ungleichmäßig. Die Anhafliingeii iiikl Anhäufungen können auch schwere Störungen verursachen, welche auch /iir vollen Unterbrechung der Beschickung des Ofens führen können. Dieses Problem beschränkt und bestimmt die Kapa/itiit des Drehtrommcl-Kal/inierofcns und somit auch das Maß lies Wärme- und des elektrischen '>5 Energieverbrauches. A'j'lertlcm kann die Verstopfung im äußersten I alii.· ,inch I Infälle verursachen.

Ein weiteres, gegenwärtig bekanntes Verfahren arbeitet m einer Tnncrdcaulagc. Ein Ventilator saugt d,is Rauchgas aus dem Drehirommelkal/inierofen durch dreistufige Zyklonvorwärmer und Rauchgaskanäle ab. Nach den Zyklonvorwärmer!) gelangt das Rauchgas in ein l.lekimlihendasdurchdas Elektrofilter abgetrennte ReinuipuKcr gelangt mittels einer Pulverschncekc. nachher iiiiiiels eines Becherwerkes und darauffolgend mit Hilfe einer Förderschnecke zur Rückspeisung. Ein I eil gelangt mittels des Zellenspeisers aus der Schnecke unmittelbar in den Rauchgaskanal des Zyklonvorwäi niers, der andere Teil wird im .Speisebunker mit dem in diesem gelagerten filtrierten Tonerdehydral mittels eines Kettenbandes homogenisiert. Nachher gelangt er durch eine schräge Rutsche in den Rauchgaskanal der Zyklonvorwärmer. Aus den Zyklonvorwärmern gelangt das Material nach Ausnutzung der Wärme in den Drchtrommelkalzinierofen.

In der im Laufe des Verfahrens verwendeten Dosierschnecke oder Kettenband wird keine Homogenisierung ^l orgenommen. da dies.· — besonders das letztere — das Material im wesentlichen bloß weiterfördern. Die .Schrägrutsche bleibt ofi stecket: und verursacht in der Dosierung Störungen.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Ausarbeitung eines Verfahrens und die Verwirklichung einer Einrichtung, wobei durch die verbesserte Ausführung der Z\klon\ot wärmungder Energieverbrauch wesentlich \erminden. gleichzeitig die Kapazität des Drehtrommelkalznicrofens erhöht, die Unfallgefahr reduziert und die I luftfeuchtigkeit des zu kalzinierenden Materials zur Beschickung des im Durchgang des zu kalzinierenden Materials ersten Zyklons herabgesetzt wird.

Es wurde erfindungsgemäß gefunden, daß das Material im Falle der Kal/inierung von Tonerdehvdrat durch die verbesserte Ausführung des mit den Zyklonvorwärmern gekoppelten Drehtrommelkalzinierofens zweckgemaß verarbeitet werden kann, wenn man zu dem zur Dosierung gelangenden Toncrdehulrai mn einer HaftfeiK.htigkeit von lObis 14%. aus dem Material von einer Temperatur zwischen 125 und 500 C. durch Anzapfen des Fallrohres des entsprechenden Zyklons — mittels eines Zellendosierers — außer dem durch das Elektrofilter abgetrennten Reiourpul·.er. /weeks Homogenisierung, eine solche Menge η den FTjgelriihrer einführt, daß die Haftfeuchtigkeit des zur Ueschikkung gelangenden Materials auf b bis 8% reduziert werden kann. Dieses homogene Material kann nicht mehr an der Wand des Rauchgaskanals festkleben, es häuft sich nicht über der Gew ichtsperrc in dem konischen Teil des bei einer höheren Temperatur (400 bis 500 C) arbeitenden Zyklons der nächsten Stufe .in. sondern passiert — in der technologischen Reihenfolge Jer vV.irmeaiisniilzung — durch den Rauchgaskan.il und das Vorwiirmer/vklonensystem und gelangt ir. ilen (i egenst rom - Dreht rom mel-Tonerdeka l/ine ro fen. Aus dem Zellenclosierer wird das trockene Tonerdehydral gemeinsam mit dem Retourpulver des Elektrofilter (I laftfeuchtigkei' linier 0.1%) z.B. durch ein Becherwerk in den Elügelrührer gefördert. Aus dem I'lügelrührer gelangt das homogene Material mittels eines ml einem Kegler \ ersehenen Schnecken.lcsierers in den Rauchgaskanal lies entsprechenden Zykloinorw .11 niers.

Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß J^s Zwischenprodukt mit vermindertem Wassergehalt mittels eines regulierbaren Zellendosierers aus dem Temperaturbereich von 125 bis 500" C des Zyklon-Vorwärmersystems entnommen wird.

Ιλ wird demnach mil einem Ieil dos \ιirpi'iicikneten (ims durch Homogenisierung die I laflfeui htigkeit ties in das System eintretenden fims wesentlich herabgesetzt.

Die l'.rfindung wird durch ein Beispiel aufgrund einer /eicliming ausluhrlich dargelegt:

Das zur Kalzinicrung filirierie Tonerdehuirat gelangt in den Dosierbiinker I. son hier ,ml die Wandwaage 2 und in den Nügelrtihrer ?. wohin das Retour pulver aus dem fllcklrofilter 4 mittels ner Schnecke 5 und das aus dem Λη/apfen des Fallrohres des Zyklonvorwärmers β;) gewonnene getrocknete Material durch den /ellcndosicrer 7 mittels des Hecherwelkes 8 über die Schnecke 9 zur Homogenisierung gelang!. Da*, homogenisierle Material wird mittels des Schneckendosierers 11. dessen Welle ilen Rauchgaskanal 10 pas sicrt. in den Rauchgaskanal 10 der Zyklonvorwärmer .»«■»förvifrt Λι:ΐ /inn Vnrivürmt'r / ν W |.ιη> >η (\ ) un,l #1/1 ,»»'- c ~ ' ·■ ■ " ~ -·- *··- — ........_ _ ... j.«

langt das Rauchgas in das Flcktrofilter 4. Das getrocknete Material aus den Zyklonvorwärmer!! hu und h/uler ersten Stufe gelangt mit Ausnahme des durch das Anzapfen des (-"allrohres entnommenen getrockneten Materials in den Zyklonvorwärmer 12 tier zweiten Stufe, unter Finwirkung des von dem Zyklonvorwärmer 1.3,? und ΗΛ der dritten Stufe kommenden Rauchgases.

Aus dem Zyklonvorwärmer 12 der zweiten Stufe wird das laufend entfernte getrocknete Material durch den aus dem Ofen 14 kommenden Rauchgasstrom in die Z\klonvorwiirmer 13.7 und 13Λ der dritten Stufe beforde-t. Aus ilen Zyklonvorwärmer!) 13,7 und 1 )/> der drillen Stufe gelangt das getrocknele. aligeliennte Material /ur Kalzinierung in den Drehtrommel -Kalzinierofen 14. Das Rauchgas wird von dem Ventilator IS durch die Zyklonvorwärmer der drei Stufen, den Rauchgaskanal und das Mleklrofiller 4 abgesaugt.

Die Vorteile des Verfahrens werden im folgenden zusammengefaßt:

1. Durch die Kliminieriing der Adhäsion, der Anhäufung und des Materialstrrzes bei den mit Zyklon Vorwärmern gekoppelten Drehtrommel-Tonerde kalzinieröfen und infolge der Sicherung der gleich müßigen Beschickung erhöht sich die Kapazität des Oiens in bedeutenden^ M:*(.i. / !V un? |o bis 20%.

2. Der spezifische Verbrauch an Brennstoffen und elektrischer [-!nergie vermindert sich.

j. Die IJnfallgefahr vermindert sich in großem MaUe. 4. F.s verlängert sich die Lebensdauer der Ofen wandung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Kalzinierung von adhäsiven Materialien mit freiem und gebundenem Wassergehalt in zwei Verfahrensschritten, deren erster Schritt das Vorwärmen der Materialien mit Rauchgas eines Drehtrommel-Kalzinierofens in einem mehrstufigen Zyklon-Vorwärmersystem und deren zweiter Schritt das Kalzinieren der Materialien in dem erwähnten Kalzinierofen umfaßt, wobei die Feuchtigkeit der in die im Kaskadensystem angeordneten Zyklonvorwärmer der ersten Stufe einzuspeisenden adhäsiven Rohmaterialien bis zu einer höchstens 8°/oigen Haftfeuchtigkeit in der Weise vermindert wird, daß man einen Teil des praktisch schon kein Wasser enthaltenden, aus dem Elektrofilter kommenden Produktes, ferner einen Teil des Zwischenproduktes mit vermindertem Wassergehalt mit dem adhäsiven Rohmaterial hoher Feuchtigkeit homogenisiert und die so entstandene Mischung mittels des von dem Luftraum der Vorwärmer abgetrennten Dosierers mit Zwangsbahn in den Raum der Zyklonvorwärmer einspeist, wo die aus dem freien Fall ; esultierende Zeit der Gegenstrom-Wärmezufuhr durch mehrmalige Unterbrechung verlängert und danach im zweiten Verfahrensschritt die Kalzinierung durch die Beseitigung des gebundenen Wassers im Drehtrommelofen beende, wird, dadurch gekennzeichnet, daß das ZwiscbenprocVkt mit vermindertem Wassergehalt mittels pines regulierbaren Zellendosierers aus dem Temperaturbereich von 125 bis 500⁰C des Zyklon-Vorwärmersystems entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenprodukt mit vermindertem Wassergehalt vom Boden des Zyklons der ersten oder der zweiten Stufe entnommen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Homogenisierung mittels eines Flügelrührers durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf höchstens 8% Haftfeuchtigkeit eingestellte Produkt mittels eines Zwangsschneckendosierers in das Zyklon-Vorwärmersystem eingespeist wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich an das Fallrohr des in einem Temperaturbereich von 125 bis 500"C arbeitenden Zyklons (6a) des Vorwärmersystems ein einstellbarer Zellendosierer (7) anschließt, dessen Ausgang in die zum höchsten Punkt des Zyklonsystems fördernde Einrichtung (8,9) mündet und daß die Ausgänge der Fördereinrichtung (8,9) und des Materialbunkers (1) über eine Waage (2) an den Flügelrührer (3) und der Ausgang des Flügelrührers über einen Zwangsschneckendosierer (II) an das Zyklon-Vorwärmersystem (6,7, 6/j, 12, I3,i, \3b) angeschlossen sind.