DE2420121B2

DE2420121B2 - Verfahren und anlage zur herstellung von zementklinker

Info

Publication number: DE2420121B2
Application number: DE19742420121
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7461 Dotternhausen; Ritzmann Horst Dipl.-Chem. Dr. 4735 Enniger Rohrbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1976-04-22
Also published as: DE2420121A1; IT1029217B; ZA751699B; DK141365B; FR2268765B1; BR7502536A; US4004938A; JPS50146622A; CS207342B2; ES436053A1; GB1478432A; FR2268765A1; DK169275A; HU171510B; YU80275A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (sowie eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens) zur Herstellung von Zementklinker aus Kalkstein- und Tonkomponenten, bei dem das in einem Zyklonvorwärmer erhitzte Kalksteinmehl in einem besonderen Brennprozeß unter Verwendung von Ölschiefer, bituminösem Kalkstein oder Waschbergen als Brennstoff entsäuert wird, wobei der Wärmebedarf für die Entsäuerung zu mehr als 30% unter vollständiger Verwertung des zugeführtc:i Brennstoffes gedeckt wird und unmittelbar anschließend die Sinterung in einem Drehrohrofen erfolgt.

Fin Verfahren der vorstehend genannten Art ist Gegenstand der DTPS 12 51 688. Es besitzt vor allem den Vorteil, daß es die Herstellung von Zementklinker unter weitgehender Ausnutzung minderwertiger Brennstoffe ermöglicht.

Bei den in der DT-PS 12 51 688 beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt der zur Einsäuerung des Kalksteinmehles dienende besondere Brennprozeß, bei dem die brennstoffhaltigen Komponenten (Ölschiefer, bituminöser Kalkstein oder Waschberge) als Brennmaterial verwendet werden, in einem Wirbelofen, dem einerseits das im Vorwärmer erhitzte Kalksteinmehl und andererseits die brennstoffhaltigen Komponenten aufgegeben werden. In einem dem Wirbelofen nachgeschalteten Zyklon, der jedoch nicht Bestandteil des eigentlichen Zyklonvorwärmers ist, erfolgt eine Trennung der heißen Abgase des Wirbelofens vom Rohmchl.

Bei den in der DTPS 12 51 688 beschriebenen Aus-

iührungsbeispielen muß dem Wirbclofen somit die erforderliche Verbrennungsluft separat zugeführt werden. Will man hierfür nicht Kaltluft, sondern warme Kühlerabluft verwenden, so muli das dem Vorwärmer nachgeschaltete Abgasgebläse zwei teilweise parallel 5 geführte Gasströme (nämlich ti^n durch den Drehrohrofen gezogenen Gasstrom und den vom Kuhler /um Wirbelofen gelangenden Gasstrom, die sich dann beide im Vorwärmer vereinigen) ansaugen, w;.-, /u einer schwierigen Steuerung führt. Ordnet man andererseits zur Vermeidung dieses Nachteiles in der Gasleitung /wischen dem Kühler und dem Wirbelofen einen /usatzlichen Ventilator an. so unterliegt dieser einem beträchtlichen Verschleiß durch den mitgelührten Klinkerstaub.

Ein weiterer Nachteil der erläuterten Anlage ist schließlich der zusätzliche Aufwand, der sich durch ilen Wirbelofen und den nachgeschalteten Abscheider sowie die erforderlichen Rohrleitungen ergibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile, jedoch unter Beibehaltung des Grundprinzips der DT-PS 12 51688. das dort beschriebene Verfahren darin weiier/uentwickcln, daß sich ein besonders einfacher Aufbau sowie eine zuverlässige Betriebsweise der Anlage ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die brennstoffhaltigen Komponenten (Ölschiefer, bituminöser Kalkstein. Waschberge) in die vom Drehrohrofen zur untersten Zyklonstufe des Vorwärmers führende Gasleitung eingebracht und dort verbrannt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit der besondere Brennprozeß, bei dem die brennstoffhaltigen Komponenten ausgenutzt werden, in einem ohnehin vorhandenen Anlagenteil (nämlich in der vom Drehrohrofen zum Vorwärmer führenden Gasleitung) durchgeführt. Dies bringt durch den Wegfall des bei der bekannten Anlage benötigten gesonderten Brennrauines sowie des diesem Brennraum nachgeschalteten. zusätzlichen Abscheiders eine erhebliche Vereinfachung der Anlage mit sich.

Hinzu kommt als weiterer Vorteil, daß man bei einem solchen Verfahren die in der Gasleitung zwischen Drehrohrofen und Vorwarmer für die Verbren nung des in den genannten Komponenten enthaltenen Brennstoffes erforderliche Verbrennungsluft aus schließlich durch den !Drehrohrofen zuführen kann, was eine besonders einfache Steuerung des Gasstromes mn Hilfe eines einzigen Abgasventilators ermöglicht. Selbstverständlich ist es jedoch bei ilem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, im Bedarfsfalle einen gewünschten Anteil der für die Verbrennung des /ngc führten Brennstoffes benötigten Luft durch eine separate Leitung zuzuführen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verlahren werden die brennstoffhaltigen Komponenten zweckmäßig in den unteren Teil der vom Drehrohrofen /um Vorwärmer führenden Gasleitung eingetragen. In diesem linieren Bereich herrscht nämlich die höchste 'temperatur. w.ⁱ\ die Verbrennung begünstigt, je tiefer feiner die Brennzone in der genannten Gasleitung /wischen Drehrohrofen und Vorwärmer liegt, um so geringer ist die Ansatzbildung in dieser Gasleitung und umso besser isl auch der Wärmeausnutzungsgrad (Verlängerung der Reaktionsstrecke in dieser Gasleitung).

Die brennstoffhalligen Komponenten und das in der /.weiten Stufe des Vorwärmers abgeschiedene Kalk sieinmehl werden bei den erfindungsgemäßen Verljh ren zweckmäßig derart in die vom Drehrohrofen zur untersten (ersten) Stufe des Vorwärmers führende (l.ts leitung eingetragen, daß die brennsioffhuliigen Komponenten an einer Stelle in den Gasstrom eintreten, ,m der das K-ilksieinrnehl bereits in diesem Gasstrom verteilt ist. Man erreicht damit eine sehr weitgehende unmittelbare Wärmeübertragung von den verbrennenden Bestandteilen auf das /1: entsäuernde Kalkstei.imchl und vermeidet die ungünstigere indirekte Warmeübei tragung über das Gas.

Man kann die vorstehend genannte Zielsetzung (Zuführung der brennstoffhaltigen Komponenten an einer Stelle, an der das Kalksteinmehl bereits im Gasstrom verteilt ist) in verschiedener Weise unter Berücksichii gung der Art der Eintragung der Gutströme und der vorhandvnen Gasgeschwindigkeit erreichen. Die brennstoffhaltigen Komponenten können etwa aiii gleicher Höhe, etwas tiefer oder etwas holier als d.is Kafksteinmchl in die Gasleitung eingeführt werden. Ιλι es sich bei der brennstoffhaltigen Komponente um den mengenmäßig gegenüber dem Kalkstcinmehl wesentlich kleineren Anteil handelt, ergibt sich im allgemeinen eine günstigere Vermischung, wenn die brennstoflhalt'-gen Komponenten an einer etwas höher liegenden Stelle ais das Kalksteinmehl in die vom Drehrohrofen zum Vorwärmer führende Gasleitung inngeliihrt »«.er den.

Die Körnung der brennstoffhaltigen Komponenten und die Länge der vom Drehrohrofen zur untersten Zyklonstufe des Vorwärmers führenden Gasleitung werden zweckmäßig so aufeinander abgestimmt, daß der Brennstoff vor dem Eintritt des Materials in die unterste Zyklonstufe im wesentlichen vollständig verbrannt ist. Würde nämlich ein Teil der Verbrennung noch in dieser untersten Zyklonstule siatilinden. so könnte die dabei erzeugte Wärme nur noch zu einem kleinen Teil auf das in der Zyklonstufe wieder abgeschiedene Gut übertragen werden, wahrend der wen aus größere Teil dieser Wärmemenge nur die Gase ei hitzen würde.

Derjenige Teil des für eine vollständige Entsäuerung des Kalksieir.mchles benötigten Wärmebedarfes, der durch die brennstoffhaltigen Komponenten nicht gedeckt wird, wird bei dem erfindungsgemäßen Verlahren zweckmäßig durch zusätzlich in die Gasleitung zwischen Drehrohrofen und Vorwärmer eingcliihrten testen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff geliefert Da die Menge brennsioffhaltiger Tonkomponenicn von der Zusammensetzung dieser Tonkomponenten sowie des Kalksteines ui.d von der gewünschten Beschaffenheil des Klinkers abhängt, ergibt sich hieraus ein bestimmtes Mischungsverhältnis von Kalkstein und Tonkoinponenten. Damit ist auch die Brennstollmeiijje bestimmt, die in l'orm brcnnstol'fhaltiger Tonkomponenten als minderwertiger Brennstoff bei dem Verlahren verwende' werden kann. Reicht dieser Betrag Im die vollständige Einsäuerung des Kalksteinmehles mehl aus. so wird der Resibedarf durch Zufuhr von zusätzlichem Brennstoff gedeckt.

Diese Zusatzbrenner können bei dem erlindungsge mallen Verfahren ohne l'rimärluft. ausschließlich mil Brennstoff beineben werden.

Die vom Drehrohrofen zum Vorwarmer luhrende Gasleitung sowie die in dieser 1 .ellung vorhandene Ciasgeschwindigkeit werden erlindiingsgemaß so bemessen, daß im wesentlichen das gesamte, in diese Leitung eingeführte Material vom Gassirom milgenom-

men und in die unterste Zyklonsuifc des Vorwärmers getragen wird. Durch eine Erhöhung der Gasgeschwindigkeit im untersten Teil der vom Drehrohrofen zum Vorwärmer führenden Gasleitung (beispielsweise durch eine Querschnittseinschnürung bewirkt) kann man sicherstellen, daß praktisch keine Gutteilchen, die in die Gasleitung eingebracht werden, durch die Gasleitung nach unten unmittelbar in den Drehrohrofen fallen.

Für eine vollständige Verbrennung der brennbaren Bestandteile der brennstoffhaltigen Komponenten ist es wesentlich, daß die Gase in der Gasleitung oberhalb der Brennzone intensiv vermischt werden. Zu diesem Zweck kann die Gasleitung beispielsweise mit Wirbclblechen oder sonstigen für eine Vermischung der Gase geeigneten Einbauten versehen sein.

Die etwa vorgesehenen Zusatzbrenner sind zweckmäßig in den von den Gutleitungen nicht besetzten Bereichen des Umfangcs der Gasleitung angeordnet.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Die Anlage zur Herstellung von Zementklinker enthält einen Zyklonvorwärmer 1 sowie einen Drehrohrofen 2. Die Bauart des Zyklonvorwärmers 1 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ohne Bedeutung. Er besteht im allgemeinen aus mehreren Zyklonstufen, von denen nur die beiden untersten (Zyklone 3 und 4) dargestellt sind. Es versteht sich, daß in einzelnen Stufen jeweils auch mehrere Zyklone in bekannter Weise parallel geschaltet sein können.

Dem Vorwärmer 1 wird in einer hier nicht näher interessierenden Weise an einer geeigneten Stelle (beispielsweisc in der zum nicht veranschaulichten obersten Zyklon führenden Gasleitung) Kalksteinmehl aulgegeben (Pfeil 5). Dieses Kalksteinmehl wird beim Durchwandern der einzelnen Zyklone des Vorwärmers und der sie verbindenden Rohrleitungen erhitzt und gclangt durch die Gutaustragsleitung 6 des Zyklons 4 der zweiten Stufe bei 7 in den unteren Teil der vom Drehrohrofen 2 zum Zyklon 3 führenden Gasleitung 8.

In diese Gasleitung 8 werden außerdem bei 9. und zwar gleichfalls im unteren Teil dieser Gasleitung, die brennstoffhaltigen Komponenten des Rohmatciiales zugegeben (Ölschiefer, bituminöser Kalkstein und/oder Waschberge). Es erfolgt somit in der Gasleitung 8 eine Verbrennung der brennbaren Bestandteile dieser Komponenten, wobei durch die hierbei erzeugte Wärnwmenge das bereits vorerhitzte Kalksteinmehl weitgehend entsäuert wird. Eventuell vorgesehene Zusatzbrenncr 10 unterstützen in der Gasleitung 8 diesen Entsäuerungsprozeß.

Das in die Gasleitung 8 bei 7 und 9 eingetragene Gut wird durch die Abgase des Drehrohrofens 2, die die Gasleitung 8 von unten nach oben durchsetzen (Pfeil 11) mit in den Zyklon 3 genommen, dort abgeschieden und gelangt dann bei 12 in den Drehrohrofen 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfuhren zur Herstellung von Zementklinker aus Kalkstein- und Tonkomponenten, bei dem dav in einem Zyklonvorwärmer erhitzte Kalksteinmehl in einem besonderen Brennprozeß unter Verwendung von Ölschiefer, bituminösem Kalkstein oder Waschbergen als Brennstoff entsäuert wird, wobei der Wärmebedarf für die Entsäuerung zu mehr als 30% unter vollständiger Verwertung des zugeführten Brennstoffes gedeckt wird und unmittelbar anschließend die Sinterung in einem Drehrohrofen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die brennstoffhaltigen Komponenten (Ölschiefer, bimminöser Kalkstein. Wa';chberge) in die vom Drehrohrofen zur untersten Zyklonstufe des Vorwärmers führende Gasleitung eingebracht und dort verbrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die brennstoffhaltigen Komponenten in den unteren Bereich der vom Drehrohrofen zum Vorwärmer führenden Gasleitung eingebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die brennstoffhaltigen Komponenten und das in der zweiten Stufe des Vorwärmers abgeschiedene Kalksteinmehl derart in die vom Drehrohrofen zur untersten (ersten) Stufe des Vorwärmers führende Gasleitung eingeführt werden, daß die brennstoffhaltigen Komponenten an einer Stelle in den Gasstrom eintreten, an der das Kalksteinmehl bereits in diesem Gasstrom verteilt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die brennstoffhaltigen Komponenten an einer etwas höher liegenden Stelle als das Kalksteinmehl in die vom Drehrohrofen zum Vorwärmer führende Gasleitung eingeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnung der brennstoffhaltigen Komponenten und die Länge der vom Drehrohrofen zur untersten Zyklonstufe des Vorwärmers führenden Gasleitung so aufeinander abgestimmt sind, daß der Brennstoff vor dem Eintritt des Materials in die unterste Zyklonstufe im wesentlichen vollständig verbrannt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die in der Gasleitung zwischen Drehrohrofen und Vorwärmer für die Verbrennung des Brennstoffes erforderliche Verbrennungsluft ausschließlich durch den Drehrohrofen zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil des für eine vollständige Entsäuerung des Kalksteinmehles benötigten Wärmebedarfes, der durch die brennstoffhaltigen Komponenten nicht gedeckt wird, durch zusätzlich in die Gasleitung zwischen Drehrohrofen und Vorwärmer eingeführten festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff geliefert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzbrenner ohne Primärlufi. ausschließlich mit Brennstoff, betrieben werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der vom Drehrohrofen zum Vorwärmer führenden Gasleitung sowie der in dieser Gasleitung vorhandenen Gasgeschwindigkeit, daß im wesentlichen das gesamte, in diese Leitung eingeführte Material vom Gassirom mitgenommen und in die unterste Zyklonsttile (.Ils Vorwärmers getragen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dall eine Erhöhung der Gasgeschwindigkeit bewirkt wird, vorzugsweise durch eine Querschnittseinschnürung im untersten Teil der vom Drehrohrofen zum Vorwärmer führenden Gasleitung.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Drehrohrofen und einem insbesondere mehrstufigen Zyklonvorwärmer beliebiger Bauart, dadurch gekennzeichnet, daß in die vom Drehrohrofen (2) zum Vorwärmer (1) führende Gasleitung (8), vorzugsweise in deren unteren Bereich, eine zur Zuführung der brennstoffhaltigen Komponenten dienende Guileitung (9) sowie eine zur Zuführung des bereits vorerhitzten Kalksteinmehles dienende, von der zweiten Zyklonstufe (4) kommende Guüeiiung (6. 7) einmünden.

12. Vorrichtung nach Anspruch II. dadurch gekennzeichnet, daß in einem über den Einmündungen der beiden Gutleitungen (7, 9) liegenden Teil der vom Drehrohrofen (2) zum Vorwärmer (1) führenden Gasleitung (8) Einbauten, wie Wirbelblechc od. dgl., zur intensiven Vermischung der Gase vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch ! 1. z.ur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzbrenner (10) in den von den Gutlcitungen (7, 9) nicht besetzten Bereichen des Umfanges der Gasleitung (8) angeordnet sind.