DE2621219A1

DE2621219A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von material mit hohem schwefelgehalt

Info

Publication number: DE2621219A1
Application number: DE19762621219
Authority: DE
Inventors: Glenn Arthur Heian
Original assignee: Allis Chalmers Corp
Current assignee: Allis Chalmers Corp
Priority date: 1975-05-13
Filing date: 1976-05-13
Publication date: 1976-12-02
Also published as: AU1375876A; ZA762752B; GB1514853A; US4065320A; FR2310799B1; JPS51140874A; CA1062006A; SE7605189L; US4120645A; FR2310799A1; BR7603015A; SE425848B; NL7605110A

Description

MANITZ, FINSTERWALD & G R Ä M IC O

München, den P/1/Co-A 3105

ALLIS-CHALMEES CORPORATION 1*126 South 70th Street, West Allis 14, Wisconsin,USA

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Material mit hohem Schwefelgehalt

Die Erfindung betrifft eine Materialbehandlung und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Drehrohrofen-Staub mit hohem Schwefel- und Alkaligehalt.

Materialbehandlungssysteme wie beispielsweise ein Zementmaterial-Behandlungssystem, erzeugen beträchtliche Mengen an unerwünschtem gasförmigen Material und an Staubpartikeln, die in irgendeiner Weise kontrolliert bzw. beherrscht werden müssen. Dieses gasförmige Material und den Staub kann man nicht an die Atmosphäre entweichen lassen, da sie Umweltprobleme erzeugen, die in unserer gegenwärtigen Gesellschaft nicht geduldet werden können. Eine Lösung für das Gas- und Staubproblem besteht darin, die unerwünschten gasförmigen Materialien in eine Festkörper-Staubform umzuwandeln und diesen Staub aus dem System zu entfernen.

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DR. G. MANlTZ · DIPL.-1NG. M. FINSTERWALD W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I /aiuilüAKl ou HAU ίΛΠη^ΐΗΐΓΙ MÖNCHEN. KONTO-N UMME R 72 70

TEL. (089) 22 42 II. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. <0711)S6 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062 - 805

Ein allgemeines Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Drehrohrofen-Staub mit hohem Schwefel- und hohem Alkaligehalt zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Reaktion von Abgasen mit hohem Schwefelgehalt mit Kalk zu schaffen, um Gips-Anhydrit bzw. Karstenit zu bilden, der leicht gesammelt und als Nebenprodukt genutzt werden kann.

Schwefeloxide haben eine starke Affinität für freien Kalk und bilden bereitwillig Gips-Anhydrit bzw. Karstenit. Durch Verwendung von Betriebsgas mit vermindertem Schwefelgehalt und einer Temperatur von 871 bis 120^·° C. (1600° F. bis 2200° F.) oder höher in der Vorheizzone einer Materialbehandlungsvorrichtung, können große Menge von im Drehrohrofen entstandenem gasförmigem Schwefel in Gips-Anhydrit bzw. Karstenit umgewandelt und aus dem Materialbehandlungsprozeß entfernt werden. Die Verwendung von Betriebsgas mit niedrigerem Schwefelgehalt zur Vorheizung verbessert beträchtlich die Fähigkeit des Systems sowohl den Schwefel- als auch den Alkaligehalt im Klinker bzw. in der Schlacke abzusenken. Im wesentlichen freier Kalk in Gestalt von Feinteilen wird in den Drehrohrofen-Abgasstrom eingeführt, um Gips-Anhydrit zu bilden, welches entfernt wird und als Nebenprodukt genutzt werden kann. Nahezu der ganze verbleibende gasförmige Schwefel, der nicht vom kalkbeladenen Staub absorbiert worden ist, wird von dem freien Kalk in den Pellets in der Vorheizzone der Materialbehandlungsvorrichtung absorbiert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht im Teilschnitt einer Materialbehandlungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung; 609849/0894

Fig. 2 eine Teilansicht einer modifizierten Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Materialbehandlungsvorrichtung;

Fig. 3 eine Teil-Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Mischkammer, wobei eine Abwandlung der Zuführung von Staub zu den Drehrohrοfen-Abgasen in der Vorheizzone dargestellt ist; und

Fig. k eine Teil-Draufsicht der Mischkammer der Fig. 3» wobei eine weitere Abwandlung der Zuführung von Staub zu den Drehrohrofen-Abgasen in der Vorheizzone gezeigt ist.

Wie in der Zeichnung dargestellt ist, wird Rohmaterial für die Vorrichtung durch eine geeignete Agglomerierungs-Einrichtung, wie beispielsweise eine Ballungs- oder Pelletisierungspfanne oder eine aus einem Einfülltrichter 11 gespeiste Trommel,bereitgestellt. Die rohen, grünen Pellets werden auf eine Zuführeinrichtung 12 abgelagert, die die grünen Pellets auf einen gasdurchlässigen Wanderrost 1Zf leitet. Ein Gehäuseaufbau 16 ist so ausgestaltet, daß er einen Raum über dem Rost 1Zf einschließt und eine Materialeinlaßöffnung 17 begrenzt. Eine Prallwand 18 hängt vom Dach des Gehäuses 16 bis auf eine vorbestimmte Entfernung über dem Rost 1Zf herab und teilt im Betrieb einen vom Gehäuse 16 umschlossenen Raum in eine Vorkonditionier- oder Trockenzone oder Kammer 21. Eine weitere Prallwand 22., die von der Decke des eingeschlossenen Raums 16 bis auf einen vorbestimmten Abstand über dem Wanderrost 1Zf herabhängt, dient dazu, eine erste Vorheiz- oder Vorbrennzone 23 und eine zweite Vorbrenn- oder Vorheizzone 2Zf abzugrenzen. Ein Unter druck-Windkasten 30 ist unterhalb der Vorkonditionier- oder Trockenzone 21 vorgesehen.

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Grüne Pellets auf dem Wanderrost I4 werden durch die Trockenzone 21 , dann durch die Vorbrennzonen 23 und 24 transportiert und dann über eine Schütte 26 in eine Einlaßöffnung 27 eines mit feuerfestem Material ausgekleideten Drehrohrofens 28 hinab entladen.

Der Drehrohrofen 28 ist von der Schütte 26 weg abwärts auf eine Haube 29 zu geneigt, die das Austragsende des Drehrohrofens

28 umschließt und einen Durchgang 31 vom Drehrohrofen 28 zu einem Kühler 32 bildet. Durch die Abwärtsneigung des Drehrohrοfens wird bewirkt, daß das von der Schütte 26 empfangene Material durch den Drehrohrofen 28 hindurchgeht und dann in die Haube

29 und durch die Passage bzw. den Durchgang 31 zum Kühler 32 gelangt, der eine in Stufen unterteilte Vorrichtung sein kann, wie sie in der US-PS 2 256 017 dargestellt ist.

Der Kühler 32 ist mit (nicht dargestellten) Gebläsen ausgestattet, die gesteuerte Mengen an Luft durch geeignet verbundene Leitungen 34 aufwärts durch die Windkästen 37 > 38 und dann durch das Material auf einem . luftdurchlässigen Kost 39 blasen. Eine Prallwand 4I kann vorgesehen sein, um den Kühler 32 in eine erste Stufe oder primäre Kühlzone 42 und in eine zweite Stufe oder Endkühlzone 43 über dem Rost 39 zu unterteilen. Die zugeführte kühle Luft wird aufwärts durch den Windkasten 37> den Rost 39, die Kammer 42 und den Durchgang 31 in die Feuer-Haube 29 geblasen. Ein Brenner 44 ist an der Haube 29 befestigt und ragt in das Innere dieser Haube 29 hinein, um Brennstoff zu liefern und zu verbrennen, der die Temperatur der in den Drehrohrofen 28 hineingeführten Gase auf den erwünschten hohen Temperaturpegel anhebt, der für die schwierigen Materialien mit hohem Schwefel- und hohem Alkaligehalt erforderlich ist, die im Drehrohrofen eine Wärmebehandlung erfahren. Die Eingangs-Gasströmung vom Austragende des Drehrohrofens 28 die Schütte ZG

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hinauf in das Material der Vorheizzone 24 befindet sich in einem Temperaturbereich von 871 bis 120Af⁰ C. (1600° F.bis ⁰ F.).

Die Abgase aus dem Kühler 32 werden rekuperiert und in der Troekenzone 21 und den beiden orheizzonen 23 und 2.1+ genutzt. Dazu werden die kühleren Abgase aus der End-Zone 43 des Kühlers in eine Abgas-Leitung 46 gezogen, die mit einem mechanischen Zyklon-Staubsammler 47 verbunden ist. Ein zwischen dem Staubsammler 47 und einer Zuführungsleitung 49 angeschlossenes Gebläse 48 bewirkt, daß die Gase in die Zuführungsleitung zur nachfolgenden Nutzung geführt werden.

Die Austrittsgase vom Drehrohrofen zur Vorheizzone 24 können einen sehr hohen Gehalt an Schwefel und Alkali aufweisen, wobei der Gehalt an gasförmigem Schwefel das Ausmaß übersteigt, das mit den Alkalien reagieren oder sich mit diesen verbinden kann. Nach dem Stand der Technik wurde ein Überschuß an gasförmigem Schwefel in dem Gas von der Vorheizzone 24 in herkömmlicher Weise zur Trockenkammer 21 oder zum Abgas-Auslaß nebengeschlossen; Dieser Nebenschluß stellt ein Problem dar, da die gegenwärtigen Umweltbestimmungen einen Maximalwert für Schwefel in Abzug-Kamingasen vorschreiben. Es muß daher eine wirksame Einrichtung vorgesehen sein, um den Schwefel in dem an die Atmosphäre durch die Abzüge 101 und 102 abgegebenen Abgas zu vermindern. Beim herkömmlichen Nebenschluß ist der Gehalt an Schwefel, der durch das Trockenbett in der Trockenzone 21 und durch den Abfallstaub-Sammler zur Atmosphäre gelangt groß. Wenn das Vorheiz-Betriebsgas überdies große Mengen an Schwefel enthält entwickelt sich ein beträchtlicher interner Schwefelzyklus, der die gewünschte Reduktion bzw. Verminderung des Schwefels im Drehrohrofen-Produkt verhindert.

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Zur Linderung der Schwefelprobleme werden gemäß der Erfindung die hochschwefelhaltigen Gase zur Vorheizzone 2Zf mit einem Material behandelt, das sich chemisch reaktionsfreudig mit dem Schwefel verhält, wie beispielsweise kalkbeladener Staub. Der kalkbeladene Staub kann Material sein, das in den Windkästen 30 und 32 unter der Trockenzone 21 und den Vorheizzonen 23 und 24 gesammelt wird. In diesen gesammelten Materialien sind auch die Pellets und die Feinteile enthalten, die von der Schütte 26 rückgeführt werden.

Schwefeloxide (S0_p und SO^) haben eine starke Affinität zu frsfem Kalk bei Temperaturen von allgemein oberhalb 260 C. bis 120A-⁰ C (500° bis 2200° F.) und bilden bereitwillig Gips-Anhydrit bzw. Karstenit (Ca SO,). Etwas von dem gebildeten Gips-Anhydrit-Staub geht durch das Materialbett auf dem Wanderrost hindurch, obwohl eine gewisse Menge davon im Materialbett abgelagert wird und beim Durchgang durch den Ofen 28 verarbeitet wird. Der durch den Wanderrost hindurchgehende Gips-Anhydrit-Staub wird wieder eingefangen und entfernt, wie nachstehend erläutert werden wird.

Das mit hohem Kalkgehalt beladene Material aus den Windkästen 30 und 62 wird rückgeführt und in den Drehrohrofen-Abgas-Strom eingeblasen, um kalkbeladene Feinteile zuzusetzen, mit denen der Schwefel im Drehrohrοfen-Abgas reagiert und Gips-Anhydrit-Staub hildet. Im einzelnen wird das kalkbeladene Material aus der Vorheizzone 2Zf und aus der Vorheizzone 23 und der Trockenzone 21, das durch den Wanderrost 1 if hindurchgeht, auf einer unteren Fördereinrichtung 63 gesammelt und die Pellets und die Feinteile werden zu einem Pulverisierer 65 geführt und von dort zu einer Hebevorrichtung, wie einer pneumatischen Pumpe 66. Der gesammelte und pulverisierte Staub von der Pumpe 66 wird zur Vorheizzone 2Zf über eine Leitung 67 zurückgeführt und auf einem im wesentlichen quer verlaufenden vertikalen Pfad in den aufwärtsstreichenden Drehrohrofen-Abgas-Strom eingeführt, der in eine Nebenschluß-

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mischkammer 81 fließt. Somit hat der rückgeführte Staub von der Pumpe 66 eine bessere Fähigkeit, um vollständig kalziniert zu werden und somit mit dem Schwefel in den Drehrohrofen-Abgasen zu reagieren. Der Staub aus der Pumpe 66 ist in einen ersten und einen zweiten Teil aufgeteilt. Ein erster Teil des kalzinierten Staubes reagiert mit den Schwefeloxiden in der Vorheizzone 24, gelangt durch ein Materialbett auf dem Rost I4 und der sich ergebende Gips-Anhydrit-Staub und andere Feinteile Werden ; durch den Zyklon-Abscheider 73 abgezogen. Ein zweiter Teil dieses kalzinierten Staubes geht durch die Mischkammer 81, wie nachstehend beschrieben.

Gas, das relativ frei von Schwefel ist, wird aus dem Kühler 32 über die angeschlossene Leitung 46 erhalten· Wie vorstehend erwähnt, wird dieses Gas durch einen mechanischen Staubsammler 47 geleitet, in dem die größeren Staubpartikel aus dem Gas entfernt werden. Das Gebläse 48 zieht das Gas von dem Staubsammler 47 ab und führt das Gas durch die Leitung 49· Dieses relativ schwefelfreie Gas wird durch die Leitung 41 zum Brenner 60 geführt, der mit der Vorbrennzone 24 verbunden ist, um die erforderliche Verbrennungsluft zum Brenner 60 zu führen, der die Temperatur in der Vorheizzone 24 zur Steuerung der Vorheizung und der Kalzinierung des Bettmaterials sowie zur Schaffung der optimalen Temperatur für die Bildung von Gips-Anhydrit aufrecht erhält, wie vorstehend erläutert.

Eine weitere Leitung 72, die zwischen der Zuführungsleitung 49 und dem Brenner 61 angeordnet ist, ist mit der Vorbrennzone 23 verbunden, um die notwendige Verbrennungsluft zum Brenner 61 zu liefern, der das Vorheizen und die Kalzinierung des Bettmaterials hervorruft und auch die Bildung von Gips-Anhydrit bewirkt. Ein weiterer Teil des schwefelfreien Gases wird noch in der Trockenzone 21 genutzt.

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Das Vorheiz-Abgas, das ebenfalls an die Trockenzone 21 geliefert wird, könnte zu heiß sein für die Trockenzone und muß daher gekühlt werden· Dazu wird Abzapf-Luft aus einer Leitung 70 als Temperierungsluft für die verhältnismäßig heißen Vorheiz-Abgase verwendet. Die Leitung 70 ist überdies mit einer Drossel 75 ausgestattet, die im Betrieb eine Steuerung der Strömung der Temperierungsluft gestattet.Die Windkasten-Abgase werden durch einen Zyklon-Staubsammler 73 geführt und von dort über ein Gebläse 7k und eine Leitung 76 zur Trockenzone 21 geleitet. Eine Regulierungs-Drosselklappe 77 kann zur Steuerung des Volumens der Windkasten-Abgase betätigt werden, die in die Trockenzone eintreten. Auf diese Weise wird das aus den Vorheizzonen 23 und 2.1+ in die Trockenzone 21 eintretende Abgas durch Umgebungsluft getempert bzw. temperiert, um eine Trocken-Atmosphäre von 371 C. (700° F.) oder darunter einzurichten.

Eine Leitung 78 ist mit der Zuführungsleitung 1+9 verbunden, und steht mit dem Trocken-Windkasten 30 unter der Trockenzone 21 in Verbindung. Eine Drosselklappe 79 steuert den Druck in der Zuführungsleitung 1+9 und führt Uberschußgase in den Trocken-Windkasten 30 ab. Dies stabilisiert die Gasströmung durch die Zuführungsleitung 1+9 und dadurch wird der Betrieb des Kühler-Rekuperierungs-Gebläses 1+ 8 stabilisiert. Bei dieser Anordnung ist nur das einzelne Gebläse 1+8 erforderlich, um die Gase aus dem Kühler 32 wiederzugewinnen bzw. zu rekuperieren.

Der zweite Teil des kalzinierten Staubes tritt in das Drehrohrofen-Abgas in der Vorheizzone 2.1+ ein, wird in einen mit öffnungen versehenen Käfig-Mischmkasten 81 eingezogen und mit einem gesteuerten Volumen von Kühler-Abgasen aus der Leitung 82 oder mit Umgebungs-Temperierungsluft aus der Leitung 80 gemischt, welche in den Mischkasten geführt werden. Zur Steuerung der

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Menge der Abgase vom Kühler 32, die in den Mischkasten 81 gelenkt werden, ist eine Drosselklappe 86 wirkungsmäßig in die Leitung 82 eingefügt. Die Leitung 80 weist ebenfalls eine Drosselklappe 87 auf, die im Betrieb wie erforderlich einen Strom von Temperierungsluft in den Mischkasten 81 einlassen kann. Die gemischten Gase im Mischkasten werden wie erforderlich mittels der Sprühregen 83 befeuchtet, die einen Teil eines Wassersystems 84 bilden.

Die temperierten und befeuchteten Mischgase im Mischkasten 81 führen etwas von dem nichtreagierten, kalzinierten Staub mit sich, der über die Leitung 67 zugesetzt wurde. Dieser Staub ist im wesentlichen kalkfrei. Da Schwefeloxide (SO₀ und S0_z) eine starke Affinität für freien Kalk bei Temperaturen zwischen 260° C. und 1204° C. (500° und 2200° F.) aufweisen, reagieren sie mit dem Staub in den Mischgasen in dem Mischkasten 81 und bilden Gips-Anhydrit-Abfallstaub, der ein potentiell nutzbares Nebenprodukt darstellt. Somit werden die Gase aus dem Mischkasten 81 durch einen mechanischen Zyklon-Staubsammler 90 geleitet, wo die gröberen Gips-Anhydrit-Staubpartikel als Abfallstaub gesammelt werden, und von dort durch einen elektrostatischen oder mit gasdurchlässigen Säcken versehenen Präzipitator 91, in welchem die feineren Staubpartikel aus dem Gas abgeschieden werden.

Die verhältnismäßig sauberen Gase werden aus dem elektrostatischen Präzipitator 91 durch ein Gebläse 92 abgezogen und in einen Luftheizer 94 über die Zwischenverbindungsleitung 93 gelenkt. Innerhalb des Luftheizers 94 werden die Gase aus dem Mischkasten 81 wieder aufgeheizt. Eine gesteuerte! Menge der Kühler-Abgase, die aus der Versorgungsleitung 49 über die Zwischenverbindungsleitung 96 erhalten werden, werden als verhältnismäßig schwefelfreie Verbrennungsluft an den Laft-Aufheiz-Brenner 95 geliefert. Die Menge der Kühler-Abgase die zum Luft-

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heizer 94 geführt werden, ist durch eine Drosselklappe 97 gesteuert. Das Volumen der Nebenschluß-Gase zum Luftheizer ist mittels einer Drosselklappe 98 gesteuert. Auf diese Weise wird die Temperatur der Mischung von Nebenschluß-Mischkasten-Gase auf einen geeigneten Pegel angehoben, bevor sie über eine Leitung 99 zur Vorheizzone 23 geführt wird.

Die Nebenschluß-Gase werden zu dem Abzug 101 geleitet, wenn sie nicht in der Vorheizzone 23 genutzt werden. Dies wird durch öffnen der Drosselklappe 100 und durch Schließen der Drosselklappe 98 erzielt. Andererseits sind die Gase in der Unterdruck-Windkastenseite 30 der Trockenzone 21 Abfall-Gase, deren man sich durch einen Abzug 102 entledigt. Ein Gebläse zieht diese Abfall-Gase durch eine Leitung IO4 und durch, einen elektrostatischen Präzipitator 106.

In der Fig. 2 ist eine Modifizierung der Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens dargestellt. Die gezeigte Vorrichtung ist allgemein ähnlich., zu derjenigen der Fig. und umfaßt die Zuführung 12, welche die grünen'Pellets auf

dem gasdurchlässigen Wanderrost I4 ablagert. Der Gehäuseaufbau 16 umschließt einen Raum über dem Rost I4 und begrenzt die Materialeinlaßöffnung 17. Die Prallwand 18 teilt den vom Gehäuse 16 eingeschlossenen Raum in eine Vorkonditionierungs- oder Trockenzone 21 und in eine Doppel-Vorheizzone 23 und Die ^vorheizzonen 23 und 24 sind voneinander durch die Prallwand 22 getrennt. Wie bei der Vorrichtung der Fig. 1 , erstreckt sich die Prallwand 22 nach unten bis zu einem Abstand, der gerade ausreicht, um das Materialbett, das sich mit dem Rost 14 bewegt, vom unteren Ende der Wand 22 fernzuhalten. Die Prallwand 22 dient dazu, eine Trennung der Gase in den Zonen 23 und 24 aufrechtzuerhalten. Das heißt, daß die hochschwefelhaltigen Gase, die aus dem Drehrohrofen in die Vorheizzone 24

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strömen, getrennt von den verhältnismäßig schwefelarmen Gasen in der Vorheizzone 23 gehalten werden. Die Kühler-Rekuperierungsgase zur Versorgungsleitung 1+9 werden in der Trockenzone 21 und in den Vorheizzonen 23 und 2^ in der oben für das System 9 beschriebenen Weise genutzt.

Das System 110 unterscheidet sich dadurch vom System 9, daß der Windkasten 162 so aufgebaut und angeordnet ist, daß er sich, wie in der Fig. 2 zu sehen, nach rechts erstreckt, um einen Abschnitt der Trockenzone 21 einzuschließen. Somit werden die aus dem Windkasten 162 gezogenen Abfall-Gase auch einen Teil der verhältnismäßig schwefelfreien Abfallgase aus der Trockenzone 21 umfassen, überdies wird der Teil der Abfallgase aus der Trockenzone 21 eine Temperatur aufweisen, die wesentlich niedriger ist als die Temperatur der Trockengase. Somit dient dieses schwefelfreie Gas von verhältnismäßig niedriger Temperatur dazu, die Abgase aus den Vorheizzonen 23 und 2.l± zu temperieren. Diese Mischung von Abgas mit geeigneter Temperatur wird durch die Leitung 76 zur Trockenzone 21 zurückgelenkt und wieder benutzt.

Eine weitere Abwandlung, die nützlicherweise mit jedem der Systeme der Fig. 1 oderder Fig. 2 verwendet werden kann, bezieht sich auf die Art und Weise in der der wiedergewonnene Staub aus der pneumatischen Pumpe 66 in die Drehrohrοfen-Abgase eingeführt wird. Wie in der Fig. 2 gezeigt, ist eine Leitung 167 anstelle der Leitung 67 so angeordnet, daß sie Staub aus der Hebepumpe 66 in die Vorheizzone 2if lenkt. Die Leitung 167 ist mit dem Gehäuse verbunden und steht mit dem Inneren der Vorhei_zzone Zl\ am Ende des Gehäuses 16 in Verbindung. Auf diese Weise wird der Staub in die Drehrohrofen-Abgase in der gleichen Richtung mit dem Gasströmungs-Fluß eingeführt.

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In der Fig. 3 ist eine weitere Modifikation der Einführung von Staub aus der pneumatischen Hebepumpe 66 in die Drehrohrofen-Abgase dargestellt. In diesem Fall ist eine Leitung 267 mit der Pumpe 66 und der Seite des Gehäuses 16 verbunden, um somit die Einführung des wiedergewonnenen Staubes in den Drehrohrofen-Abgasstrom unter einem Winkel zur Gasströmung zu bewirken. Dies hat den Vorteil, daß zusätzliche, nicht nebengeschlossene Drehrohrofen-Abgase dem Behandlungs-Staub ausgesetzt werden.

In der Fig. 4 ist eine weitere Modifizierung der Einführung des Staubes aus der pneumatischen Pumpe 66 in den Drehrohrofen-Abgasstrom dargestellt. Wie in der Fig. if gezeigt, verbindet eine Leitung 36? die Pumpe 66 mit der Seite des Mischkastens Dadurch wird der Abfall-Staub in das Drehrohrofen-Abgas eingeführt, '."Jährend es sich mit rekuperierten Gasen aus dem Kühler 32 mischt. Diese Anordnung hat den Vorteil, (j_aß _nur ä±e nebengeschlossenen Drehrohrοfen-Abgase dem Behandlungsstaub ausgesetzt werden·

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Wärmebehandlung von Material mit hohem Schwefelgehalt, mit oder ohne hohem Alkaligehalt, in einer Materialbehandlungs-Ofenvorrichtung, in der ein Strom des Materials nacheinander auf einem Wanderrost durch eine Trockenzone und eine Vorheizzone bewegt wird und dann durch einen Drehrohrofen und eine Kühlzone, wobei Gase aus der Vorheizzone durch das Material auf dem Wanderrost in der Vorheizzone in eine Unterdruckzone unterhalb des Rostes in der Vorheizzone geführt werden, aus der die Gase durch ein Gebläsesystem zur Verwendung in der Trockenzone abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß

A) schwefelbeladene Abgase aus dem Drehrohrofen in die Vorheizzone gelenkt werden,

B) den schwefelbeladenen Drehrohrοfen-Abgasen in der Vorheizzone eine Substanz zugesetzt wird, die chemisch reaktionsfreudig ist mit Schwefel, um eine Reaktion zwischen dem Schwefel in den Gasen und der zugesetzten Substanz zu bewirken, wobei eine feste Schwefelverbindung in Staubform gebildet wird, die sich mit den Gasen bewegt,

G) ein erster Teil der Drehrohrofen-Abgase durch das Material auf dem Wanderrost in der Vorheizzone geführt wird,

D) dieser erste Teil von Gasen durch einen Staubsammler geleitet wird, nachdem sie durch das Material auf dem Wanderrost hindurchgegangen sind, und

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Ξ) ein zweiter Teil der Drehrohrofen-Abgase aus der Vorheizzone, die mit der chemisch reaktionsfreudigen Substanz behandelt wurden, mit Temperierungsluft gemischt wird, um temperierte gemischte Gase zu erzeugen, und dass die temperierten gemischten Gase durch einen Staubsammler geführt werden, um einen Großteil der festen Schwefelverbindungs-Staubpartikel aus den temperierten gemischten Gasen zu entfernen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die gereinigten gemischten Gase, durch das Material auf dem Wanderrost in der Vorheizzone zurückgeführt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, daß zusätzlich

A) das durchgefallene Material und die Substanz gesammelt werden, die chemisch mit Schwefel reaktionsfreudig ist und die durch das Material auf dem Wanderrost während des normalen Betriebs hindurchtritt, und

B) diese Substanz und das durchgefallene Material in der Vorheizzone mit den schwefelbeladenen Drehrohrofen-Abgasen gemischt werden.

/f. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das gesammelte, durchgefallene Material pulverisiert wird, bevor es den schwefelbeladenen Drehrohrofen-Abgasen in der Vorheizzone zugesetzt wird.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß die chemisch reaktionsfreudige Substanz in die schwefelbeladenen Drehrohrοfen-Abgase in einer Richtung eingeführt wird, die im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung der Drehrohrofen-Abgase verläuft, die in die Vorheizzone vom Drehrohrofen her eintreten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Z+, dadurch gekennzeichnet, daß die chemisch reaktionsfreudige Substanz in die schwefelbeladenen Drehrohrοfen-Abgase in einer Richtung eingeführt wird, die im wesentlichen parallel zur Richtung des Stromes der Drehrohrοfen-Abgase verläuft, während die Gase aus dem Drehrohrofen in die Vorheizzone eintreten,

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierungsluft gemäß dem Verfahrensschritt (E) nach Anspruch 1 aus Luft erhalten wird, die dadurch aufgeheizt wurde, daß sie durch Material in der Kühlzone hindurchging.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die temperierte Luft des Verfahrensschrittes (E) nach Anspruch 1 aus Umgebungsluft besteht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Temperierungsluft befeuchtet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die gereinigten Gase aufgeheizt werden, bevor sie in die Vorheizzone eingeleitet werden.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlζonen-Abgase verwendet werden als vorgeheizte Verbrennungsgase zur Aufheizung der gereinigten Gase.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizzone in einen ersten und einen zweiten Vorheizbereich in Richtung der Bewegung des sich hindurchbewegenden Wanderrostes aufgeteilt ist, und daß die chemisch reaktionsfreudigen, temperierten gemischten Gase zu dem zweiten Vorheizbereich zurückgeführt werden, der die Abgase aus dem Drehrohrofen empfängt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, daß die chemisch· reaktionsfreudige Substanz aus dem durchfallenden Material von der Trockenzone zusätzlich zu dem aus der Vorheizzone gesammelt wird.

1Z4.. Verfahren nach einem derAnsprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Gase aus der Kühlzone in eine Druckzone unterhalb des Materials auf dem Wanderrost in der Trockenzone geleitet wird, um den aus der Kühlzone hergeführten Gasstrom zu stabilisieren.

15· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1/f, dadurch gekennzeichnet, daß verhältnismäßig schwefelfreie Gase aus der Trockenzone mit Gasen aus der Vorheizzone gemischt werden, die durch das Material auf dem Wanderrost in die Vorheizzone geleitet wurden, und daß die gemischten Gase zur Trockenzone als nutzbare Wärme zurückgeleitet werden,

16. Verfahren nach Anspruch 15_λ dadurch gekennzeichnet, daß die verhältnis/schvyie fei freien Gase aus der Trockenzone in eine Unterdruckzone unterhalb des Materials auf dem

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Wanderrost in der Vorheizzone geleitet werden, um sich mit den darin befindlichen Abgasen aus der Vorheizzone zu mischen.

17. Materialwärmebehandlungs-Ofenvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, mit einem Aufbau, der eine Trockenkammer zur Aufnahme des zu behandelnden Materials und zur Vorkonditionierung des Materials begrenzt, und wenigstens eine Vorheizkammer zur Aufnahme von Material aus der Trockenkammer, mit einem innerhalb des Aufbaus angeordneten Wanderrost zur Beförderung von Material nacheinander durch die jeweiligen Kammern, mit einem ersten Windkasten, der unterhalb des Wanderrostes in der Trockenkammer gelegen ist, einem zweiten Windkasten, der unterhalb des Wanderrostes in der Vorheizkammer angeordnet ist, mit einem Drehrohrofen, der Material direkt aus der Vorheizkammer empfängt, und mit wenigstens einer Kühlkammer, die so angeordnet ist, daß sie Material aus dem Drehrohrofen empfängt, wobei die Trocken- und die Vorheizkammer, der Drehrohrofen und die Kühlkammer so in einer Reihenströmungsanordnung verbunden sind, daß sie einen Materialströmungspfad von der Trockenkammer zur Kühlkammer bilden, und mit einem Gebläsesystem zum Abziehen von Gasen aus dem zweiten Windkasten und zur Weiterleitung der Gase zur Trockenkammer, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Führung von Abgasen aus dem Drehrohrofen in die Vorheizkammer vorgesehen sind, eine erste Leitungsanordnung, die zwischen einem Vorrat der chemisch mit dem Schwefelreaktionsfreudigen Substanz und der Vorheizkammer verbunden ist, und mit einer zweiten Leitungsanordnung, die zwischen dem zweiten Windkasten und einem mit dem zweiten Windkastengebläse verbundenen Staubabscheider angeschlossen ist, mit einer Mischeinrichtung, die mit der Vorheizkammer und mit einer Luftzuführung verbunden ist, zur Aufnahme von Drehrohrofen-Abgasen, die mit der chemisch reaktionsfreudigen Substanz

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behandelt wurden und zur Mischung von Luft mit diesen Gasen, um die behandelten Gase zu temperieren, und daß eine dritte Leitungsanordnung vorgesehen ist, die zwischen der Mischvorrichtung und einem zweiten Staubabscheider zur Entfernung von festen Schwefelverbindungs-Staubpartikeln aus den temperierten gemischten Gasen verbunden ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Leitungseinrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem zweiten Staubabscheider und der Vorheizkammer verbunden ist, zur Leitung gereinigter, tem_perierter gemischter Gase zurück durch das Material in die Vorheizkammer.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sammler im zweiten Mischkasten angeordnet ist, zur Sammlung der chemisch reaktionsfreudigen Substanz, die durch das Material auf dem Rost in der ^orheizkammer hindurchgetreten ist, und daß eine fünfte Leitungseinrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem zweiten Windkasten und der ersten Leitungseinrichtuag verbunden ist und die die Zuführung von chemisch reaktionsfreudiger Substanz bildet.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der fünften Leitungseinrichtung ein Pulverisator angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitungseinrichtung in solcher Weise mit der Vorheizkammer verbunden ist, daß die chemisch reaktionsfreudige Substanz in die Vorheizkammer in einer im wesentlichen abwärts gerichteten Richtung eingeführt wird, so daß diese Richtung im wesentlichen quer zur Strömung der Drehrohrofen-Abgase verläuft, während diese

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aus dem Drehrohrofen in die Vorheizkammer eintreten.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitungseinrichtung mit der Vorheizkammer in einer solchen Weise verbunden ist, daß die chemisch reaktionsfreudige Substanz in die Vorheizkammer in einer Richtung eingeführt wird, die im wesentlichen parallel zum Strom der Drehrohrofen-Abgase aus dem Drehrohrofen in die Vorheizkammer hinein verläuft.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine sechste Leitungseinrichtung vorgesehen ist, die zwischen der Kühlkammer und der Mischvorrichtung verbunden ist, um Temperierungsluft zu liefern, die aus durch den Kühler hindurchgetretener aufgeheizter Luft erhalten wird.

2.1+, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischvorrichtung gesteuerte Lufteinlaß-Einrichtungen vorgesehen sind, zur Zuführung von Umgebungsluft in die Mischvorrichtung.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 2Af, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Mischvorrichtung eine Wasserzuführung zur Befeuchtung der Temperierungsluft verbunden ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Leitungseinrichtung einen Heizer zur Aufheizung der gereinigten Gase vor deren Wiedereintritt in die Vorheizkammer aufweist.

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27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich net, daß der Heizer mit der sechsten Leitungseinrichtung verbunden ist, so daß er von den Kühlkammer-Abgasen beheizt wird.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizkammer durch eine herabhängende Unterteilung in eine erste und eine zweite Vorheizkammer in Richtung der Wanderung des Rostes unterteilt ist, und daß die erste Leitungseinrichtung für die Zuführung von chemisch reaktionsfreudiger Substanz mit der zweiten Vorheizkammer verbunden ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I9 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler in dem zweiten Windkasten unterhalb der Vorheizkammer sich in den ersten Windkasten unterhalb des Wanderrostes in der Trockenkammer hinein erstreckt.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler ein endloses Förderband ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I7 bis 30, dadurch gekennz eichnet, daß eine siebte Leitungseinrichtung vorgesehen ist, die mit der sechsten Leitungseinrichtung verbunden ist, zur Leitung der Kühlkammer-Abgase in eine Druckzone des ersten Windkastens unterhalb des Wanderrostes in der Trockenkammer, um den Gasstrom in der sechsten Leitungseinrichtung zu stabilisieren.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Windkasten

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unterhalb der Vorheizkammer sich teilweise unter die Trockenkammer erstreckt, so daß ein Teil der verhältnismäßig schwefelfreien Gase aus der Trockenkammer durch Saugwirkung in den zweiten Windkasten gezogen wird, um dort mit Gasen aus der Vorheizkammer gemischt zu werden, und daß eine achte Leitungseinrichtung zwischen dem zweiten Windkasten-Gebläse und der Trockenkammer verbunden ist, zur Rückführung der gemischten Gase zur Trockenkammer, um in der Trockenkammer einen positiven Druck aufrechtzuerhalten.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckzone des ersten Windkastens unterhalb eines Endes des darin angeordneten Wanderrostes befindet und daß der Rest des ersten Windkastens mittels einer neunten Leitungseinrichtung auf einem negativen Druck gehalten wird, die zwischen dem ersten Windkasten und seinem mit der Atmosphäre verbundenen Abzugsgebläse angeschlossen ist.

3k· Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die neunte Leitungseinrichtung einen Staub-Präzipitator zur Reinigung der Gase vor dem Auslaß in die Atmosphäre aufweist.

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