DE2944659C2 - Vorrichtung zum Brennen von pulverförmigem, aus Schlämmen gewonnenem Rohstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brennen von pulverförmigem, aus Schlämmen gewonnenem Rohstoff, mit einem Drehrohrofen und einem Schwebegasvorwärmer mit einem Kalzinierbrenner, wobei die Brennstoffzufuhr des Kalzinierbrenners in Abhängigkeit der mit einem Temperaturfühler erfaßten Abgas -emperatur gesteuert wird.

Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 41 37 090 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird die Abgastemperatur an einer Stelle erfaßt, an der die Abgase noch nicht zum Vortrocknen des Rohmaterials mit diesem in Berührung gekommen sind. Das hat den Nachteil, daß der unterschiedlichen Feuchtigkeit des zugeführten Rohmaterials nur mittelbar insofern Rechnung getragen wird, als sich unterschiedliche Feuchtigkeit noch nach Vortrocknung des Rohmaterials durch Änderung der Temperatur der Abgase aus der Kalzinierzone bemerkbar macht. Das hat einen niedrigen thermischen Wirkungsgrad zur Folge.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angesprochenen Art hinsichtlich des thermischen Wirkungsgrades zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Vortrockner vorgesehen ist, in dem Rohstoffpartikel durch die Abgase aus dem Schwebegasvorwärmer getrocknet werden, daß der Temperaturfühler die Temperatur der aus dem Vortrockner austretenden Abgase erfaßt und daß das Volumen der ausgetragenen Abgase so gesteuert wird, daß es der Menge des aus dem Kalzinierbrenner zugeführten Brennstoffes entspricht

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

ίο Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung näher erläutert In der Zeichnung stellt dar

F i g. 1 schematisch vereinfacht eine schaltbildliche Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig.2 und 3 abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung.

Ensprechende Teile sind bei allen Ausführungsformen zur Verbesserung der Übersichtlichkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der ersten Ausrührungsiorm gemäß Fig.! werden Aufschlämmungen durch ein Preßfilter 1 zur Bildung kuchenartiger Preßmassen gefiltert, die dann einem Trockner 2, beispielsweise in der Form eines Mischers, eines Schnelltrockners oder eines Drehtrock ners zugeführt wird. Die aus dem Trockner 2 kommende Preßmasse wird sodann in eine Mühle 3 eingeführt Die Mühle 3 und eine mit ihrem unteren Ende an den Auslaß der Mühle 3 angeschlossene Steigleitung 4 bilden eine Trocknungseinheit Die Steigleitung 4 ist mit ihrem

jo oberen Ende an ein Zyklon 5 angeschlossen sowie über eine Leitung 23 an den Trockner 2 angeschlossen. Stromab des Zyklons 5 ist ein Schwebegasvorwärmer vorgesehen, der aus einer Mehrzahl von Zyklonen besteht, wobei in der Zeichnung lediglich zwei Zyklone

ji 6 und 26 veranschaulicht sind, die über eine Gasleitung 27 miteinander verbunden sind. Das untere Auslaßende des Zyklons 5 ist über eine Schurre 28 mit der Leitung 27 etwa in deren Mitte verbunden, tire Schurre 29, die vom unteren Austragsende des Zyklons 6 ausgeht, und

•to eine Gasleitung 30, die sich vom Gaseinlaß des Zyklons 26 erstreckt, sind an einen Kalzinierofen 7 mit einem Kalzinierbrenner 13 angeschlossen. Das untere Austragende des Zyklons 26 ist über eine Zuführschurre 31 an einen Drehrohrofen 8 mit einem Brenner 12 angeschlos sen. Der Drehrohrofen 8 ist über eine Abgasleitung 32 mit dem Kalzinierofen 7 verbunden. Ein am austragsseitigen Ende des Drehrohrofens 8 angeordneter Klinkerkühler 9 ist über eine Sekundärleitung 16 mit dem Kalzinierofen 7 sowie über eine andere Luftleitung mit einem Abgasgebläse 37 verbunden, welches überschüssige Kühlluft in die Umgebungsatmosphäre entweichen läßt.

Der Drehrohrofen 8 ist durch Stützen 10 gehalten und wird durch einen Antrieb 11 gedreht. Der veranschau lichte Drehrohrofen 8 für das Trockenverfahren besteht grundsätzlich aus dem entsprechenden, abgeschnittenen Teil eines Drehrohrofens für das Naßverfahren.

In eine Brennstoffzuführleitung 33, mit der der Kalzinierbrenner 13 des Kalzinierofens 7 beschickt wird, sind ein Strömungssteuerventil 18 zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchströmmenge und ein Strömungsmeßgerät 19 eingesetzt und elektrisch mit einer Temperatursteuereinheit 17 bzw. einer Drehzahlsteuereinheit 20 verbunden, wie dies aus F i g. 1 ersichtlich ist. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß in den Figuren die Strömungswege für Rohstoff oder Klinker mit ausgezogenen Linien, die Strömungswege für Gas mit gestrichelten Linien, die Strömungs-

wege für Brennstoff mit strichpunktierten Linien sowie die Fühl- und Steuerleitungen, üblicherweise also die elektrischen Leitungen, mit quergestrichelten Linien veranschaulicht sind, so daß sich Einzelheiten der entsprechenden Strömungs- und Leitungsführangen unmittelbar aus der Zeichnung ergeben. Der Gasauslaß des Schwebegasvorwärmers, also das obere Ende des Zyklons 6, ist durch eine Leitung 34 mit dem Aufgabeende der Mühle 3 für die Preßmasse verbunden. Der Gasauslaß oes Zyklons 5 ist über eine Leitung 35 mit einem elektrostatisch arbeitenden Staubsammler 15 verbunden. In die Leitung 35 ist ein Abgasgebläse 14 eingesetzt, dessen Antriebsmotor 21 elektrisch an die Drehzahlsteuereinheit 20 angeschlossen ist. Die Temperatursteuereinheit 17 ist mit der Leitung 35 verbunden. Der Staubsammler 15 und der Trockner 2 sind über einen Förderer 36 miteinander verbunden, so daß der Rohstoffstsub, der im Staubsammler 15 gesammelt wird, zum Trockner 2 zurückgeführt werden kann. Wenn ein Schnelltrockner oder Drehtrockner verwendet wird, erstreckt sich die Leitung 34 ausgehend vom Zyklon 6 auch zum Einlaß des Trockners 2.

Wenn Aufschlämmungen mit einem Wassergehalt von 35 bis 40% durch das Preßfilter 1 hindurchgedrückt werden, so erfolgt eine Absenkung des Wassergehaltes auf 17 bis 20%. Die Preßmasse aus dem Preßfilter 1 wird im Trockner 2 gemischt oder gemischt und vorgetrocknet, und wird bei weiterer Trocknung in der Mühle 3 zu Pulver oder Mehl aufgelöst. Das Rohstoffmehl wird von dem durch die Leitung 34 aus dem Zyklon 6 zugeführten Gas mitgerissen und die Steigleitung 4 hochgeführt, wobei neben dem Transport eine Trocknung erfolgt.

Das so getrocknete Rohstoffmehl wird sodann in den Zyklon 5 eingeführt und aus dem Fördergasstrom abgeschieden sowie über die Schurre 28 in die Gasleitung 27 eingeführt, wo das Rohstoffmehl vom Gas mitgerissen und bei gleichzeitiger Vorwärmung zusammen mit dem Gas aus dem Zyklon 26 in den Zyklon 6 gefördert wird. Die im Zyklon 6 abgeschiedenen Rohstoffpartikel werden sodann über die Schurre 29 dem Kaiziruerofen 7 zugeführt und kalziniert oder entsäuert Die kalzinierten Rohstoffparlikel werden sodann über die Gasleitung 30 in den Zyklon 26 eingeführt, und die im Zyklon 26 abgeschiedenen Rohstoff partikel werden über die Zuführschurre 31 dem Drehrohrofen 8 zugeführt. Der am Austragsende des Drehrohrofens 8 austretende Klinker wird im Klinkerkühler 9 gekühlt und sodann ausgetragen.

Das mittels des Abgasgebläses 14 aus dem Klinkerkühler 9 abgezogene Gas wird durch die Sekundärleitung 16 dem Kalzinierofen 7 als Sekundärluft für die Verbrennung des über den Brenner 13 zugeführten Brennstoffes eingeführt. Ebenso werden die Abgase des Drehrohrofens an dessen Aufgabeende über die Abgasleitung 32 dem Kalzinierofen 7 zugeführt und mittels des Brenners 13 verbrannt, um die Rohstoffpartikel zu kalzinieren oder zu entsäuern. Die kalzinierten Rohstoffpartikel werden über die Gasleitung 30 in den Zyklon 26 eingeführt, und das im Zyklon 26 abgeschiedene Gas wird über die Gasleitung 27 ausgetragen und dient zur Vorwärmung der Rohstoffparlikel, die über die Schurre 28 in die Gasleitung 27 eingeführt werden. Das Gas reißt Rohstoffpartikel in den Zyklon 6 mit. Das vom Zyklon 6 abgeschiedene und austretende Gas wird über die Leitung 34 der Mühle 3 und sodann der Steigleitung 4 zugemh^rt. Eiin Teil des in der Gasleitung 34 strömenden Gases kann in den Trockner 2 eingeführt werden, um die Preßmasse vorzutrocknen, und das aus dem Trockner 2 ausgetragene Gas kann in die Steigleitung 4 eingeführt werden.

Wie berei's erläutert wurde, trocknet das zusammen mit den Rohstoffpartikeln aus der Mühle 3 in der Steigleitung 4 nach oben strömende Gas das Rohstoffmehl und führt es in den Zyklon 5. Das im Zyklon 5 von den Rohstoffpartikeln abgeschiedene Gas wird von dem Abgasgebläse 14 über die Gasleitung 35 abgesaugt und dem elektrostatischen Staubsammler 15 zugeführt. Der

ίο im Staubsammler 15 abgeschiedene Rohstoffstaub wird sodann über den Förderer 36 zum Trockner 2 zurückgeführt, während das staubfreie Gas in die Umgebungsatmosphäre entweichen kann.

Der Wassergehalt des aus dem Preßfilter 1 austretenden Preßkuchens hängt von einer Mehrzahl von Einflußgrößen wie der Partikelgröße und Partikelart des Rohmaterials, der Temperatur der Aufschlämmung, der Filterkapazität des Filters 1 usw. ab. Vom Wassergehalt der Preßmasse wiederum hängt die erforderliche Wärmemenge ab, die aus der theoretisch erforderlichen Wärmemenge zuzüglic' einer Kompensation für Wärmeverüuste infoige Straiiii' ig. Konvektion usw. besteht. Daher muß in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Preßmasse die Strömungsgeschwindigkeit des BrennstoiFfes zum Brenner 13 des Kalzinierofens 7 gefeuert werden, um eine optimale Verbrennung im Kalzinierofen 7 zu erhalten, wobei außerdem die Temperatur bzw. Wärmemenge der aus dem Zyklon 6 ausgetragenen und ;:ur Vortrocknung des zugeführten

jo Rohmaterials in dem Vortrockner 2, 4 verwendeten Abgase gesteuert wird, also die Wärmemenge der ausgeiragenen Abgase.

Hierzu ist erfindiingsgemäß die Temperatursteuereinheit 17 über einen Temperaturfühler 17' mit der Leitung 35 derart verbunden, daß die Temperatursteuereinheit 17 die Temperatur des Abgases aus dem Zyklon 5 erfaßt, die in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Preßmasse schwankt. Wenn die so erfühlte Temperatur nicht mit einer Solltemperatur von beispielsweise 1LO°C übereinstimmt, so erzeugt die Temperatursteuereinheit 17 ein Steuersignal und übermittelt dieses dem Ströri.ungssteuerventil 18, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des zum Brenner 13 strömenden Brennstoffes so beeinflußt wird, daß je nach ermitteiter Über- oder Untertemperatur die Temperatur der Abgase sich wieder dem Sollwert oder dem Sollbereich nähert. Gleichzeitig wird die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffes durch das Strömungsmeßgerät 19 erfaßt und ein dieser Strömungsgeschwindigkeit analoges Meßsignal der Drehziihlsteuereinheit 20 zugeführt, die ihrerseits die Drehzahl des Motors 21 für das Abgasgebläse 14 in der Weise ansteuert, daß das Volumen der durch das Abgasgebläse 14 ausgetragenen Abpase eine vollständige Verbrennung des über den Brenner 13 in den Kalzinierofen 7 eingeführten Brennstoffes sicher«teilt.

Auf diese Weise wird die Menge des im Kalzinierofen 7 verbrannten Brennstoffes in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Kuchens gesteuert, und wird das

w Volumen des über die Sekundärluftleitung 16 aus dem Klinkerkühlei 9 kommenden Sekundärluftstromes so bemessen, daß sich wiederum in Abhängigkeit vcn der Zufuhrgeschwindigkeit des Brennstoffes eint vollständige Verbrennung im Kalzinierofen 7 ergibt. Auf diese

i" Weise wird stets der Anlage eine minimale Wärmeenergie zugeführt, die erforderlich ist, um das Wasser in der Preßmasse vollständig zu verdampfen, so daß sich ein höherer Wärmewirkungsgrad und eine stabile Betriebs-

weise ergeben.

Bei der zweiten Ausfiihrungsform gemäß Fig. 2 sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und ergibt sich derselbe Grundaufbau, jedoch mit dem Unterschied, daß einerseits der Motor 21 des Abgasgebläses 14 mit konstanter Geschwindigkeit läuft und andererseits eine Drosseleinrichtung 23 in der Gasleitung 35 vorgesehen ist, die über eine Drosseleinstelleinheit 20' derart einstellbar ist, daß sie das Volumen des vom Abgasgebläse 14 ausgetragenen Gases steuert. Ansonsten entsprechen Aufbau und Wirkungsweise dieser Ausführungsform derjenigen gemäß Fig. I.

Bei der dritten Ausfiihrungsform gemäß F i g. 3, die wiederum gleichen Grundaufbau besitzt, spricht die Steuereinheit 24 für die Drehzahlsteuerung des Motors 21 und/oder die Einstellung der Drosseleinrichtung 23 Zementklinker 1,65 kg beträgt, und wenn weiter angenommen wird, daß der Wassergehalt der aus dem Preßfilter 1 auslaufenden Preßmasse 18% beträgt, dann ergibt sich ein theoretischer Wärmebedarf für die ι Verdampfung des Wassers in der Preßmasse mit 887,6 kj pro Kilogramm Klinker. Wenn der Wassergehalt bei 20% liegt, so ergibt sich ein Wärmebedarf von 1013,3 k).
Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die

hi Erfindung nicht auf die dargestellten Aiisführtingsformcn gemäß den Fig. I bis 3 bschränkt. sondern sind vielfache Abwandlungen und Abänderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung /u verlassen. So kann beispielsweise die Abgasleitung 32 aus dem Drehrohro-

r. fen 8 direkt an den Zyklon 26 angeschlossen werden, und kann ein Kalzinierbrenner in diese Abgasleitung 32 eingefügt werden. Weiterhin ist die Erfindung vorMc-

IMLIIt dUI CHI O Ig Mtl I UC3 OtI HgMMCUgCI «IIC3

sondern auf ein Steuersignal eines Fühlers für den Sauerstoffgehalt in der Leitung 27 an einer Stelle stromauf der Einführungsstelle der Schurre 28 in die Leitung 27. so daß die Drehzahl des Motors 21 des Abgasgebläses 14 und/oder der Öffnungsgrad der Drosseleinrichtung 23 derart eingestellt werden können, daß der durch ein Analysegerät 22 für die Sauerstoffkonzentration ermittelte Sauerstoffgehalt stromab des Kalzinicrofens 7 auf einem Sollwert von beispielsweise 2% gehalten wird. Ansonsten arbeitet diese Ausführungsform entsprechend den beiden anderen Ausführungsformen.

Wenn angenommen wird, daß das Trockengewicht des Rohstoffes für die Herstellung eines Kilogramms Portlandzement näher erläutert worden, jedoch ist die .'(ι Erfindung ebensogut anwendbar auf andere Verfahren zur Wiedergewinnung von Kalziumoxiden aus Kalkschlämmen aus einer Schlämmanlage oder aber auch zum Brennen von Tonerde oder Magnesia bzw. Bittererde. In jedem Falle wird von einer Regelung r> Gebrauch gemacht, bei der jeweils in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Preßmasse nur die erforderliche Minimi.'ovärme zugeführt wird, so daß sich ein hoher thermischer Wirkungsgrad ergibt und eine stabile Betriebsweise sichergestellt ist. Da keine Hilfswärmejo quelle verwendet wird, ist da:, Verbrennungssystem sowohl hinsichtlich der Baukosten als auch der Betriebskosten günstig.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !.Vorrichtung zum Brennen von pulverförmiger!!, aus Schlämmen gewonnenem Rohstoff, mit einem Drehrohrofen und einem Schwebegasvorwärmer mit einem Kalzinierbrenner, wobei die Brennstoffzufuhr des Kalzinierbrenners in Abhängigkeit der mit einem Temperaturfühler erfaßten Abgastemperatur gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vortrockner (2, 4) vorgesehen ist, in dem Rohstoffpartikel durch die Abgase aus dem Schwebegasvorwärmer (6, 26) getrocknet werden, daß der Temperaturfühler (17') die Temperatur der aus dem Vortrockner austretenden Abgase erfaßt und daß das Volumen der ausgetragenen Abgase so gesteuert wird, daß es der Menge des aus dem Kalzinierbrenner zugeführten Brennstoffes entspricht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der ausgetragenen Abgase über die Drehzahl eines Motors (21) eines Abgasgebläses (14) einstellbar ist
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der ausgetragenen Abgase über den öffnucgsgrad einer Drosseleinrichtung (23) einstellbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Motors (21) des Abgasgebläses (14) und/oder der ÖffnungsgrinJ der Drosseleinrichtung (23) in Abhängigkeit von oer Strörcungsgei-hwindigkeit des dem Kalzinierbrenner zugeff'hrten Brennstolfes einstellbar sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Motors (21) für das Abgasgebläse (14) und/oder der Öffnungsgrad der Drosseleinrichtung (23) in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration stromab vom Kalzinierbrenner einstellbar sind.