DE3036957C2

DE3036957C2 -

Info

Publication number: DE3036957C2
Application number: DE3036957A
Authority: DE
Inventors: Naum Pinchusovic Char'kov Su Kogan
Original assignee: GOSUDARSTVENNYJ VSESOJUZNYJ INSTITUT PO PROEKTIROVANIJU I NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIM RABOTAM JUZGIPROCEMENT CHAR'KOV SU
Current assignee: GOSUDARSTVENNYJ VSESOJUZNYJ INSTITUT PO PROEKTIROVANIJU I NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIM RABOTAM JUZGIPROCEMENT CHAR'KOV SU
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1987-09-03
Also published as: DE3036957A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker mit Zyklonwärmetauschern zum Vorwärmen des Rohmehls, einem mit einem der Zyklonwärmeaustauscher verbundenen Luftstrahlgebläse, das in einen Drehrohrofen mit einem durch dessen Austragsende in diesen eingeführten Brenner eingeführt ist, einem mit dem Eintragsende des Drehrohrofens verbundenen Abscheider und einer schrägen Rutsche, die diesen Abscheider mit dem Eintragsende des Drehrohrofens verbindet.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 25 18 874 bekannt. Bei dieser Anlage wird das vorerwärmte Rohmaterial in das obere Ofenende eingeblasen und sobald die Rohmaterialpartikel auf die heißen Gase auftreffen, wird deren Calcinierung ausgelöst, so daß eine teilweise Calcinierung stattgefunden hat.

Aus der DE-AS 20 61 980 ist eine Anlage zum Brennen und/oder Sintern von Feingut bekannt, bei der die in die rohrförmige feststehende Kammer einmündenden Zuführungen für den Brennstoff und das Feingut-Verbrennungsluft-Gemisch koaxial angeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Energieaufwand zur Klinkerherstellung weiter verringert wird, wobei insbesondere die den Drehrohrofen verlassenden Produkte eine niedrige Temperatur aufweisen und die thermischen Strahlungsverluste verringert werden und die Vorrichtung dennoch geringe Außenabmessungen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorzugsweise Ausführungen der Erfindung zur Verbesserung der Energiebilanz sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker,

Fig. 2 einen Drehrohrofen im Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1, wobei mit (+) und (-) die Verteilung der Rohmehlgasströmungen dargestellt ist,

Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung mit einem im Austrittsende des Luftstrahlgebläses angeordneten zusätzlichen Brenner,

Fig. 4 eine Ausführungsvariante der Vorrichtung, mit der es möglich ist, Hochofenschlacke zur Herstellung der Zementklinker zuzugeben.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker, siehe Fig. 1, enthält einen Vorratsbehälter 1 für Rohmehl, der über einem Dosierförderer 2 angeordnet ist. Unter dem Dosierförderer 2 ist in einem Stutzen 3 eine Aufgabeöffnung 4 ausgeführt. Der Stutzen 3 ist an den Eingang eines Zyklonwärmeaustauschers 5 angeschlossen. Der Zyklonwärmeaustauscher 5 ist seinerseits mit einer Absaugvorrichtung 6 und einem Luftstrahlgebläse 7 verbunden. Das Luftstrahlgebläse 7 ist mit einem Luftverdichter 8 verbunden und sein Austrittsende ist koaxial in einen Drehrohrofen 9 durch dessen Eintragsende eingeführt. Das Eintragsende des Drehrohrofens 9 ist durch einen Stutzen 10 mit einem Abscheider 11 mit einer schrägen Rutsche 12 verbunden. Die schräge Rutsche 12 ist in das Eintragsende des Drehrohrofens 9 eingeführt. Von der Seite des Austragsendes ist in den Drehrohrofen 9 ein Brenner 13 eingeführt. Am Austragsende des Drehrohrofens 9 ist auch ein Kühler 14 angeordnet. Der Kühler 14 ist durch eine Druckluftleitung 15 mit dem Eingang des Luftverdichters 8 verbunden. In den Figuren ist mit durchgehenden Pfeilen 16 die Bewegungsrichtung des schwebenden Reaktionsgutes und mit strichpunktierten Pfeilen 17 die Bewegungsrichtung der gasförmigen Verbrennungsprodukte des Brennstoffes dargestellt. Zur Anschaulichkeit ist im Unterteil des Drehrohrofens 9 eine Schicht 18 aus Zementklinker gezeigt.

In Fig. 2 sind die Strömungsrichtungen der Gas- und Reaktionsgutströme über den Querschnitt des Drehrohrofens 9 mit den Zeichen (+) und (-) gekennzeichnet.

In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt, die im wesentlichen der vorstehend beschriebenen ähnlich ist, jedoch einen zusätzlichen Brenner 19 aufweist. Zur vollen Wärmeausnutzung ist außerdem ein zusätzlicher Zyklonwärmeaustauscher 20 vorgesehen, der mit dem Zyklonwärmeaustauscher 5 durch einen Stutzen 21 verbunden ist. In diesem Falle ist die Aufgabeöffnung 4 im Stutzen 21 ausgeführt.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, die der in Fig. 3 gezeigten ähnlich ist, sie enthält jedoch zusätzlich einen für die Zuführung von ungemahlener Hochofenschlacke bestimmten und über einen Dosierförderer 23 angeordneten Aufgabebehälter 22. Der Dosierförderer 23 ist über einer in dem Stutzen 10 ausgeführten Aufgabeöffnung 24 angeordnet.

Die Vorrichtungen arbeiten, wie folgt: Aus dem Vorratsbehälter 1 wird Rohmehl auf den Dosierförderer 2 geschüttet und durch die Aufgabeöffnung 4 in den Stutzen 3 aufgegeben. Durch den Stutzen 3 wird das Rohmehl kontinuierlich dem Zyklonwärmeaustauscher 5 zugeführt, wo es durch die gasförmigen Verbrennungsprodukte des dem Brenner 13 zugeführten technologischen Brennstoffs auf eine Temperatur von 400 bis 600°C vorgewärmt wird, die aus dem Drehrohrofen 9 mittels der Absaugvorrichtung 6 angesaugt werden. Das vorgewärmte Rohmehl wird aus dem Zyklonwärmeaustauscher 5 zum Luftstrahlgebläse 7 befördert. Dem Luftstrahlgebläse 7 wird mit Hilfe des Luftverdichters 8 ununterbrochen Luft zugeführt. Das vom Luftstrom erfaßte Rohmehl wird in den Drehrohrofen 9 durch dessen Eintragsende injiziert. Dem Brenner 13 wird ein technologischer Brennstoff zugeführt, durch dessen Verbrennung am Austragsende des Drehrohrofens 3 ein zum Eintragsende gerichteter Gasstrom entsteht. Nachdem das vorbehandelte Rohmehl im Gegenstrom in die gasförmigen Verbrennungsprodukte gelangt, kommt es zu Calcinierungsreaktionen. Bei der endothermen Reaktion wird der größere Teil der in den gasförmigen Verbrennungsprodukten enthaltene Wärme absorbiert und ihre Temperatur wird auf 650°C gesenkt. Durch den peripheren Stromteil (in Fig. 1 mit strichpunktierten Pfeilen und in Fig. 2 mit (-) gekennzeichnet) wird das calcinierte Reaktionsgut durch das Eintragsende des Drehrohrofens 9 aus diesem ausgetragen. Dazu trägt auch die Tatsache bei, daß am Austragsende des Drehrohrofens 9 mittels der Absaugvorrichtung 6 Unterdruck erzeugt wird. Das schwebende Gemisch aus calciniertem Reaktionsgut gelangt durch den Stutzen 10 in den Abscheider 11, wo es in feste und gasförmige Phasen geteilt wird. Die abgeschiedenen gasförmigen Verbrennungsprodukte werden durch den Stutzen 3 in den Zyklonwärmeaustauscher 5 gefördert und zum Vorwärmen des Rohmehls verwendet. Durch diesen Gasstrom wird das durch die Aufgabeöffnung 4 eintretende Rohmehl zum Zyklonenwärmeaustauscher 5 befördert. Das im Abscheider 11 abgeschiedene calcinierte Reaktionsgut wird durch die geneigt angeordnete Rutsche 12 in den Unterteil des Drehrohrofens 9 befördert. Entsprechend der Bewegung der Umwälzschicht 18 des calcinierten Reaktionsgutes vom Eintrags- zum Austragsende des Drehrohrofens 9 kommt es zum Rösten und Granulieren des Reaktionsgutes. Der gebildete granulierte Klinker gelangt aus dem Austragsende des Drehrohrofens 9 in den Kühler 14. Die durch den Kühler 14 strömende Luft wird über die Druckluftleitung 15 dem Luftverdichter 8 zugeführt. Im Kühler 14 wird somit die in dem abzukühlenden Klinker gespeicherte Wärme weiter verwertet.

Die Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung ist der beschriebenen Arbeitsweise ähnlich. Das Vorwärmen des Rohmehls erfolgt jedoch stufenweise in zwei Zyklonwärmeaustauschern 20 und 5. Darüber hinaus wird ein Teil des technologischen Brennstoffes durch den zusätzlichen Brenner 19 am Eintragsende des Drehrohrofens 9 injiziert. In diesem Falle vollzieht sich die Calcinierung des Rohmehls im Gegenstrom der gasförmigen Verbrennungsprodukte des technologischen Brennstoffes. 20 bis 80% des technologischen Brennstoffs werden dem Brenner 13 und der Rest dem Brenner 19 zugeführt.

Die Arbeitsweise der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ähnlich. Aus dem Aufgabenbehälter 22 wird jedoch mit Hilfe des Dosierförderers 23 durch die Aufgabeöffnung 24 ununterbrochen ungemahlene Hochofenschlacke eingegeben. Nachdem die Schlacketeilchen in den durch den Stutzen 10 strömenden erhitzten Reaktionsgut- und Gasstrom gelangt sind, werden sie unter Einwirkung der in ihnen siedenden Feuchtigkeit zerstört, so daß eine vorherige Zerkleinerung entfällt. Die auf diese Art und Weise zerkleinerte Schlacke wird mit dem calcinierten Reaktionsgut im Stutzen 10 vermischt und im Abscheider 11 abgeschieden. Die erhaltene Mischung aus calciniertem Reaktionsgut und zerkleinerter Schlacke gelangt über die geneigte Rutsche 12 in den Drehrohrofen 9, wo sie in der Umwälzschicht 18 geröstet wird

Weiter werden in den Ausführungsformen der Vorrichtung durchgeführte konkrete Beispiele angeführt, die die Energieeinsparungen belegen.

Beispiel 1

Ein Zementklinker wurde in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 auf folgende Weise erhalten. Das 79,8 Gewichtsprozent Kalkstein, 19,0 Gewichtsprozent Ton und 1,2 Gewichtsprozent Pyritabbrand enthaltende Rohmehl wurde ununterbrochen in einer Menge von 195 t/h in den Zyklonwärmeaustauscher 5 eingegeben und auf eine Temperatur von 500°C erwärmt. Zum Vorwärmen des Rohmehls wurden die von calciniertem Reaktionsgut abgeschiedenen gasförmigen Verbrennungsprodukte eines Naturgases verwendet. Das vorgewärmte Rohmehl wurde mit dem Luftstrom durch das Eintragsende des Drehrohrofens 9 injiziert. Der Luftverbrauch betrug 12 300 m³/h. Das im schwebenden Gemisch enthaltene Rohmehl wurde im Gegenstrom der beim Verbrennen des Naturgases am Austragsende des Drehrohrofens erhaltenen gasförmigen Verbrennungsprodukte calciniert. Das Calcinieren wurde bei einer Temperatur von 750°C im Laufe von 1 s vollzogen. Das schwebende Gemisch aus calciniertem Reaktionsgut wurde durch den peripheren Teil des Stromes der gasförmigen Verbrennungsprodukte aus dem Drehrohrofen 9 durch dessen Eintragsende ausgeführt. Aus diesem Gemisch wurde im Abscheider 11 das dispergierte calcinierte Reaktionsgut abgeschieden, welches über die Rutsche 12 in den Drehrohrofen 9 zum Zwecke des Röstens in einer Umwälzschicht 18 zurückgeführt wurde. Beim Rösten wurde das calcinierte Reaktionsgut allmählich auf eine Temperatur von 1450°C erwärmt, wobei dessen Zusammensintern und Granulieren vor sich ging. Die erhaltenen Klinkerkörnchen wurden im Luftstrom im Laufe von 20 bis 30 Minuten abgekühlt.

Bei der Messung der Hauptkenndaten, dem Verbrauch an technologischem Brennstoff, der Wärmestrahlung und bei der Auswertung der erhaltenen Daten wurde festgestellt, daß der spezifische Wärmeverbrauch 750 kcal je 1 kg Zementklinker betrug. Dies bedeutet, daß im Vergleich zu der Technologie, welche die Entkohlung und das Rösten von im schwebendenden Zustand befindlichem Rohmehl im Parallelstrom der Verbrennungsprodukte z. B. gemäß DE-AS 20 61 980 vorsieht, der spezifische Energieaufwand um 10% herabgesetzt wurde. Zur Durchführung konnte der erfindungsgemäße kompaktere Drehrohrofen ohne an dessen Ausgangsende angeordnetem Zyklonwärmeaustauscher verwendet werden, so daß auch die Aufwendungen zu dessen Fertigung entsprechend kleiner sind. Zu Vergleichszwecken ist zu bemerken, daß der spezifische Wärmeaufwand von modernsten Anlagen mit Entkohlungseinrichtungen 780 kcal je 1 kg Klinker beträgt.

Beispiel 2

Ein Zementklinker wurde im wesentlichen auf die im Beispiel 1 beschriebene Art und Weise in einer Vorrichtung gemäß Fig. 3 hergestellt. Das vorgewärmte Rohmehl wurde am Eintragsende zusammen mit einem Teil des technologischen Brennstoffs injiziert. Die Calcinierung des Rohmehls wurde beim Verbrennen des Brennstoffes in den entgegengerichteten Flammenstrahlen durchgeführt. Dabei wurden am Eintragsende des Drehrohrofens 50 Gewichtsprozent und die übrigen 50 Gewichtsprozent des technologischen Brennstoffes am Austragsende des Drehrohrofens verbrannt. Beim Calcinieren wurden folgende technologischen Betriebsbedingungen eingehalten.

Luftverbrauch, m³/h12 300 Temperatur, °C850 Verweilzeit, s0,6

Beim Rösten wurde die Temperatur des entkohlten Reaktionsgutes auf 1450°C erhöht. Der spezifische Wärmeaufwand betrug 740 kcal je 1 kg Klinker, was um 7% niedriger ist als im Beispiel 1 angegeben wurde.

Beispiel 3

Ein Zementklinker wurde im wesentlichen auf die im Beispiel 2 beschriebene Art und Weise in einer Vorrichtung gemäß Fig. 4 hergestellt. Dem aus dem Drehrohrofen ausgeführten schwebenden Gemisch aus calciniertem Reakationsgut wurde jedoch Hüttenschlacke beigemischt, welche folgende chemische Zusammensetzung aufwies (in Gewichtsprozent):

Calciumoxid47,14 Siliciumoxid37,11 Aluminiumoxid 7,97 Eisenoxid 0,86 andere OxideRest

Die beigemischte Hüttenschlacke wies eine relative Feuchtigkeit von 5% sowie einen Säuregrad von 0,6 auf. Die mittlere Teilchengröße betrug 10 mm. Die Hüttenschlacke wurde ununterbrochen in einer Menge von 0,4 t je 1 t calciniertem Reaktionsgut pro Stunde eingeführt.

Während der Calcinierung wurden folgende technologischen Betriebsbedingungen aufrechterhalten:

Luftverbrauch, m³/h12 300 Temperatur, °C850 Verweilzeit, s0,6

Während des Röstens wurde die Temperatur des calcinierten Reaktionsgutes bis auf 1300°C erhöht.

Im Vergleich zu Beispiel 2 wurde der Selbstkostenpreis des Klinkers um 30% verringert und der spezifische Wärmeaufwand betrug 690 kcal je 1 kg Klinker. Dies ist auf die Verwendung von billigen Nebenprodukten (Hüttenschlacke) sowie auf die Senkung des Verbrauchs an technologischem Brennstoff zurückzuführen.

Beispiel 4

Ein Zementklinker wurde auf die folgende Art und Weise in einer Vorrichtung gemäß Fig. 4 hergestellt. Das Kreide, Ton, Asche und Pyritabbrand enthaltende Rohmehl wurde in einen Zyklonwärmeaustauscher in einer Menge von 179 t/h ununterbrochenen eingegeben und auf eine Temperatur von 600°C vorgewärmt. Das vorgewärmte Rohmehl wurde danach in einen Drehrohrofen im Luftstrom injiziert, wobei die Luftdurchlaßmenge 13 000 m³/h betrug. Von seiten des Eintrags- sowie des Austragsendes des Drehrohrofens wurde durch die Brenner 19 und 13 Kohlenstaub aufgegeben. 50 Gewichtsprozent Kohlenstaub wurden am Austragsende und die restlichen 50 Gewichtsprozent am Eintragsende des Drehrohrofen verbrannt. Die Calcinierung wurde bei einer Temperatur von 830°C im Laufe von 0,6 s durchgeführt. In das schwebende Gemisch aus calciniertem Reaktionsgut wurde eine der im Beispiel 3 beschriebenen ähnliche Hochofenschlacke in einer Menge von 0,296 t je 1 t calciniertem Reaktionsgut eingegeben. Die beigemischte Hochofenschlacke wies eine relative Feuchtigkeit von 10% sowie einen Säuregrad von 1,06 auf. Die mittlere Teilchengröße der Schlacke betrug 8 mm. Das Rösten des calcinierten Reaktionsgutes wurde bei einer Temperatur von 1400°C durchgeführt. Der spezifische Wärmeaufwand betrug 680 kcal je 1 kg Klinker.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung von Zementklinker mit Zyklonwärmeaustauschern zum Vorwärmen des Rohmehls, einem mit einem der Zyklonwärmeaustauscher verbundenen Luftstrahlgebläse, das in einen Drehrohrofen mit einem durch dessen Austragsende in diesen eingeführten Brenner eingeführt ist, einem mit dem Eintragsende des Drehrohrofens verbundenen Abscheider und einer schrägen Rutsche, die diesen Abscheider mit dem Eintragsende des Drehrohrofens verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsende des Luftstrahlgebläses (7) koaxial durch das Eintragsende des Drehrohrofens (9) geführt ist, und dieses Eintragsende über den Abscheider (11) mit einer Absaugvorrichtung (6) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung (6) über einen Zyklonwärmeaustauscher (20) mit dem Abscheider (11) und dem Eintragsende des Drehrohrofens (9) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Austrittsende des Luftstrahlgebläses (7) ein zusätzlicher Brenner (19) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eingang in den Abscheider (11) ein Aufgabenbehälter (22) zum Beimischen von Hochofenschlacke angeordnet ist.