DE2705566C2

DE2705566C2 - Anlage zur Wärmebehandlung von Zementrohmehl

Info

Publication number: DE2705566C2
Application number: DE2705566A
Authority: DE
Inventors: Horst 5210 Troisdorf Herchenbach
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1977-02-10
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1985-07-25
Also published as: DK58778A; DE2705566A1; FR2380517B1; GB1591553A; FR2380517A1; BR7800578A; DK151873C; JPS5399222A; US4334860A; ES466640A1; US4218210A; DK151873B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärmebehandlung von Zementrohmehl, bestehend aus parallel zueinander angeordneten mehrere Zyklonstufen aufweisenden Schwebegaswärmetauschern, die einem Brennofen vorgeschaltet sind, dim seinerseits ein Gutkühler nachgeschallet ist. wöbe« ein Wärmetauscher mit dem Brennofen und der andere Wärmetauscher mit dem Gutkühler verbunden ist urd in dem mit dem Gutkühler verbundenen Wärmetauscher eine gesonderte Brenneinrichtung für die Verbrennung des Gutes vorgesehen ist.

Bei bisher bekannten konventionellen Verfahren zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl wurde das Rohmehl in Schwebegaswärmetauschern vorgewärmt und dabei nur unwesentlich kalziniert und anschließend in einen Drehofen zur Sinterung geleitet, wobei rund die Hälfte des nachgeschalteten Drehofens für die Kalzinierung des Rohmehls verwendet werden mußte, während in der anderen Hälfte des Drehofens die Sinterung erfolgte. Diese Anlagen waren für mittlere Durchsatzleistungen bis ca. 2000 tato hinsichtlich der Verteilung der Wärmearbeit auf den Schwebegaswärmetauscher und den Sinterofen durchaus wirtschaftlich.

Dem Trend zu höheren Durclisatzleistungen konnte nur durch eine Weiterentwicklur g der konventionellen Wärmetauscher gefolgt werden, wobei die Kalzinierung des Rohmehls mit Hilfe einer gesonderten Brenneinrichtung in den Wärmetauscher hinein verlagert wurde, so daß im Drehofen ausschließlich die Sinterung des Rohmehles vorgenommen werden konnte und eine erheblich thermische Entlastung d;s Drehofens erreicht wurde. Hierdurch konnten die Durchsatzleistungen neuer Anlagen erhöht werden, wobei die Leistungssteigerung ohne nennenswerte Vergrößerungen der Abmessungen beziehungsweise der Investitionskosten für den Drehofen erzielt wurde. Mit dieser Weiterentwicklung lies SchwebcgaswünriCtaiischer-Drchofensystenies war es jedoch auch möglich, bereits bestehende Anlagen mit milderen Durchsätzen zu Anlagen mit ho

her Durchsatzleistung umzubauen.

Aus der DE-AS 22 62 213 ist bekannt, daß bei einer aus Zyklonwärmetauscher und Drehofen bestehenden Anlage mit einer Klinkerleistung von 15001 pro Tag die Leistung dadurch erhöht ist, daß an der Anlage ein zusätzlicher Zyklon-Wärmetauscher angeordnet wurde, der mit der Abluft des Klinkerkühlers beaufschlagt wurde. Beide Wärmetauscher bestehen aus vier Zyklonsiufen. Die Tonkomponente des Rohmaterials, die in den

to Wärmetauscher aufgegeben wird, dem die Abgase des Drehofens zugeführt werden, wird nach Durchlaufen der vier Zyklonstufen dieses Wärmetauschers anschließend dem mit Kühlerabluft beaufschlagten Wärmetauscher zugeführt In letzterem Wärmetauscher wird die Kalziumkarbonatkomponente in drei Zyklonstufen voreihitzt. Die Rohmaterialmengen aus beiden Wärmetauschern werden vor der untersten Stufe des mit Kühlerabluft beaufschlagten Wärmetauschers vereinigt und zur Vorkalzinierung einer zusätzlichen Wärmebehandiung unterzogen. Nach einer Gas/Materialtrennung in der untersten Zyklonstufe des mit Kühlerabluft beaufschiägicn Wärmetauschers wird das Material im Drehofen zu Klinker gebrannt.
Bei dieser Anlage ist jedoch der verfahrenstechnische Ablauf der Vorkalzinierung des Rohmehles nur unter ungünstigen Verhältnissen erreichbar, da bei gleicher Anzahl von Wärmetauscherstufen in den parallel geschalteten Wärmetauschern der von der Heißluft des Klinkerkühlers beaufschlagte und mit einer Kalzinationseinrichtung versehene Wärmetauscher mit erheblich höheren Abgastemperaturen betrieben werden muß als der andere mit den Abgasen des Ofens beaufschlagte Wärmetauscher. Der damit verbundene erhöhte Abgasverlust kann auch dadurch nicht ausgeglichen werden, daß dem mit der Kühlerabluft beaufschlagten Wärmetauscher eine vergleichsweise höhere Menge an Kalziumkarbonat aufgegeben wird, denn die Mengenverhältnisse der Ton- und der Karbonatkomponente liegen wegen der Qualitätsnormen weitgehend fest.

Gernäß der US-PS 38 64 075 wird ci>: Rohmehl gleicher Zusammensetzung in zwei Wärmetauscherstränge eingeführt Der eine Wärmetauscherstrang ist dem Drehofen zugeordnet. Der andere Wärmetauscher ist dem Gutkühler zugeordnet. Eine Gutteilmenge durchläuft die unterste, dem Drehofen zugeordnete Zyklonstufe und wird mit der Rohmehlteilmenge vereinigt, die den vorletzten, dem Kühler zugeordneten Zyklon passiert hat. Anschließend wird die gesamte Gutmenge einer Brennzone zugeführt und von dieser in die unterste.

dem Kühler zugeordnete Zyklonstufe eingeleitet, aus der es in den Drehofen gelangt. A is dem Betrieb einer Zementherstellungsanlage, die der Anlage gemäß der US PS 38 64 075 entspricht, ist bekannt, daß aufgrund dieser Wärmetauscherkonzeption die Abgastcmpcraturen am Ausgang der Wärmetauscher zu hoch sind und erhebliche Wärmeverluste verursachen.

Eine weitere Anlage zur Vorerhitzung von pulvcrförmigem Rohmaterial zur Zementherstellung gemäß der DE-AS 23 56 221 zeigt einen zwüsträngigen Wärmetauscher, wobei jedem Strang fertig gemischte Rohmehlteilmengen mit vorgegebenen Zusammensetzungen zugeführt werden. Das jeweils in drei Zyklonstufen vorerhitzte Rohmehl beider Wärmetauscherstränge wird in einer Röstzone vereinigt. Der entsprechende

h5 Röstofen ist mit der letzten Wärmezufuhrstufe des mil Brennofen-Abgasen arbeitenden Wärmetauscherstrangs derart in Reihe geschaltet, daß der aus dem Röstofen austretende Gesamtstrom des Rohmehls der

untersten Zyklonstufe des Ofen-Wärmetauscherstranges zugeführt wird. Da hiernach hochgradig entsäuertes Rohmehl in heiße und reaktionsträge Ofenabgase eingebracht wird, besteht die hohe Gefahr, daß dieses Rohmehl überbrannt wird. Da ferner den heißen Ofenabgasen nicht genügend Wärme durch fehlende Kalzinierarbeit entzogen wird, ist die Abgastemperatur zumindest am Brennofen-Wärmetauscher zu hoch. Erhebliche Wärmeverluste sind die unvermeidbare Folge.

Die Aufgebe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anlage der eingangs genannten Bauart konstruktiv zu verbessern und mit geringen Investitionskosten hinsichtlich der Gut- und Gasführung so zu gestalten, daß ein homogenisiertes Zementrohmehl mit fest eingestellten Rohmehimengen jedem der parallel geschalteten Schwebegaswärmetauscher aufgegeben werden kann, und daß am gutseitigen Austrittsende der Schwebegaswärmetauscher das Rohmehl gleichmäßig und hochgradig kalziniert ist Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, die gas- und gutseitige Koppelung von zwei Wärmetauschersträngen konstruktiv so vorzuneh-

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Wärmetauschern gleich ist.

Die Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläytert. Dabei zeigt die Figurendarstellung:

eine Zementherstellungsanlage mit einem fünfstufigen und einem vierstufigen parallel zueinander angeordneten Wärmetauscher.

Einem Drehrohrofen als Brennofen ί ist ein aus zwei zueinander parallel angeordneten Wärmetauschern 2,3 bestehendes Wärmetauschersystem vorgeschaltet, das aus einer Mehrzahl abgasseitig hintereinander geschalteter Abscheidezyklone 4 besteht, wobei das thermisch zu behandelnde Zementrohmehl über die die Abscheidezyklone verbindenden Abgasleitungen 5 stufenweise entgegen der Strömungsrichtung der heißen Behandlungsgase geführt und vorgewärmt wird. Dem Brennofen 1 ist ein Gutkühler 6 nachgeschaltet

Der mit dem Brennofen 1 verbundene Schwebegaswärmetauscher 2 weist vier Zykl<v:,tufen 4.1 bis 4.4 auf, während der mit dem Gutkühier 6 verbundene Schwebegaswärmetauscher 3 fünf Zyklonstufen 4./bis 4. Vaufweist, wobei die jeweils oberste Zyklonstufe 4.1; 4./ als

und daß die jeweils vorletzten Zyklonstufen gutaustragsseitig auf die letzte Zyklonstufe des Brennofen-Wärmetauschers geschaltet sind, die ihrerseits gutaus-

ici durch Wärrneveriusie im Abgas verringert werden, und daß d'e Abgase am gasseitigei; Austrittsende beider Wärmetauscherstränge auf niedrigem und

gleichen Temperuiurniveau gehalten werden können, 25 Doppelzyklon ausgebildet ist. obwohl der eine Wärmetauscherstrang eine gesonderte In Durchsatzrichtung des Gutes gesehen sind die Zy-

Brenneinrichtung Zur Kalzinierung des Gutes aufweist klonstufen 4.4; 4.V der beiden Wärmetauscher 2, 3 in Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, Reihe geschaltet, wobei die jeweils vorletzten Zyklondaß der mit dem Brennofen verbundene Wärmetau- stufen 43; 4.IV gutaustragsseitig verbunden sind und scher mindestens eine Zyklonstufe weniger aufweist, als 30 auf die letzte Zyklonstufe 4.4 des Breinofen-Wärmetauder mit dem Gutkühier verbundene Wärmetauscher schers 2 geschaltet sind. Die letzte Zyklonstufe 4.4 des

Brennofen-Wärmetauschers 2 ist gutaustragsseitig mit der gesonderten Brenneinrichtung 7 verbunden, die in der vom Gutkühler zur untersten Zyklonstufe des Gut-

tragsseitig in Reihe über die gesonderte Brenneinrich- 35 kühler-Wärmetauschers geführten Gasleitung 8 angetung und die letzte Zyklonstufe des Gutkühler-Wärme- ordnet ist und eine gesonderte Brennstoffzufuhr 9 auftauschers mit dem Brennofen in Verbindung steht Hierdurch können die heißen Brennofenabgase, die nur ca.
'/ι der gesamten Abgasmenge der Anlage ausmachen,
ihren Wärmeinhalt bei minimalsten Abgasverlusten auf 40
eine fest eingestellte Rohmehlteilmenge abgeben. Die
heißen Verbrennungsabgase aus der gesonderten
Brenneinrichtung die ca. ²/₃ der gesamten Abgasmenge

ausmachen, geben ihren Wärmeinhalt ebenfalls bei mi- . _w. _...

nimalsten Abgasverlusten in dem höher gestuften Gut- 45 Wärmetauscher"bei 11 und der Abzug der Gase wird kühler-Wärmetauscher an die andere größere und fest- über die Ventilatoren 12 vorgenommen, so daß insgeeingesteilte Rohmehlteilmenge au. Die im Brennofen- " - - -

Wärmetauscher vorgewärmte Rohmehlteilmenge und

weist Die letzte Zyklonstufe 4. V des Gutkühler-Wärmetauschers 3 ist dann austragsseitig mit dem Brennofen 1 verbunden.

Im Betrieb wird den beiden Wärmetauschern 2,3 eine fest zugeordnete Zementrohmehlteilmenge aufgege-Len, wobei dem Wärmetauscher 3 die größere Teilmenge (ca. Vi-Vi) aufgegeben wird. Die Zufuhr des kalten Rohmehls erfolgt in den oberen Brennbereichen der

die im Gutkühler-Wännetauscher vorgewärmte Rohsamt gesehen das Rohmehl die heißen Gase im Gegenstrom durchsetzt. Das Rohmehl durchströmt die Wärmetauscher 2, 3 gesondert bis zur jeweils vorletzten

mehlicilmengc sind so eingestellt, daß die Wärmetau- 50 Zyklonstufe 43; 4.1V. Die Rohmehlteilmengen aus der scherabgase gleiches femperaturniveau aufweisen. Bei- Zyklonstufe 43 und der Zyklonstufe 4.1 V werden vereide Wärmetauscher werden dadurch thermisch gleichmäßig belastet und weisen gleich niedrige Abgastemperaturen vor den Saugzuggebläsen auf. Die Abgasverliisiwärme ist überaus niedrig. Der Einsatz von söge- 55
nannten Kurzdrehöfen der sonstigen, nur zur Sinterung
dienenden Apparaturen ist damit ohne weiteres möglich.

Die Verbrennungsgase der gesonderten Brenneinrichtung können ihren Wärmeinhalt mit Sicherheit in 60 Zyklonstufe 4.4 abgeschiedene Rohmehl wird in die geeinem um mindestens eine Stufe erweiterten Wärme- sonderte Brenneinrichtung 7 eingeführt, in der unter tauscher auf einen Teil der Rohmehlmenge abgeben. entsprechend hoher Brennstoffzufuhr bei 9 d^s Zemen-Hicrdurch werden die Abgastemperaturen hinter bei- trohmehl fast vollständig kalziniert wird. Anschließend den Wärmetauschern auf niedrigem Niveau gehalten, wird das kalzinierte Rohmehl in der heißesten Zyklonwas den spezifischen Wärmeverbrauch der Anlage ver- 65 - - ..

nigt und die gesamte Rohmehlmenge wird in die vom Brennofen 1 zur letzten Zyklonstufe 4.4 des Brennofen-W^'metauschers 2 führende Ofenabgasleitung 10 aufgegeben. Hier geben die heißen Ofenabgase, die ca. Vj der gesamten Atgasmengc ausmachen, inren Wärnieinhalt optimal auf das gesamte Rohmehl ab, so daß diese Heißgase am Gasaustritt dieser letzten Zyklonstufe Temperaturen um ca. 800°C aufweisen. Das in dieser

ringen. Zweckmäßig ist weiterhin, wenn das Gut auf die Wärmetauscher so aufgeteilt wird, daß das Temperaturniveau der Wärmetaus.-herabgase beim Austritt aus den

stufe 4. Vdes Gutkühler-Wärmetauschers 3 von den Abgasen abgeschieden und danach in den Brennofen 1 eingeführt. Die Abgase der der gesonderten Brenncinrichtung 7 nachgeschalteten Zyklonstufe 4. K die ca. -/j der

gesamten Abgasmenge ausmachen, weisen dann eine Temperatur von ca. 900° C auf. Der Wärmeinhalt dieser größeren Gasmenge wird vierfach gestuft an den dem Gutkühler-Wärmetauscher 3 aufgegebenen Teil der Rohmehlmenge abgegeben. Der Wärmeinhalt der 800-grädigen kleineren Abgasmenge der letzten Zyklonstufe 4.4 des Brennofen-Wärmetauschers 2 wird dreifach gestuft an den diesem Wärmetauscher aufgegebenen anderen Teil der Rohmehlmenge abgegeben. Die Rohmehlteilmengen in jedem Wärmetauscher sind uo gewhält, daß die Abgastemperatur in den Wärmetauschersträngen auf niedrigem Niveau gleich ist. was den spezifischen Wärmeverbrauch der Anlage durch geringste Abgasverluste optimiert.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Anlage zur Wärmebehandlung von Zementrohmehl, bestehend aus parallel zueinander angeordneten, mehrere Zyklonstufen aufweisenden Schwebegaswärmetauschem, die eimern Brennofen vorgeschaltet sind, dem seinerseit; ein Gutkühler nachgeschaltet ist, wobei ein Wärmetauscher mit dem Brennofen und der anderen Wärmetauscher mit dem Gutkühler verbunden ist und in dem mit dem Gutkühler verbundenen Wärmetauscher eine gesonderte Brenneinrichtung für die Vorbrennung des Gutes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dein Brennofen (1) verbundene Wärmetauscher (2) mindestens eine Zyklonstufe (4) weniger aufweist als der mit dem Gutkühler (6) verbundene Wärmetauscher (3) und daß die jeweils vorletzten Zyklonstufen (43; 4.IV) gutaustragsseitig auf die letzte Zyklonstufe (4.4) des Brennofen-Wärmetauschers J2) geschaltet sind, die ihrerseits gutausiragsseitig in Reihe über dii; gesonderte Brenneinrichtung (7) und die letzte Zyklonstufe (4. V)des Gutkühler-Wärmetauschers (3) tih dem Brennofen (1) in Verbindung steht.