DE1646647A1

DE1646647A1 - Verfahren zur Herstellung von Zement

Info

Publication number: DE1646647A1
Application number: DE19671646647
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Aichinger
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1967-09-01
Filing date: 1967-09-01
Publication date: 1971-08-19
Also published as: DE1646647C3; DE1646647B2

Description

Verfahren zur Herstellung von Zement Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Zement nach dem Gips-Schwefelsäureverfahren in einem Brehofen, dem mindestens ein zweistufiger, von Ofenabgasen durchströmter Vorwärmer für das Aufgabegut vorgeschaltet ist, wobei in die - in Strömungsrichtung der Gase gesehen m erste Stufe doc Vorwärmers eine Rohmateriälmiachung eingeführt wird, die den für die Reaktion erforderlichen Kohlenstoff enthält und in die - in Strömungsrichtung der Gase gesehen - letzte Stufe kalziumsulfat® haltiges Gut eingeführt wird nach Patent (Patentanmeldung X 61 047 vIb/80b) Bei dem Verfahren nach dem genannten latent (Patentanmeldung) wird von einem Rohmaterialangebot ausgegangen, bei dem das für den Prozeß erforderliche &alziumsulfat zu eineu: Teil aus Gipsenhydrit und zum anderen Teilaus kristallwasserhaltigem oder feuchW tom Gips besteht.

Die der Erfindung zugrunde Usgende Aufgabe besteht darin, das be- kannte Verfahren auch für Fälle auszugestalten, bei denen das Rohmaterialangebot Gpsanhydrit in unzureichender Menge oder gar nicht enthält, sondern vorzugsweise oder ausschließlich Gipsstein und/öder Abfallgips. Weiter sollen Vorrichtungen geschaffen werden, mit denen das neue Verfahren -wirtschaftlich durchgeführt werden- kann.

U äJt..sden -ged.laurdnten BGd4.ngung'en ist eüVYicht.R.gg den Zustand - d

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Plektrofilter entstaubt werden, so zu beherrschen', daß einerseitz

der optimale Abscheidungsgrad erreicht wird, ohne daß es bereits

.im F:*lter zu" Kondensationserscheinungen kommti und andererseits

die Gastemperatur in festgesetzten Grenzen gehalten wird. Ferner

muß gewährleistet-sein, ,daß die Schwefelsäurekonzentration in

den iLbgasen möglichst groß ist.

Die Lösung der Aufgabe sieht vor, daß ein Teil der aus Gipsstein,

Ci psdi hydrat oder-Abfallgips bestehenden Gesamtuienge des Kalzium-

sulfeats der letzten Vorwärmerstufe und der andere Teil verge-

;aock.x@et oder torgebrannt der ersten Vorwärmerstufe des dem Droh->

o fen zugeordneten Vorwärmers zugeführt wird. Dabei ist in Auäge-

otalttung der Erfindung vorgesehen, daß de`!" ersten Vorwarmerstufe

dem Drahofen zugeordneten Vorwärmers zusätzlich Korrekturma°

>e@i;lien, welche einer Z®mentrohmisohung entsprechen, zugeführ t

..;erden, und daß das der ersten Vorwarmerstufe das dem Drehofen

@akgeordneten Vorwarmers zugeführte Gut oder ein Teil dieses Guten

zuvor in einer mittels einer Feuerung beheizten Mühle gemahlen,

getrocknet und der Gipsanteil zum Halbhydrat vorgebrannt und heiß

in den Vorwärmer aufRezeben wird.

Vorzugsweise soll bei diesem Verfahren die Temper.tur des vorgebrannten Gutes etwa 160 bis 1800 0 und die Temperatur der Mühlenebgase etwa 170 bis 200o 0 betragen: Das wird im Rahmen der Aufgabenlösung z.B. dadurch erreicht, daß der der letzten Varwärmerstufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers zugeführte Gips in einer zweiten gleichfall3 beheizten Mzihle gemahlen und. getrocknet wird, wobei, die 'Neuerung vorteilhaft, in Abhängigkeit von der Gas-

ä_ S Bratur am Aushang der letzten Stufe des dem Drehofen zag `or M'1-

j e -t°-ii Vorwä.rmers gesteuert oder geregelt wird. Sofern das.zi

:ä= aii'a,t überwiegend oder ausschließlich aus feinkörni ein, fetach@'.=a

@@@ipsh,,°@z@at, z@L. Gipsschlamm besteht, ist es als vaärmeökonom-izc

Tor teilhafte Ausgestaltung vorgesehen, daß diese Komponente e`.r@@

-it Seiner eigenen Feuerung beheizten FallschachivorWärmer cufge-

@-e gen, dort getrocknet und zu Halbhydrat vorgebrannt und dan?1

reiß in den dem Drehofen zugeordneten Vorwä.rmer aufgegeben biii. -°d a

Ein dafür besonders vorteilhafter Fallschachivorwärmer ist l.t,iG

stufig, so daai es möglich ist, einen Teil. des Vorwäxmgutrs dem

21allschachtvorwurmer bereits' nach Durchlauf durch eine Stufe a12

Yrorjetrocknetes Kalziumsulfat zu entnehmen und anschließend

eie letzte Stufe des dem Drehofen zugeordneten VDrl`järmer

geben. Da bei dem bescfriebenen Verfahren eine Beurteilung e -,o

lz'[r'sig,prod°uktes aus -einer Analyse derjenigen Rohmischung mög -1c-'`@

ist, die der dem Drehofen nächstgelegenen ersten Vorwärmerstufr,

_@gefiz@zrt vairdff können mit Vorteil,, besonders im Interesse

Automatisierung, die Dosierungsvorrichtungen für dis @o@p®n@j:-

der Rohmischung nach ceem Ergebnis von Analysen der der ersten.

Vorwärmerstufe zugeführten Rohmischung gesteuert oder geregelt werden, wobei an sich bekannte Regel-,-Steuer- und AnalysegerE#te Anwendung finden. Bei einer mehr manuellen Überwachung des Prozesses wird vorteilhaft besonders die Menge, aber auch die Zusammensetzung des Aufgabegutes in Abhängigkeit von der Temperatur der Drehofenabgase gesteuert oder geregelt.: Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Tier- wendung grobkörnigen Gipssteines ist erfindungsgemäß eine= der' dem Drehofen nächstliegenden ersten Vorwärmerstuf e zugeordnete- Mühle mit eigener Heizung vorgesehen. So wird dem frozeß die in der Wärmebilanz fehlende Wärmemenge zugeführt, ohne die S02-Konzentration in den Drehofenabgasen zu verdünnen,wie es bei einer mit der Drehofengasführung kombinierten Zusatzheizung der Fall wäre. Eine besonders.gute Ausnutzung der Wärmemenge der Mühlenheizung wird mit

einer Vorrichtung erzielt, bei der eine der letzten dem Drehofen

zugeordnete

zugeordneten Vorwärmerstuf e/zweite Mühle vorgesehen ist,die mit

den Abgasen der ersten Mühle beheizt wird. Bei einer anderen erfindungsgemäßen-Vorrichtung zur Verarbeitung von Gipsschlamm und feinkörnigem Gips tritt an die Stelle der Mühlen ein vorteilhaft zweistufiger Vorwärmer mit eigener Feuerung, der vorzugsweise als Fallachachtvorwärmer ausgebildet wird und dessen, in Materialflußriehtung-gesehen, erste Stufe über Materialfördermittel mit seiner zweiten Stufe und über weitere Fördermittel mit der letzten Stufe und dessen zweite Stufe über Fördermittel mit der ersteh Stufe des dem Drehofen zugeordneten Y®xwärmers verbunden ist, wobei die Ab- gase der zweiten Stufe des Fallschachtvorwärmers über eine Rohrleitung zur weiteren Aufheizung über die Feuerung und daran anschließend über eine Rohrleitung der ersten Stufe des Fallschacht:-vorwärmers zugeführt werden, wo sie durch Wärmeabgabe an das kühle und feuchte Aufgabegut sehr wirtschaftlich ausgenutzt Werden. In den Abbildungen sind Beispiele für Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt: Fig1 zeigt ein Schema einer Vorrichtung zur Verarbeitung groben Aufgabegutes, Fig.- 2 zeigt ein Schema einer Torrichtung zur-Verarbeitung von Gipsschlamm und Die Glieder zur Einbringung der für die Rohmischung - erforderlichen Korrekturmaterialien wurden in-Fig. 1 nur angedeutet und in Piga2 zeichnerisch nicht dargestellt , da sie für den Erfindungsgedanken unwesentlich und an sich bekannt sind,: sowie beliebiger -t sein können.

Der Drehofen 1 wird gemäß Fig. 1 in Pfeilrichtung von den Ofengasen durchströmt. Dem Ofen 1 ist ein zweistufigar Vorwärmer zugeordnet, dessen in Gasstromrchtung gesehen erste Stufe mit der Ziffer 2 und-dessen zweite Stufe mit Ziffer 3 bezeichnet ist. Die Stufen sind über Gasleitungen 4,. 5 hintereinandergeschaltet. Das zu erwärmende Gut wird über Förderer 6, 7, 8 und im einzelen nicht dargestellte Dosiervorriehtungen eingeführt.
Der ersten Stufe 2 des Vorwärmers wird das Gut mit dem Strom der Gase zugeführt, nachdem dieses über die Förderer 6, 7 und den Fallschacht 9 der zweiten Vorwärmerstufe 3 in die Gasleitung 4 eingebracht wurde. Zias auf annähernd Reaktionstemperatur vorgeR wärmte Gut wird in der Wirbelsenke der ersten Vorwärmerstufe 2 . ausgeschieden und über den Förderer 10 dem Ofen 1 zugeführt. Der irrer in Richtung der Ofengase gesehen - zweiten Stufe 3 des Vom= wärmers wird das Gut über den in die obere Gasleitung 5 mündöndc;»fi Förderer 8 zugeführt. Die Gase werden durch das Gebläse '61 abgezogen und über Elektrofilter 16 der Schwefelsäuregewinnung ugoführt. Der im Elektrofilter ausgeschiedene Staub gelangt über C-1-nen Förderer 7. zur Weiterverarbeitung zurück. Die kohlenstoffha2.-

tige Rohmaterialmischungg wird übet oint_öd@c an-einer St0110

,@ä.@E@eist@ an der die Gastemperatur bere-i-@durch die einEea xihrten kalziumsulfathaltigen Komponenten genügend abgesenkt vord en Lot. -EIG Gesamtmenge des für den Prozeß erforderlichen kalziumsulfp-tm haltigen Gutes wird über die beiden Förderer 6,: 8 eingebracht Die Aufteilung dieser Gesamtmenge auf die---beiden Förderer 6, richtet sich' nach der Temperatur der Ofengase sowie der Temperatur und dem Taupunkt des Gase im Elektrofilter 16.
Vionn,wie für die Anordnung nach Fig. 1 zutreffend, grobes Rohgut zur Verarbeitung kommt,, wird dem Förderer 6 eine Münle 12 und dem Dörderer 8 eine Mühle 14 zugeordnet. Die Mühle 12, vorzugsweise eine Schüsselmühle, wird mittels einer eigenen Feuerung 13 beheizt. Die Mühlenabgase tragen das Mahlgut =aus,, welches in einem Abscheider 19 gewonnen und dem Förderer 6 zugeführt wird. Die Abgase der Mühle 1.2 werden der zweiten Mühle 14 zugeleitet und, @chdem sie dort durch den Trocknungsprozeß stark abgekühlt und Lit Feuchtigkeit gesättigt wurden, in die Atmosphäre entlassen. Sao hrlahlgut aus der zweiten Mühle 14 gelangt vorzugsweise über ei-T#oxiZY"scheneilo 15 und eine Dosiervorrichtung 18 -in den-Förderer Die für den ProzeB notwendige Konditionierung der Abgase des Sehofens 1 a :n. der Stella wo dis k.ohleastoffhaltige Komponente gufgGgeben wird. sind am Eingang des Elektrofilters 16t erfolgt durch Beherrschung der Mengen, des Gehaltes an Feuchtigkeit und Eristallwasser,. sowie dar Temperatur der von den beiden*Mühlen 1'2,

Von J. C Gcäa.r@tcil L @@sz@oi. -`@sllip würden beispielswei-

se caa 35- % in einer Schüsselmühle Oder Rohrmühle 14: auf ROhmehi.-fei:nheit gemahlen, wenn nötig unter gleichzeitigem Trocknen, dann. in einem Silo 15 gelagert und von dort verw=ogen und über den förderer 8 aufgegeben.
Die restlichen ca. 65 J Gipsstein und Abfallgips werden rohmisohungsgemäß verwogen, mit den ebenfalls verwogenen übrigen Rohmischungskomponenten wie Ton, Sand, Tonschiefer oder eventuell Eisenerz und Koks einer Schüsselmühle-12 aufgegeben, wo sie unter Zuhilfenahme einer Feuerung 13 getrocknet und den Gipsstein betreffend eventuell zum Halbhydrat vorgebrannt werden.
Die Guttemperatur wird in dieser Mühle 12 caS 180° 0 betragen, bei. einer Abgastemperatur von ca. 200o C o Die in Abscheidern d Multizyklonen 19 abgeschiedene Rohmischung sowie der Staub werden heiß über den Förderer aufgegebene Die Abgase aus der Schüelmühle 12 werden zum eventuellen Trocknen des Gipssteines der Mühle 14 zugeleitet, Auf diese Weise reicht die in den Ofenabgasen von eae 7500 0 enthaltene Wärme aus, um in den dem Drehofen -1 zugeordneten beiden Wärmetauscherzyklonen 2, 3 die restlose Gipsentwässerung und entsprechende Vorwärmung bewerkstelligen zu können.
Die Ofenabgastemperatur wird hierbei die_Gesamtaufgabemenge über Doservorrichtungen, z.H. Rohstoffwaagen 18 steuern.
Die Abgastemperatur nach der zweiten Stufe 3 des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers, die bei ca. 3500 0 liegen soll, steuert die Zusatzfeuerung 13 zur Schüsselmühle 12 mittels eines geeigneton. Stäe .° e.rätes 2`f Die angestrebte chemische Zusammensetzung der Rohmischung kann über- den Silikat-Modul an dem Fördergut des Förderers 6 mit Hilfe eines Föntgen®Fluoreazenzgerätee 20 über die Waagen 18 für in Silos 17 gelagerte Komponenten wie Koks, Sar4 Ton, Tonschiefer., eventuell Eisenerz gesteuert-werden.
Das Beispiel nach Fig. 2 unterscheidet sieh von dem vorstehend besechriebenen durch den Fortfall der Mahlprozesse. Das staubfeinex[alziiamsulf'at wird z.B. als Schlamm bei A der in Richtung der Materialbewegung gesehen er-steil -Stufe 23a eines Fallschaehtvorwärm::rs zugeführt. Ein Teil der Aufgabemenge wird nach Durchlauf . der --ersten Vorwärmerstufe 23a über einen Förderer 25 in vorgeträckne-=m Zustand abgezogen und über Zwischenglieder 26 (Silo, Waage und -Förderer) der zweiten Stufe 3 des dem Drehofen 1 zugeordneten Vor--ärmersystems 2, 39 4., 5 aufgegeben. Der andere Teil des vorge® °,roceten Kalziumsulfata gelangt über einen Förderer _2¢ in-die in Richtung der Materialbewegung gesehen zweite Stufe .23b des i=iallschachtvorwärmers. Dort wird der Trockenprozeß fortgesetzt bzw. erfolgt dort das Vorbrennen des Kal,ziumsulfats zu Halbhydrat. Die Feuerung 22 des Vorwärmers 23a, 23b, wird vorteilhaft so eingerichtet, daß die heißen Gase über eine Rohrleitung 30der zweiten Vorwärmerstufe 23b zugeführt, nach.Durchlauf dieser Stufe über eine Rohrleitung 2?8 zur Feuerung, 22 zurück und nach zusätzlicher Wärmeaufnahme über eine Rohrleitung 29 der ersten Vorwärmerstuf e 23a. und schließlich bei 31 in die Atmosphäre abgef?=hrt werde...
Die Anordnung der El ktrofilter 16- entspricht Fig. 1 .

firn den Verfahren und Vorrichtunfen=ü_..@ (er 3rfi_=. :, . M nj ?rcle:_

ringer Länge des Drehofens eine hohe Wärmeausbeute aus den Ofen-" L gazen erzielt und die ausschließliche Verwendung feuchter und auch =:inderwertiger Abfallgipse ermöglicht. Die Anordnung einer eigenem Feuerung .ftzr die Mühlen 'und Fallschaehtvorwärmer mit Dosier-, Steuer- und/oder Regelorganen gewährleistet volle Ausnutzung der rehofenkapazität infolge der kurzen Reaktionszeiten bei Steuer-und Regelvorgängen und damit sowohl ein gleichmäßiges Fertigprodu.kt als auch die Sicherheit gegen Schäden. oder für den Betrieb ungünstige Gaskonditionen Elektrofilter.
Bei hoher Ausnutzung der dem frozeß über-die zusätzliche Feue:#ung 139 22 zugeführten Wärmemenge ist die für die Schwefelsäuregecvinnung wichtige SO2-Konzentration in den .Abgasen des Elektrofilters unbeeinflußt durch die vor dem Drehofen erfolgende Aufbereitung des Aufgabegutes. Die Anlage kann mit Hilfe der-beschriebenen Steuerungsvorgänge so betrieben werden, daß durch Beherrschung des Taupunktes und der Temperatur der Gase im Elektrofilter ein hoher Abscheidungsgrad erzielt wird, ohne daß es dabei im Filter zu Kondensationserscheinungen kommt:-- -

Claims

=`P _a ten taLi de he -Yw`_#m Veri°#,@iren. pur Herstellung von Zement noch dem Gips-#crz ,# _"elsäure-#Verfahren in einem Drehofen, dem ein mindestens zwein . äu@@ :@"lger p von Ofenabgasen durchströmteror.@@rme@r für das Aufgwt@-;gut vorgeschaltet ist, vjooei in die - in Strömungsrichtung;« Gase gesehen - erste Stufe des Vorwärmers eine P6ohmaterialmi.-@chung eingeführt wird, die den für die Reaktion erforderliet-en Kohlenstoff enthält und in die - in Strömung-richtung der Gase-,gesehen - letze Stufe kalziumsulfathaltiges Gut eingeführt wird nach Patent ß .-ß (Patentanmeldung K 61 047 VZb/8Ob), dadurch g zennzeichnet, daß ein Teil der aus Gipsstein., Gipsdhydrat oder Abfallgips bestehenden Gesamtmenge des Kalziumsulfats der letzten äz'o.°@ärmerstüfs -und der andere Teilvorgetrocknet oder vorgehrania,; der ersten Verwärmerstufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärm G2o zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Vorwärmerstufe des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers Ausätzlich Korrekturmaterialien, welche einer Zementrohmischung entsprechen:, zugeführt werden. - . Verfahren nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der ersten Vorwärmerstufe (2) des dem Drehofen zugeordneten Vo2'-wärmers zugeführte Gut oder ein Teil dieses Gutes zuvor in einer mittels einer Peuerung (13) beheizten Mühle (12) gemahlen, ge® ,trocknet und der Gipsanteil zum Halbhydrat vorgebr.t und heiß i n den Vorwärmer sufgegebon wird. -äefahren rraolr @zsl:ruch 3 9 dadureä @kezaechv d ` juparatür des vorgebranhten: Gutes etwa 1£0 bis 180 0 und dlG ""2nporatur der ühlenabgaae etwa 170 bis 200° 0 betragen. Verfahren nach Anspruch 3" dadurch gekennzeichnet, daß dhg--_ =. er letzten Vorwärmerstufe (3) des dem Drehofen zugeordneter l"or@a= _=r fers zugef 2xr, t e Gips in einer beheizten Kühle (14) gemahlen und getrocknet wird Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß L-a. Peuerung (13) in Abhängigkeit ton der Gastemperatur Auage5?=>ä dem letzten Stufe (3) des dem Drehofen zugeordnetenc;°arrs:;--x@< ,gesteuert oder geregelt wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß .._.., :r ersten Stufe (2) des dem- Drehofen zugaordneten Vorr#-ärgea2 @@ _---=@mfü.hrte Kalziumsulfat- oder ein Teil desselben zuvor irr illorL . @@_. _4;Inkörnigem, feuchtem G=dihydrat eignem mit einer eigenen w,3-0_:@ Dung (22) beheizten Fallse-hachtvorWärmer (23) aufgegeben, dor=r Äetroclrnet und zu Halbhydrat vorgebrannt und dann heiß in den:-Drehofen zugeordneten forwäzmer (2) aufgegeben wird. B. Verfahren nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß dem vorzugsweise zweistqfigen fallschachtvorw@rmer (23) vorgetrocknetes Kalziumsulfat entnommen und anschließend in die letzte Stufe (3) des dem Drehofen zugeordneten Vorwärmers aufgegeben-wird. Verfahren nach einem der @znst-rlzche 1 bis 8, dadurch grIkennzeiern:e-t-$ daL die Menge und Züsammenset.zung des Aufgabe.:-#utet Ir. Abhängigkeit von der Te"r _rratur der .hrehofenabgase geeteu#--@' oder geregelt wird. 1e0. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dafl die chemische Zusammensetzung des Fertigproduktes nach dem Ergebnis von Analysen der der ersten forwärmerstufe (2) zugeführten Rohmischung gesteuert oder geregelt wird. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Zuisprüche 1 bis 6 und 9 bis 10, gekennzeichnet durch eine der dGm Drehofen (1) nächstliegende erste Vorwärmerstufe (2) zugeordnGtm Mühle (12) mit eigener Reizung (13). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine der I o tzten dem Drehofen (1) zugeordneten Vorwärmer#stufe (3) zugeordrgete Mühle (14), die mit den Abgasen der Mühle (12) beheizt werden kann. 13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Essprüche 7 oder S, gekennzeichnet durch einen zweistufigen Fallƒ ochgehtvorwärmer (23a, 23b) mit eigener feuerung.(22) dessen, in-@terialflußrichtung (A) gesehen, erste Stufe (23a) über Materääl-2ördermittel (24) mit seiner zweiten Stufe (23b) und über weitere Fördermittel (23, 26 mit der letzten Stufe (3) und dessen zweii te Stufe (23b) über Fördermittel (27) mit der ersten Stufe (2) des dem-Drehofen zugeordneten Y'orwärmers verbunden ist. -_ 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Rohrleitung (2S) über die die Abgase der zweiten Stufe (23b) des Fallschachtvorwärmers seiner Feuerung (22) und daran anschließend über eine Rohrleitung (29-) seiner ersten Stufe (23a) zugeführt werden.