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Verfahren und Vorrichtung zum 3rennen und Sintern von feinkörnigem
Gut, vorzugsweise von Zementrohnehl Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Brennen und Sintern von feinkrnigem Gut, vorzugsweise
von Zenentrohmehl.
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Bei der Herstellung von Zement ist man in neuerer Zeit bekanntlich
vom sogenannten Naß- zumTrockenverfahren Ubergegangen. Bei diesem Verfahren wird
das zur Verarbeitung kommende Rohmehl zunächst einem Vorwärmer zugeführt, in dem
es mit den beispielsweise im Gegenstrom zugeführten Abgasen aus dem Brennofen vorgewärmt
und teilweise kalziniert wird. Das Brennen des vorgewärmten Rohmebis erfolgt in
einem nachgeschalteten Drehrohrofen.
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Zur Herstellung von Zement nach dem Trockenverfahren sind somit zwei
verschiedene Einrichtungen von erheblicher Größe erforderlich, von denen der Drehrohrefen
mechanisch bewegte Teile besitzt und daher störanfällig ist. Zum Antrieb des Drehrohrofens
benötigt man darüberhinaus Energie.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Verfahrensgang zu vereinfachen
und ohne mechanische bewegte Teile auszukommen. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen,
zum Brennen und Sintern das zu behandelnde Gut in feta mahienem Zustand von oben
in einen senkrechten Scha@ht einzubringen, in dem eine oder mehrere Brennzonen,
in
denen es chemisch umgewandelt und gesintert wird, sowie eine
anschließende Kühlzone im freien Fall durchströmt. Die Zementherstellung kann nach
der vorliegenden Erfindung also in einer einzigen Einrichtung du*chgeführt werden.
Daraus ergibt sicn nicht nur eine wo.
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seitliche Verringerung des Raumbedarfs und ein Port fall von Energiekosten,
sondern darüberhinaus auch eine Einsparung an Wärme, die bei den bekannten Verfahren
als Verlustwärme verlorengeht.
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Besonders vorteilhaft ist es nach der vorliegenden Erfindung, wenn
das zu behandelnde Gut, ggf. unter Zusatz von gemahlener Kohle als Brennstoff, der
Brennzone des Schachtes in einer Wolke als Staubluftgemisch zugeftihrt wird. Dabei
kann das Gut oberhalb der Brennzone durch entgegenströmende Gase, beispielsweise
durch tangential dem Schacht zugeführte Luft unter Verwirbelung aufgeheizt und ggf.
chemisch umgewandelt werden..
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Eine zweckmäßige AnsfiLhrungsform einer Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach der vorliegenden Erwindung besteht aus einem Schacht, in den
durch Erweiterung und Verengung ein Flammenraum gebildet ist, in dessen unteren
Teilseitliche Öffnungen zum tangentialen Zuführen von vorzugsweise vorgewärmter
Luft und darunter Brenner angeordnet sind und an den sich eine zylindrische Kühlzone
anschließt. Zweckmäßig sind dabei auch die Brennerdüsen tangential zum Schacht angeordnet,
so daß die sich aus ihnen bildenden Flammen einen Flammenring bilden, durch den
dann das zu sintrends Gut in den anschließenden Kühlschacht fällt.
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Zweckmäßig sind bei einer entsprechenden Vorrichtung jeweils drei
oder mehr derartiger Brennerdüsen in ein oder mehreren dicht übereinanderliegenden
Ebenen vorgesehen.
An den zylindrischen Kühlschacht kann sich ein
Klinkerkühler bekannter Bauart anschließen.
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Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
einen zum Brennen von Zementrohmehl dienenden schachtförmigen Ofen, und zwar zeigt
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Schacht, Pg. 2 einen Schnitt nach der
Linie II-II, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III, Fig. 4 einen Schnitt nach
der Linie IV-IV, Pig. 5 einen senkrechten Schnitt durch einen zum Brennen von Zementrohmehl
dienenden Schacht mit einem vorgeschalteten, mehretufig ausa gebildeten Gegenstromwärmeoutauscher
bekannter Bauart.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung wird das Rohmehl von oben
einem Schacht 1 aufgegeben, der al.
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Gegenstromwärmetauscher dient, und tritt in aufgelöster Form in den
Flammenraum 2 ein, der zugleich Kalzinier- und trennraum ist. Der Schacht 1 des
Wärme-
,tauschers verjüngt sich nach unten zu einem Aus. trag 3, durch dessen langgestreckte
Form erreicht werden 8011, daß das vorgewärmte Rohmehl nicht pulsierend, sondern
kontinuierlich in den Flammenraum 2 eintritt.
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Die Teile des Robmehls, die infolge genügender Aufheizung erweichen
und damit kleinste Zusammenbackungen
bilden, sinken im Flammenraum
2 ab und gelangen in die eigentliche Brennzone q, in der das Brenngut die zum Kalzinieren
erforderliche Temperatur erhält und dabei in Porn kleiner Kügelchen (Perlen) zueammensintert.
Die Brennzone X, ein poly gonaler oder kreisförmiger Feuerraum, ist in ihren Abmessungen
ao ausgerichtet, daß das Brenngut beim Durchlaufen voll durchgesintert wird. Hierbei
wirkt sich die höhere Fallgeschwindigkeit der durchgesinterten Kügelchen gegenüber
der des noch nicht gesinterten kalzinierten Rohmehls regulierend aus.
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Die Brennzone 4 wird durch drei Brennkreise 5 mit je fünf Brenndüsen
6 gebildet, die mit Öl, Gas, Kohlenstaub oder einer Kombination dieser Brennßtoffe
beschickt werden. Das gebrannte Gut fällt durch einen Kühlschacht 7 direkt in den
Klinkerkühler 8. Für den Abtransport des Klinkers können Gummitransporthänder 21
(vergl. Fig. 5) anstelle der bisher üblichen Becherzellenbänder oder Becherterke
vorgesehen werden, da der perlförmige Klinker keine glühenden Nester enthält.
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Die zum Transport und Zerstäuben des Brennstoffs erforderliche Prirnärluft
wird den einzelnen Brennerdüsen 6 in bekannter Form zugeführt. Auch sie kann hier
schon in vorgewärmten Zustand, nämlich aus dem Ausgangsteil des Klinkerkühlres 8,
unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Zyklons zur Entstaubung, entnommen
werden. Dabei wirkt sich günstig aus, daß bei dem hier beschriebenen Verfahren der
Staubanfall im Kühler 8 erheblich geringer ist ale bei den bekannten Verfahren.
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Die heiße Sekundärluft wird aus dem Kühler 8 entnommen. Ein Teilstrom
wird über die Leitung 9 im Bereich der Brennzone 4 tangential zugeführt, ein weiterer
Teilstromwird dem Flammenraum 2 über die Leitung
10 ebenfalls tangentia1
zugeführt. Die restliche Sekundärluft strömt durch den Kühlschacht 7, die Brennzone
4 und den Flammenraum 2 dem Brenngut entgegen.
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Die einzelnen Teilströme der Sekundärluft werden in der Menge durch
Schieber 11 oder Klappen 12 geregelt Durch den Abgasventilator 13 (vergl. Fig. 5)
wird die gesamte Abgasmenge durch den Gegenstromwärmetauscher 1 hindurch aus dem
Plammenraum 2 abgesaugt. Die Gesamtpressung des Abgasventilators ist so ausgelegt,
daß im Flammenraum 2 ein größerer Unterdruck herrscht alu in den Zuführungsleitungen
9 und 10 für die Sekundärluft.
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Hierdurch wird erreicht, daß die tangential in der brennzone 4 und
im Flammenraum 2 einströmende Sekundärluft an den landungen der Brennzone 4 und
des Flammenraumes 2 einen Luftschleier bildet, der Anbackungen an diesen mit feuerfestem
Material 14 ausgekleideten landungen verhindert.
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Mit Ausnahme des geringen1 durch den Kühlschacht 7 senkrecht nach
oben aufsteigenden Teil stromes bewegt sich die gesamte übrige Sekundärluft spirale
und schraubenförmig von der Wandung der Brennzone 4 und des Flammenraumes 2 zur
unteren Austrittsdüse 15 des Wärmetauschere 1.
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Der vom Kühlschacht 7 aufsteigende schwache Luftstrom bewirkt einemal
eine gute Durchwirbelung der Rohiehlwolke im Flammenraum 2 und verhindert zum anderen
ein zu schnelles Hindurchschießen des Rohmehls durch die Brennzone 4.
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Die in der Brennzone 4 tangential und gleichzeitig etwas nach oben
gerichtete starke Sekundärlufteinströmung verhindert auch, daß Brenngut zwischen
Wandung und Flammenring 5 eindringt und dort schädliche A@backungen bildet.
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Der Flammenraum 2 erweitert sich @berhalb der Brennzone 4 konisch
in Richtung zur letzten Düse 15 des Wärmetauschers hin derart, daß bei Berücksichtigung
der Temperaturzunahme und des bei der Kalzination entstehenden CO2 eine konstante
Vertikal-Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird.
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Der untere Teil der Düse 15 des Wärmetauschers 1 ist ebenfalls mit
feuerfestem Material unmantelt. Um diesen Teil erforderlichenfalls kühlen zu können,
ist eine Lufteinblasleitung 16 vorgesehen. Diese Kühlluft kann ebenfalls dem Kühler
8 Ueber einen Staubabscheider 18 und ein Gebläse 19 entnommen werden, während evtl.
überschüssige Kühlerabluft durch den Kamin 20 abgeführt wird. Die gesamte Sekundärluft
wird mittels dc. weiteren Gebläses 17 über den Kühler 8 zugeführt.
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Infolge des kUrzeren Brenn@@weges bietet das Verfahren nach der vorliegenden
Erfindung besonders günstige ne.
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dingungen für eine Automation der Anlage.
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Der Brand des Klinkers läßt sich einmal durch die zugeführte Brennstoffmenge,
zum anderen durch die Regelung der Sekundärluftströme beeinflussen.
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Der durch die Brennzone 4 senkrecht nach oben strömende Anteil ist
so zu regeln, daß zwar ungebranntes Rohlmehl in den Flammenraum 2 zurückgerissen
und erneut verwirbelt wird, jedoch zusammengesinterte Klinkerperlen der gewünschten
Größe und mit entsprechenden Gewicht in den Kühlschacht 7 durchfallen.
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Im Abfahrzustand oder bei Betriebsstörungen kann auch ungebranntes
Rohmehl den Turmofen durchfallen und in den Kühler 8 gelangen. nieaso Material wird
durch den Rost des Kühlers 8 ausgetragen und kann dem Wärmetauscher 1 wisder aufgegeben
werden.
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Patentansprüche: