DE2637330A1

DE2637330A1 - Verfahren zum brennen von zementklinker

Info

Publication number: DE2637330A1
Application number: DE19762637330
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl Ing Ramesohl
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1976-08-19
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1978-02-23

Description

Verfahren zum Brennen von Zementklinker
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von Zementklinker, wobei der Wärmeaufwand zum überwiegenden Teil von einem Grundbrennstoff und zum geringeren Teil von einem Zusatzbrennstoff gedeckt wird.
Das Brennen von Zementklinker geschieht üblicherweise in einem Ofensystem, welches eine Vorwärmstufe, eine Entsauerungsstufe und eine Sinterstufe aufweist.
Der Brennvorgang in einem derartigen Ofen system erfordert an ,beim m Trockenverfahren WarmeenergieVinsgesamt zwischen 700 und 800 kcal je kg/Klinker.
Den überwiegenden Teil dieses Wärmebedarfs verbraucht mit ca.
440 bis 500 kcal je kg die Entsäuerung des Calciumcarbonats der Rohstoffe.
Um Kosten für hochwertige, teure Brennstoffe zu sparen rund damit die Wirtschaftlichkeit des Brennprozesses zu verbessern, wurde bereits vorgeschlagen, die Entsäuerung des Calciumcarbonats im Zementrohmehl durch mindestens anteilige Verwendung von minderwertigen Brennstoffen wie beispielsweise ÖIschiefer, bitominösem Kalkstein oder Waschbergen zu rationalisieren.
So wird beispielsweise mit der DT-PS 1 251 688 vorgeschlagen, einen Teil des Brennstoffbedarfs in Form von Öl schiefer in der Körnung 4/7 mm in einem zwischen Wärmetauschersystem und Drehrohrofen angeordneten speziellen Wirbelofen zuzugeben.
Es ist ferner bekannt, dem Rohmehl brennbare Stoffe wie beispielsweise Koksgrus oder Müll zuzumischen, um den Bedarf an wertvollen, das heißt, teuren Brennstoffen zu reduzieren. Uber eine Zusatzfeuerung in einem Zementdrehrohrofen wird beispielsweise in der Zeitschrift "Surveyor" vom 11. Juni 1976, Seite 53 ff.
berichtet. Als Zusatzbrennstoff werden der Feuerung ca. 20 Prozent aufbereiteter Hausmüll aufgegeben.
Einem weltweit ständig steigenden Bedarf an Energie auf der einen Seite steht auf der anderen Seite ein unaufhaltsam wachsender Anfall von Abfallstoffen gegenüber. Von diesen list zumindest ein ansehnlicher Teil zur Energierückgewinnung durch Verbrennung geeignet.
Aus dieser besonderen Situation ergibt sich die Aufgabe der Erfindung. Sie besteht darin, den Wärmeaufwand zum Brennen von Zementklinker mindestens zum Teil durch einen aus Abfallstoffen gewonnenen Zusatzbrennstoff zu decken und dabei gleichzeitig den Abfallstoff nutzbringend und für die Umwelt unschädlich zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß als Zusatzbrennstoff Gummiprodukte verwendet werden.
In vorzugsweiser Ausgestaltung sieht das Verfahren nach der Erfindung vor, Gummiabfallprodukte, vorzugsweise Altreifen als Zusatzbrennstoff zu verwenden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Gummiabfaliprodukte als Granulat in die Sinterstufe eines aus Vorwärmstufe, Entsäuerungsstufe und Sinterstufe bestehenden Ofensystemes eingeführt werden.
Und schließlich besteht eine zweckmäßige Maßnahme des Verfahrens nach der Erfindung darin, daß das Granulat einem Drehrohrofen von der Brennerseite her etwa im Bereich des Kernes der Flammenzone aufgegeben wird.
In der Bundesrepublik Deutschland fielen 1975 ca. 200.000 Tonnen Schrottreifen an. Die statistische Mengenerfassung der Jahre 1960 bis 1975 läßt bei steigender Tendenz erwarten, daß der Schrottreifenanfall im Jahre 1980 die Größenordnung von 230.000 Tonnen erreichen wird.
Die Unterbringung oder Verwertung dieser gewaltigen Menge stellt ein schwerwiegendes Problem dar. Zur Zeit wird der größte Teil der anfallenden Schrottreifen in der Landschaft deponiert. Da aber Schrottreifen große Hohlräume aufweisen, welche beispielsweise Ratten und anderem Ungeziefer als Schlupfwinkel dienen und außerdem - da unzerkleinerte Reifen hochelastische Gebilde sind - eine akute Unfallgefahr darstellen, wurde bereits ein Umweltschutzgesetz erlassen, wonach Schrottreifen zu faustgroßen Stücken zerkleinert und einer sogenannten geordneten Deponie zugeführt werden müssen.
Aus diesem Grunde sind zur Zeit Zerkleinerungsmaschinen mit Durchsatzraten von 1 bis 5 Tonnen je Stunde auf dem Markt.
Bei einer Deponie der genannten Art wird jedoch auch durch die Zerkleinerung die Gefahr der Selbstentzündung oder Inbrandsetzung solcher Reifenreste und damit die Gefahr der Luftverschmutzung nicht behoben. Es steht ferner als großer Nachabfällen teil fest, daß extrem lange Verrottungszeiten von Reifen/a;7 zu führen, daß derartige Deponien länger als ein halbes Jahrhundert unbebaubar und damit ein öffentliches Ärgernis bleiben.
Und schließlich werden die hohen Kosten derartiger Deponie-Anlagen als ein großer Nachteil empfunden.
Es wurde daher auch schon vorgeschlagen, Abfallreifen zu Regenerativgummi zumindest als Füllstoff für Gummiformartixel Kunststoffe und gegebenenfalls auch für Zwecke des Straßenbaues zu verarbeiten.
Solche Recycling-Verfahren haben jedoch alle den entscheidenden Nachteil, daß die Aufbereitungskosten den wirtschaftlichen Nutzen bei weitem übersteigen, und außerdem gibt es garnicht genügend Anwendungsgebiete, um die exorbitante Menge des gesamten Reifenabfalles nutzbringend unterzubringen.
Schließlich ist schon vorgeschlagen worden, Schrottreifen zu verbrennen und die nutzbare Wärme zu gewinnen.
In der Zeitschrift "Chemie-Technik, 4. Jahrgang, tal975) Nr.8, Seite 298 ist eine Anlage zur wärmenutzenden Verbrennung von Schrottreifen beschrieben. Abgesehen von den offenbar noch nicht ganz überwundenen technischen Schwierigkeiten, welche beispielsweise aus Korrosionsschäden in der feuerfesten Ausmauerung der Brennkammer sowie aus Rußablagerungen innerhalb der Kesselanlage und in der Filteranlage herrühren, sind die Investitions- und Betriebskosten einer solchen Verbrennungsanlage im Verhältnis zum Wärmenutzen unwirtschaftlich hoch.
Mit der Erfindung werden die genannten Schwierigkeiten überwunden. Dadurch, daß man das Abfallprodukt der Schrottreifen als Granulat, das heißt zu maximal faustgroßen Stücken zerkleinert, in die Sinterstufe eines Ofensystems, vorzugsweise von der Brennerseite her dem Drehrohrofen eines Zementwerkes im Bereich des Kernes der Flammenzone aufgibt, erhalten die einzelnen Gummistücke sowohl genügend Zeit als auch genügend Aufheiz- und Vergasungstemperatur sowie Sauerstoff, um zu einem vollständigen Ausbrand ohne schädliche Verbrennungsprodukte zu gelangen.
Die Sinterzone eines beispielsweise ca. 70 m langen Drehrohrofens befindet sich vom Materialaustragsende ca. 30 m entfernt.
Dort beträgt die Temperatur des Flammenkernes zwischen 1800 und 20000 C. Die Rauchgastemperatur liegt nur unwesentlich niedriger, und die Temperatur des Materialbettes beträgt ca. 1.4500 C.
Die Verweilzeit bis zum Ofenende beträgt ca. 20 Minuten. Zeit und Temperatur genügen dabei für einen vollständigen Ausbrand des Gummigranulates.
Schrottreifen besitzen einen Heizwert von Hu - 6.500 bis 8.200 Kcal. je kg. Die notwendigen Maschinen, um Schrottreifen zu einem Granulat von maximal faustgroßen Teilen zu zerkleinern sind auf dem Markt erhältlich, weil, wie bereits weiter oben erwähnt, vom Gesetzgeber die zwingende Vorschrift besteht, daß Deponien von Schrottreifen ausschließlich nur mit zu Granulat zerkleinerten Reifenteilen torgenommen werden dürfen.
Die chemische Zusammensetzung der Bestandteile eines Reifens ergibt durchschnittliche Schwefelgehalte zwischen a,s und 1,8 %.
Diese liegen demnach unter den Kennwerten beispielsweise-von schwerem Bunkeröl. Weiter besteht ein Reifen aus Kautschuk und rUlimaterial, in der Hauptsache-Ruß. Beide Bestandteile sind unter entsprechenden Bedingungen, das heißt, bei Temperaturen zwischen ca. 1.000 bis 2.0000 C und genügendem Sauerstoffgehalt in der Lage, vollständig zu verbrennen.
Ferner enthält Reifengummi Füllstoffe, zum Beispiel Kreidemehl, Farbstoffe,etc0 sowie Bestandteile der Karkasse. Diese Karkasse besteht entweder aus Kunststoffen wie Nylon, Dralon etc. das heißt, aus organischen Chlorverbindungen, oder aus einem Stahllitzengewebe.
Bei den organischen Chlorverbindungen wirkt sich die Freisetzung von Chlorgas günstig auf die Behandlung von alkalihaltigem Zementrohgut aus, Bei den Stahlgewebeeinlagen verbrennt das Eisen zu Fe2 Q3 und wird im Wärmetauscher zusammen mit dem Fe2 03-gehalt des Grundmaterials im Gesamtkomplex des Grundmaterials ohne jeden Nachteil für den gebrannten Klinker aufgenommen.
Es hat sich mit der Erfindung überraschenderweise herausgestellt, daß von Seiten des Chemismus her keine schädlichen Einflüsse bei Einführen von Schrottreifen als Zusatzbrennstoff zum Brennen von Zementklinker beobachtet wurden, sofern die Zugabe nach der Lehre der Erfindung und mit nicht mehr als ca. 20 - 25 X der Menge des Grundbrennstoffes erfolgt.
Da andererseits für die Beseitigung von Schrottreifen üblicherweise noch ein Betrag im Sinne der Abfallbeseitigung bezahlt wird, dürfte die Zugabe von Schrottreifengranulat zur Befeuerung eines Drehrohrofens zum Brennen von Zementklinker als Energieanteil von 10 bis 20 % bei den hohen Energiekosten ein willkommenes Mittel sein, die Betriebskosten der Gesamtanlage zu senken. Zwar wäre es auch denkbar, den Gummiabfall zu Staubfeinheit zu zerkleinern und nach Art einer Kohlenstaubfeuerung dem Grundbrennstoff oder auch wie im Falle von Koksgruszugabe dem Rohmehleinlauf beizumischen. Dabei würde jedoch der mit der Erfindung angestrebte wirtschaftliche Rationalisierungseffekt nicht eintreten, da die Aufbereitungskosten den Nutzen des billigen Wärmegewinnes übersteigen würden.
PatentansPrüche

Claims

Patentansprüche 3 Verfahren zum Brennen von Zementklinker, wobei der Wärmeaufwand zum überwiegenden Teil von einem Grundbrennstoff und zum geringeren Teil von einem Zusatzbrennstoff gedeckt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Zusatzbrennstoff Gummiprodukte verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzbrennstoff Gummiabfallprodukte, vorzugsweise Altreifen verwendet werden.
3. Verfahren nach einem der Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiabfallprodukte als Granulat in die Sinterstufe eines aus Vorwärmstufe, Entsäuerungsstufe und Sinterstufe bestehenden Ofensystemes eingeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat einem Drehrohrofen von der Brennerseite her etwa im Bereich des Kernes der Flammenzone aufgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbrennstoff in einer Menge von 5 bis 40 % vorzugsweise 10 bis 20 % zum Grundbrennstoff zugegeben wird.