DE2925665A1

DE2925665A1 - Verfahren und anordnung zur aufbereitung von gebranntem material

Info

Publication number: DE2925665A1
Application number: DE19792925665
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Current assignee: Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Priority date: 1978-07-20
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1980-04-17
Also published as: FR2431466A1; GB2032592A; DD137578A1; DK301079A

Description

Verfahren und Anordnung zur Aufbereitung von Brenngut

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Aufbereitung von Brenngut, insbesondere von Zementklinker, der nach dem Austritt aus dem Ofen gekühlt und anschließend zerkleinert wird.

Charakteristik· der bekannten technischen Lösungen Um den mit annähernd 1400 ⁰C laus dem Ofen austretenden Klinker zu Zement weiter aufbereiten zu können ist es notwendig, den Klinker auf 250 bis 80 ⁰C zu kühlen· Als Klinkerkühler verwendet man Planetenkühler, Rohrktihler, Schachtkühler oder Rostkühler· Alle diese Klinkerkühler haben den Nachteil, daß wegen der Großstückigkeit des Klinkers der Wärmeübergang schlecht ist· Hierdurch wird der Klinker ungenügend abgekühlt bzw. werden große Luftmengen, große Kühlaggregate und lange Kühlzeiten zur ausreichenden Klinkerkühlung benötigt· In jedem Fall ist der Wärmeverlust sehr groß· Entweder gibt der unzureichend gekühlte Klinker bei der Lagerung seine Wärme allmählich an die Umwelt ab, oder bei einer ausreichenden Kühlung kann die gesamte benötigte Luftmenge in der Ofenanlage nicht vollständig verwertet werden· Die ungenutzte, aufgewärmte Kühlluft muß separat entstaubt und an die Atmosphäre abgegeben werden.

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Bekanntlich, ist der Zementklinker auf Grund seiner Härte schwer mahlbar, wobei die Mahleinrichtungen durch die hohe Abrasivität des Klinkers einem hohen Verschleiß unterliegen,

Nach dem Verfahren gemäß der DE-PS 1 158 894 wird das den Ofen verlassende Gut zunächst durch einen dem Zweck entsprechend abgewandelten, an sich gebräuchlichen Kühler jeweils so temperiert, daß der größte Gewichtsanteil der Körner außen schon dunkel oder nahezu dunkel ist, innen aber noch glüht, um unmittelbar anschließend durch Prallkühlung in einem von Kühlluft durchströmten Prallbrecher bekannter Bauart stark zerkleinert und gleichzeitig weiter abgekühlt zu werden. Das mit dem Kühlluftstrom aus dem Prallbrecher ausgetragene zerkleinerte Gut wird durch Fliehkraft abgeschieden und die erhitzte Kühlluft dem vorgeschalteten Kühler und / oder Ofen als Verbrennungsluft zugeführt. Um die Schlagwerkzeuge des Prallbrechers vor Überhitzung zu schützen, werden diese über Luftkanäle von innen her durch einen zweiten Kühlluftstrom höherer Pressung gekühlt. Hierbei sind beide Kühlluftströme regulierbar, damit die Gesamtkühlluftmenge nicht oder nicht wesentlich größer ist als der Verbrennungsluftbedarf des Ofens.

Mit der Lösung nach DE-AS 1 158 894 wird zwar erreicht, daß der Klinker mit geringem Kraftaufwand vorzerkleinert und mit hoher Effektivität gekühlt wird, aber die Möglichkeit, den Klinker bereits im Bereich seiner geringsten Druckfestigkeit zu zerkleinern, wurde nicht auegeschöpft. Dies hat zur Folge, daß der Verschleiß der Brechwerkzeuge nicht auf das erreichbare Minimum gesenkt wurde. Das gleiche trifft für den Kühleffekt zu. Die Kühlung des aus dem Ofen kommenden Klinkers birgt Mangel dahingehend, daß der im relativ groben Korn vorliegende Klinker eine geringe Oberfläche zum VYärmetausch hat und hierdurch relativ lange Zeit zum Abkühlen benötigt wird. Es sind also auch bei dieser Lösung relativ hohe Kühl-

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luftmengen und baulich große Kühlaggregate notwendig, die wiederum mit einem hohen Energiebedarf erzeugt bzw, betrieben werden·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, beim Klinkeraufbereitungsprozeß durch wirtschaftliche Gestaltung des Kühlprozesses und des nachfolgenden Zerkleinerungsprozesses den Materialeinsatz und den Energiebedarf zu senken·

Darlegung des wesens der Erfindung

Um den Energiebedarf und den Materialeinsatz bei der Klinkeraufbereitung zu verringern hat die Erfindung die Aufgabe, den Klinkeraufbereitungsprozeß so zu gestalten, daß die Vorzerkleinerung des Brenngutes zu einem Zeitpunkt erfolgt, bei dem die Druckfestigkeit des Brenngutes am geringsten ist und mit Beginn der Kühlung günstige Wärmeaustauschbedingungen geschaffen werden· Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem der aus dem Ofen austretende Klinker noch im glühenden Zustand einer Zerkleinerung, beispielsweise Prallzerkleinerung unterzogen wird und ihm die V/ärme in weiteren Kühlstufen entzogen wird· Hierbei kann die intensive Kühlung des Klinkers bereits in der Zerkleinerungsstufe während des Zerkleinerungsvorganges einsetzen, so daß dem Klinker in der bzw· den nachfolgenden Kühlstufen nur noch die Restwärme entzogen zu werden braucht· Beginnt die Kühlung des Klinkers erst nach der Zerkleinerung in den nachfolgenden Kühlstufen, dann wird nur der Zerkleinerer durch Frischluft gekühlt· In beiden Fällen ist jedoch die gesamte Kühlluftmenge so bemessen, daß sie vollständig dem Ofen als Verbrennungsluft zugeführt werden kann· Um einen optimalen Brennprozeß im Ofen zu ermöglichen muß die Ofeneintrittstemperatur der als Verbrennungsluft dienenden Kühlluft möglichst hoch (ca. 900 ⁰C) sein. Da diese !Temperatur aber im Kühlprozeß nicht ganz erreicht

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wird, wird die Kühlluft vor Eintritt in den Ofen im Ofenauslauf durch den aus den Ofen austretenden Klinker im Gegenstrom erwärmt. Dieser Wärmeaustausch erfolgt jedoch nur kurzzeitig und in dem Maße, daß der Klinker noch im glühendem Zustand zur Zerkleinerung gelangt· Um die Staubbeladung der in den Ofen eintretenden erhitzten Kühlluft in vertretbaren Grenzen zu halten, wird die aus der Zerkleinerungsstufe und aus den nachfolgenden Kühlstufen stammende Kühlluft nach ihrer Vermischung durch einen Abscheider geleitet und dann erst im Gegenstrom zum Klinker dem Ofen zugeführt· Sind der Zerkleinerungsstufe zwei oder mehrere Kühlstufen nachgeschaltet, so wird zur Wärmeentlastung des Abscheiders die aus der letzten oder kalten Kühlstufe des oder der Kühler kommende Kühlluft und die Kühlluft aus der Zerkleinerungsstufe gemeinsam durch den Abscheider geleitet, um anschließend über die heiße Kühlstufe der oder des nachgeschalteten Kühlers in den Ofen geführt zu werden.

Die Anlage, mit der dieses Klinkeraufbereitungsverfahren realisiert wird, besteht aus einem Zerkleinerer und einem oder mehreren ein oder mehrstufigen Kühlern, die dem Ofen in Reihe materialseitig nachgeschaltet und gasseitig in umgekehrter Reihe vorgeschaltet sind· Erfolgt die Kühlung nur in den dem Zerkleinerer nachgeachalteten Kühlern, sind diese Maschinen zwar materialseitig in Reihe geschaltet, aber gasseitig sind sie parallel geschaltet. In beiden Fällen kann vorteilhafterweiee zwischen dem Ofen und den ihm gasseitig vorgeschalteten Maschinen ein Abscheider angeordnet sein, der die erhitzte Kühlluft von übermäßigem Ballast befreit. Die gasseitige Anordnung der einzelnen Maschinen kann erfindungsgemäß auch so erfolgen, daß der Zerkleinerer mit der kalten Kühlstufe parallel geschaltet ist, aber beide gemeinsam mit dem Abscheider der heißen Stufe des Kühlers und dem Ofen in Reihe geschaltet sind«

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Als Zerkleinerer eignen sich, vorteilhaft Maschinen, die einen hohen Luftdurchsatz bei geringem Druckwiderstand gewährleisten. Dies können z· B· Prallbrecher, Autogenmühlen usw· sein·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 Die material- und gasseitige Reihenschaltung von Ofen, Zerkleinerer und Kühler

Fig. 2 Die gasseitige Parallelschaltung von Zerkleinerer und Kühler.

Fig. 3 Die Einordnung eines Abscheiders in ^^nd die Gasführung·

In den Zeichnungen sind die Materialströme als durchgehende und die Gasströme als gestrichelte Linien dargestellt·

Der aus dem Ofen austretende heiße Klinker gelangt im noch glühenden Zustand in einen Zerkleinerer und wird hierin bei gleichzeitiger Kühlung vorzerkleinert. Anschließend gelangt der vorzerkleinerte und vorgekühlte Klinker in eine weitere Kühlstufe 3ι in der ihm weitgehendst die Restwärme entzogen wird· Die Kühlluft aus der Nachkühlstufe 3 ist gleichzeitig Kühlluft für den Zerkleinerer 2. Im Zerkleinerer 2 wird die Kühlluft weiter aufgewärmt und wird anschließend im Gegenstrom zum Klinker, in den Ofen 1 geführt, wobei der Kühlluftstrom durch den glühenden Klinker soweit aufgeheizt wird, daß die Kühlluft als Verbrennungsluft mit optimaler Temperatur in den Ofen gelangt. Die-.Abkühlung des Klinkers erfolgt hierbei jedoch nur soweit, daß er im noch glühenden Zustand in den Zerkleinerer 2 gelangt·

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Die Zerkleinerung des Klinkers erfolgt deshalb im noch glühenden Zustand, weil in diesem Zustand die Druckfestigkeit und Abrasivität des Klinkers am geringsten sind und somit der Energieaufwand und'der Verschleiß gering sind. Der größte Vorteil ist jedoch der, daß vor dem Beginn, spätestens jedoch mit dem Beginn des Kühlprozesses die Klinkeroberfläche vergrößert wird, wodurch günstige Bedingungen für den »/ärmeübergang geschaffen werden» Durch die Vorzerkleinerung wird nicht nur eine große Oberfläche geschaffen, sondern auch ein relativ gleichmäßiges Kornband, daß neben der gleichmäßigen Abkühlung mit geringeren Luftmengen als bisher zu einer energiegünstigen Klinkervermahlung führt. Durch den geringeren notwendigen Kühlluftbedarf kann dieser in den Größenordnungen gehalten werden, die der Verbrennungsluftmenge des Ofens entspricht, so daß zusätzliche Kühlerabgase nicht entstehen· In Pig. 1 ist die material- und gasseitige Reihenschaltung für die Elinkeraufbereitung schematisch dargestellt· Der glühende Klinker gelangt aus dem Ofen 1 in den Zerkleinerer 2 und von hier in den Kühler 3· Die Kühlluft gelangt zuerst in den Kühler 3» entzieht hier dem vorzerkleinerten und vorgekühlten Klinker ein- oder mehrstufig die jRestwärme und gelangt dann als vorgewärmte Kühlluft in den Zerkleinerer 2· Im Zerkleinerer 2 findet während der Zerkleinerung ein intensiver Wärmetausch zwischen Klinker und Kühlluft statt, so daß der Klinker in kurzer Zeit gut vorgekühlt wird. Die heiße Kühlluft verläßt den Zerkleinerer 2 und gelangt als Verbrennungsluft in den Ofen 1· Auf ihrem Weg zum Ofen 1 umspühlt die heiße Kühlluft den aus dem Ofen 1 austretenden glühenden Klinker und wird weiter aufgeheizte Um den Zerkleinerer 2 vor Übererhitzungen zu schützen, können alle mit dem heißen Klinker in Berührung kommenden Maschinenteile durch Frischluft 4 gekühlt werden· Zur Regelung der Kühllufttejnperatur und der Kühlluftmenge kann dem ans dem Kühler 3 kommende Kühlluftstrom

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im Bereich des Zerkleinerers 2 zusätzlich Frischluft zugesetzt werden·

In Fig. 2 ist die gasseitige Parallelschaltung von Kühler 3 und Zerkleinerer 2 schematisch dargestellt. Hier werden Kühler 3 und Zerkleinerer 2 getrennt mit Frischluft 4,5 beaufschlagt, wobei die aus beiden Aggregaten austretende, auf gewärmte Kühlluft vor ihrem Eintritt in den Ofen 1 vermischt werden. Die in den Zerkleinerer 2 eintretende Frischluft 4 kann hierbei sowohl zum Kühlen des Kühlgutes als auch zum Kühlen der Aggregatteile selbst als auch für beides verwendet werden. Um die in der Kühlluft enthaltenen feinen Klinkerteile und Klinkerstäube nicht in den Ofen, zu schleppen, wird die Kühlluft nach dem Passieren der Kühl- bzw. Zerkleinerungsstufe in einem Abscheider 6 entstaubt. Fig. 3 zeigt eine Schaltung analog Fig. 2 in der ein Abscheider 6 nach dem Zerkleinerer 2 bzw. dem Kühler 3 angeordnet ist.

In Fig. 4 ist die Anordnung mehrerer dem Zerkleinerer 2 nachgeschalteter Kühler schematisch dargestellt. Hier wird dem Zerkleinerer 2 und dem kalten Kühler 8 bzw. kalten Kühlstufe 7 Frischluft-4,5 zugeführt.'-Die aus den kalten Kühler 7 und dem Zerkleinerer 2 austretende aufgewärmte Kühlluft wird vereinigt und in einem Abscheider 6 entstaubt. Die entstaubte, aufgewärmte Kühlluft wird dem heißen Kühler bzw. heißen Kühlstufe 8 zugeleitet, um nach dem Durchdringen derselben als Verbrennungsluft in den Ofen 1 zu gelangen. Um einen kontinuierlichen Kühlluftstrom zu gewährleisten, ist zwischen Abscheider 6 und heißem Kühler 8 ein Gebläse 9 angeordnet. Über Drosselklappen 1.0 wird die Kühlluftmenge reguliert.

Die Erfindung kann zur Anwendung kommen bei allen Brennverfahren, bei denen Mineralien oder dergleichen bis zum Schmelzpunkt erhitzt werden, agglomerieren und anschließend gekühlt und zerkleinert werden.

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Als Ofen können alle geeigneten Brennöfen wie Drehofen, Schachtöfen, Sinterbänder usw. verwendet werden.

Als Zerkleinerer kommen vorteilhafterweise solche zum Einsatz, die bei hohem Luftdurchsatz einen niedrigen Druckwiderstand aufweisen. Dies können zum Beispiel Prallbrecher, Autogenmühlen usw. sein·

Als Abscheider eignen sich alle die Typen, die den hohen Temperaturen gewachsen sind. Als Kühler können Drehrohrkühler, Schachtkühler, Rostkühler mit ein oder mehreren Kühlkammern"usw. zum Einsatz gelangen.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß der Klinker in kurzer Zeit mit geringem Aufwand an Maschinen, Material und Elektroenergie intensiv gekühlt wird und hierdurch ein gleichmäßiges Kornband von relativ geringer Korngröße geschaffen wird, wodurch günstige Bedingungen für die Feinzerkleinerung dahingehend entstehen, daß die Zerkleinerungsbedingungen optimal gestaltet werden können, d. ho günstige Gattierung und geringe Abmessung der Rohrmühle sowie Verringerung des Verschleißes und der Mahldauer·

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Claims

Patentanspruch

• Verfahren zur Aufbereitung von Brenngut, insbesondere Zementklinker, dem in mehreren Kühlstufen die llifärme entzogen wird, wobei dem Klinker nach einer Vorkühlung während einer nachfolgenden Zerkleinerung, beispielsweise Prallzerkleinerung, bei gleichzeitiger intensiver Kühlung des Klinkers und der Zerkleinerungsmaschine, die Restwärme weitgehendst entzogen und die gesamte Kühlluft als Verbrennungsluft in den Ofen geführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der aus dem Ofen austretende heiße Klinker im noch glühenden Zustand zerkleinert wird und dem zerkleinerten, zum Teil abgekühlten Klinker bzw· dem noch heißen und nur zerkleinertem Klinker in einer ein- bzw· mehrstufigen Kühlung die Restwärme weitgehendst entzogen wirdo

2· Verfahren zur Aufbereitung von heißem Brenngut nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die aus den Kühlstufen und der Zerkleinerungsstufe kommende erhitzte Kühlluft vor Eintritt in den Ofen als auch im Ofenaüslauf durch den aus den Ofen -austretenden Klinker im Gegenstrom erwärmt wird, wobei dem Klinker, nur soviel Wärme entzogen wird, daß er im noch glühenden Zustand zur Zerkleinerung gelangt₀

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3· Verfahren zur Aufbereitung von heißem Brenngut nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die erhitzte Kühlluft der Zerkleinerungsstufe und der nachfolgenden Kühlstufen dem Brennprozeß direkt oder nach erfolgter Reinigung im Gegenstrom zum Klinkerfluß zugeführt wird·

4· Verfahren zur Aufbereitung von heißem Brenngut nach den Ansprüchen 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die erhitzte Kühlluft aus der Zerkleinerungsstufe mit der erhitzten Kühlluft aus der letzten, kühlen Kühlstufe der der Zerkleinerungsstufe nachgeschalteten Kühler vermischt und gereinigt wird und nach einem nochmaligen Wärmetausch in der heißen Kühlstufe der der Zerkleinerungsstufe nachgeschalteten Kühler in den Ofen geführt wird·

5· Anordnung zur Aufbereitung von heißem Brenngut in mehreren Kühlstufen bei gleichzeitiger Zerkleinerung und Verwendung der Kühlluft als Verbrennungsluft nach den Ansprüchen 1 bis 4 t gekennzeichnet dadurch , daß die Aufbereitungsaggregate in der Reihenfolge Zerkleinerer (2) und Kühler (3) dem Ofen (1) material- und gasseitig in Reihe nachgeschaltet sind.

6· Anordnung zur Aufbereitung von heißem Brenngut nach den Ansprüchen 1 bis 4t gekennzeichnet dadurch, daß Zerkleinerer (2) und Kühler (3) materialseitig in Reihe und gasseitig parallel geschaltet sind·

7· Anordnung zur Aufbereitung von heißem Brenngut nach den Ansprüchen 1 bis 4t gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Zerkleinerer (2) und Kühler (3) und dem Ofen (1) ein Abscheider (6) zwischengeschaltet ist₀

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8ο Anordnung zur Aufbereitung von heißem Brenngut nach den Ansprüchen 1 bis 4» gekennzeichnet dadurch, daß die kühle Zone (7) der Kühler bzw* des Kühlers
(3) mit dem Zerkleinerer (2) gasseitig parallel und beide mit einem Abscheider (6), der heißen Zone (8) der Kühler bzw· des Kühlers (3) und dem Ofen (1) in Reihe geschaltet sindo

9· Anordnung zur Aufbereitung von heißem Brenngut nach Anspruch 5» gekennzeichnet dadurch, daß
der Zerkleinerer (2) bzw. die kombinierte Kühl- und Zerkleinerungsstufe eine Maschine mit hohem Luftdurchsatz und geringem Druckwiderstand, beispielsweise ein Prallbrecher, Autogenmühle usw. ist·

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