DE3010909A1 - Verfahren und vorrichtung zum brennen von feinkoernigen gut und zur erzeugung von kohlenstaub - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum brennen von feinkoernigen gut und zur erzeugung von kohlenstaubInfo
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Description
Anlage zum Patentgesuoh der - 4 - . Il 80/18 Klöckner-Humboldt-Deutz Chr/Wr
Aktiengesellschaft
vom 19. März 1980
Verfahren und Vorrichtung zum Brennen von feinkörnigem Gut
und zur Erzeugung von Kohlenstaub
Die Krfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von feinkörnigem
Gut, insbesondere zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl, das in einer aus Vorwärmstufe, Kalzinierstufe
und Sinterstufe bestehenden Brennanlage thermisch be- handeJI wird, deren mindestens eine Feuerung mit Kohlenstaub
versorgt wird, der in einer Kohlenmahltrocknungsanlage hergestellt
wird, die mit aus der Brennanlage entnommenem Abgas ntisreiohenden Inertisierungsgrades betrieben wird.
Außerdom betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
F,s ist eine Verbundanlage bekannt (DE-OS 27 45 424), bei der
im Bereich des Rohiiiehlvorwärmsystems einer Trennanlage zur Herstellung
von Zementklinker eine Kohlenmahltrooknungsanlage installiert ist, die Kohlenstaub zur Versorgung der Feuerungen
der Brennanlage erzeugt. Dabei wird die Kohlenmahltrocknungsanlage mit einem dem Gashaushalt der Vorwärmstufe der Brennanlage
entnommenen Abgasteilstrom betrieben, der einen Sauerstoffgehalt /von etwa maximal 5 % hat und daher gut als Trocknungsgas
ausreichenden Inertisierungsgrades zum risikolosen
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Betrieb der Kohlenmahltrocknungsanlage geeignet ist. Ferner
ist bekannt, daß man dann, wenn das thermisch zu behandelnde
Gut wie Zementrohmehl Alkaliverbindungen, Chlorverbindungen,
Schwefel und dergleichen Schadstoffe enthält, zur Vermeidung von im Vorwärm- und Brennsystem auftretenden Schadstoffkreislauf
en der Brennanlage an einer Stelle, bevor das Brennanlagenabgas zur Rohmehlvorwärmung und/oder Rohmehl kalzinierung vorwendet
wird, über einen Bypaß sohadstoffreiehes Abgas entnehmen muß. Dieses über den Bypaß abgezogene schadstoffreiche Hypaßgas
muß vor seinem Abtransport durch Rohrleitungen durch
direktes Zumischen von Kaltluft sehr schnell von ca. 1..100 bis 1.300 0C auf ca. 400 Ms 600 0C abgekühlt worden, bevor es gereinigt
und anschließend verworfen wird, weil sonst die kondensierenden klebrigen Schadstoffe in den gasführenden Rohrleitungen
zu betriebsstörenden Anbaokungen führen würden. Es versteht
sich, daß das der Brennanlage entnommene Bypaßgas nach seiner Vermischung mit Kaltluft von üblicherweise 21 % O2
in seinem Sauerstoffgehalt so hoch angereichert ist, daß es zum
inerten Betrieb der Kohlenraahltrocknungsanlage nicht mehr geeigiiet
ist. Außerdem ist es bei den heutigen und zukünftig zu erwartenden Energiepreisen wärmewirtschaftlich nicht mehr vertretbar,
schadstoffhaltige Drehofenabgase der Brennanlage ohne
Nutzung ihres Wärme inhaltes zu verwerfen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennanlage insbesondere zur Herstellung von Zementklinker und eine benachbarte
Kohlenmahltrooknungsanlage so miteinander zu einer Verbundanlage zu verbinden, daß die der Brennanlage entnommenen
schadstoffhaltigen Rypaßgase, die ja in ihrem Ursprung eine gute Inertgasqualität und einen hohen Wärmeinhalt haben, nicht mehr
'ungenutzt verworfen werden müssen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brennanlage Abgas,
Insbesondere sohadstoffreiches Abgas (Bypaßgas) vor seiner
Verwendung zur Rohmehlvorwärmung und/oder Rohmehlkalzinierung entnommen wird, wobei dieses Bypaßgas abgekühlt, von seinen
Schadstoffen und Staub gereinigt und dann der Kohlenmahltrocknungsanlage zugeleitet wird. Allein schon die Maßnahme, schadstoff
reiches Bypaßgas einer Brennanlage naoh seiner Abkühlung und Reinigung als Troeknungsgas zum Betrieb oiner Kohlenmahltrooknungsanlage
zu verwenden, ist neu, technisoh fortschrittlich und erfinderisch.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird zur Abkühlung des heißen Bypaßgases dieses mit einem Teilstrom des Abgases
der Kohlenmahltrooknungsanlage vermischt. Da die Kohlenmahltrooknungsanlage mit einem Trocknungsgas (gereinigtes Bypaßgas)
betrieben wird, das einen hohen Inertisierun^sgrad aufweist, hat das Abgas
<j>er Kohlenmahl trocknungsanlage einen Sauerstoff-
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gehalt von ca. <; 9 bis 12 %, so daß ein Zumischen eines Teilstromes
dieses Abgases zum Bypaßgas von ca. 2 bis 4 $ O9
den Sauerstoffgehalt der Gasmischung in Abhängigkeit vom
Mengenverhältnis auf höchstens ca. 7 bis 9 % anhebt, so daß
das Gasgemisch als Trocknungsgas zum sioheron Betrieb der Mahltrocknungsanlage noch einen ausreichend hohen Inertisierungsgrad
hat. Gleichzeitig kann durch den Wasserdampf bzw. durch die Brüden, die in den dem Bypaßgas zugeini sohfcen
Abgas der Kohlenmahltrocknungsanlage enthalten sind, die Abscheidung der Alkaliverbindungen sowie Schwefel aus dem Bypaßgas
verbessert werden.
Die Erfindung und deren weiteren Merkmale und Vorteile werden
anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine Brennanlage zur Herstellung von Zementklinker
und eine benachbarte Kohlenmahltrocknungsanlage zur Erzeugung von Kohlenstaub, wobei beide Anlagen zu einer
Verbundanlage integriert sind. Die Brennanlage weist einen Drehrohrofen 10 auf, dessen Brenner 11 mit Kohlenstaub aus
der Leitung 12 sowie mit Primärluft aus dem Gebläse 13 versorgt wird. Aus dem Drehrohrofen 10 tritt Zementklinker 14 in einen
nicht dargestellten Klinkerkühler aus, dessen Kühlluft als heiße Sekundärluft. 15 in den Drehrohrofen eingeführt wird.
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Am anderen Ende des Drehrohrofens 10 befindet sich der Ofeneinlaufkopf
Iß, über dom ein Bypaßgasmischer 17 angeordnet ist,
an don naoh oben dio Drehofenabgasleitung 18 angeschlossen ist,
welche in den untersten Zyklon 19 des Rohmehl-Zyklonwärmetauschorsystems
tangential einmündet, aus dem das vorerhitzte und zumindest vorkalzinierte Rohmehl über Leitung 20 in den
Ofeneirilaufkopf 16 eintritt. An den Zyklon 19 schließen sich
nach oben die mit den Ziffern 21, 22, 23 bezeichneten Zyklonstufen an, welohe zusammen mit dem Drehrohrofen die Brennanlage
darstellen. Dio Rohmehl-Wärmetauscherzyklonstufen weisen an ihrem abgasseitigen Ende die Aufgabe 24 far das Zementrohmohl
auf und ferner die Abgasleitungen 25, 26, welche geraeinsam
an die Saugseite des Abgasventilators 27 angeschlossen sind.
ο Das Abgas der Brennanlage mit einer Temperatur von etwa 350 C
und mit einem Sauerstoffgehalt von etwa 5 $ 0 gelangt dann
über Leitung 28 zu einem zum Beispiel als Sprühturm ausgebildeten Gaskühler 29, wird dort auf etwa 150 0O abgekühlt und
wird anschließend in einem elektrostatischen Staubabscheider entstaubt, dem ein Saugzuggebläse 31 naohgeschaltet ist, das
über Leitung 32 gefiltertes Brennanlagenabgas von etwa 150 0C
entläßt.
Die Kohlenmahltrocknungsanlage umfaßt einen Rohkohlebunker 33
mit einem dosierenden Austragsorgan 34, welches Rohkohle durch οine üoppelpendelschleuse 35 in die Aufgabe 36 einer rotieren-
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den Rohrmühle 37 einschleust. An der Austragsseitc 38 der
Rohrmühle ist ein senkrechter Schacht 39 angeordnet, welcher in einen Luftstromiichter mündet.
Der Sichter 40 trennt Fertigprodukt und firieße. Die firieße
worden mit einer Fördereinrichtung 41 zur Mühleneintragsschlonse
35 riiok^efiihrt, während das Fertigprodukt Kohlenstaub
durch den Luttstrom der Reitigaslcituruj; 42 in tion Abscheider
43 eingebracht wird, worin der Kohlenstaub von dem Mühlenabgas getrennt wird. Das mit einem Rest von Kohlenstaub
beladene Mülilenabgas wird durch die Leitung 44 mit dem Rogolofpn
45 der Sairrseite des Ventilators -16 zugeführt, von
dem oine Verbindun^sleitung 47 zu einem Filter 48 führt,
dem über ein Regel organ 49 ein SaugzuggebUise 50 naoh»;oschaltet
ist, das über Leitung 51 gefiltertos Mühlenabgas entläßt ο Je nach den Erfordernissen des Mahlprozesses kann noch
das Abgas des Gebläses 46 über Leitung 52 als IiüokluJ't von
ca„ 80 °C zum Einlauf 36 und/oder übor Leitung 53 zum Auslauf
38 der Mühle 37 geführt werden. Den Abscheidern 43 und 4b wird über gasdichte Schleusen 54 und 55 der Kohlenstaub entnommen,
der über eine Fördereinrichtung 56 über Leitung 57 zu ei no in
nicht dargestellten Kohlenstaubbunker gefördert wird, von dem der Kohlenstaub schließlich zum Brenner 11 des DrehrohroTons to
sowie zu etwa weiteren vorhandenen Kohlensuiub-Brenii.stellon der
trennanlage transportiert wirdc
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Sofern das Zementrohmehl Alkaliverbindungen, Chlorverbindungen,
Schwefel und ähnliche Schadstoffe enthält, die in der Brennanlage
zu störenden Schadstoffkreisläufen führen, wird der Brennanlage
an der Stelle 17 teilweise oder ganz schadstoffreiches Drehofenabgas entnommen, das eine Temperatur von 1.100 bis
1.300 C aufweist sowie einen Gehalt an Sauerstoff von ca. 2 v/f O0, während im übrigen das Drehofenabgas im wesentlichen
aus GO0 und II 0 besteht. Die Drehofenabgasentnahmestelle ist
ols BypaQgas-Misohkammer 17 ausgebildet, in die gefiltertes
Mühlonabgas mit einer Temperatur von oa. 80 0C und mit einem
Sauerstoffgehalt von ca. <C 9 fo O2 über die von der Leitung 51
abgezweigte Abluftleitung 58 in den Misoher 17 eingeführt wird. Dadxirch wird das schadstoffreiohe Bypaßgas sehr schnell
auf etwa 430 0C heruntergekühlt, wobei der Sauerstoffgehalt
des über Leitung 59 abgezogenen abgekühlten ßypaßgases auf einen nicht höheren Sauerstoffgehalt als etwa 7 fo 0„ ansteigt.
Die abgekühlten Bypaßgase werden dann über die Leitung 59 zu einem Abscheider, insbesondere elektrostatischen Staubabscheider
60 geführt, aus dem die Schadstoffe 61 ausgetragen werden» Die gereinigten Bypaßgase von 430 C werden dann über das Saugzuggebläse
62 zum Mühleneingang 36 gefördert, wo eine Vermischung mit Rückluft 52 von 80 0C stattfindet, so daß das
Gasgemisch mit einer Temperatur <380 0C in die Kohlenmahltrooknungsanlage
37 eintritt. Dieses Gas ist für die Kohlenmahltrocknung als Trocknungsgas ausreichenden Inortisierungsgrades
sehr gut geeignet.
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Das der Brennanlago entnommene Bypaßgas kanu anstatt durch
direkte Wärmeübertragung auch durch schockartige indirekte Wärmeübertragung rasch abgekühlt werden. Der zur Abkühlung
des heißen Bypaßgases verwendete Teilstroni ">S des wasserdampfhaltigen
bzw. brüdenhaltigen Abgases dor Kohlenmahltrocknungsanlage
kann durch Hindurohleiten duroh einen Gaskühler 63 mit indirekter oder direkter Kühlung, «um Beispiel
Wasserbadvorlage, von zum Beispiel etwa 80 C auf etwa 50 bis 60 0C abgekühlt werden, wobei duroh Taupunktuntersöhreitung
das dem Dypaßgas zugemischte Gas entfeuchtet wird, was
vorteilhaft ist, w<?nn die in der Mahltrocknungsanlage zu
trocknende und zu mahlende Kohle sehr feucht ist. Zur Abkühlung des heißen Bypaßgases kann dieses anstelle oder gleichzeitig
mit Mühlenabluft auch mit einem 'i'eilstrom dos Abgases der Vorwann
stufe der Zementbrennanlage vermischt worden, wobei dieser
zugemisohte Abgastoiistrom über Leitungen 64 und 58 dor Mischkammer
17 zugeführt wird. Das Brennanlagenahgas könnte auch über Leitungen 65, 66, 58, gegebenenfalls über den Uaskühler
zur Mischkammer 17 zugeführt werdon. Es besteht auch die Möglichkeit,
Brennanlagenabgas über Leitung 6ö, 67 direkt in die Leitung 59 einmünden zu lassen, die von der Bypaßgasmischkanimer
17 zum elektrostatischen Staubabscheider 60 führt„ Die
letzteren Variationen zur Versorgung der Kohlenmahltrocknungsanlage
mit Trocknungsgas ausreichenden Inertisierungsgrades sind
jedenfalls dann notwendig, wenn der Bypaß 17 geschlossen ist,
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fin« heißt, wenn der Drennanlage kein schadstoffhaltiges Dreltofenabgas
entnommen wird. Die Filterung des Drehofenabgases im !''liter 60 bringt dann den Vorteil, den Heizwert und das
Itrennverhal ten des Kohlenstaubes nicht negativ zu beeinflussen.
Dom HypaIi-Miseher 17 kann zusätzlich auch noch über das Gebläse-
68 und über Leitung 69 Umgebungsfrisohluft zugeführt
werden, die allerdings infolge ihres Sauerstoffgehaltes von oa. 21 fo O0 den Inertisierungsgrad des zur Kohlemahltroclcnung
verwendeten Trooknungsgases schwächt, gleichzeitig aber das
Trocknungsgas weniger feucht macht als die rückgefiihrte brüdenhaltige
Mühlenablufi. Je mehr Drehofenabgas als Bypaßgas der
Hrennanlage an der Stelle 17 entzogen wird, desto mehr muß das
Rohmehiwärmetauscher-Zyklonsysteni mit Tertiärluft versorgt
worden, die mit Vorteil über eine vom Ofenauslaufkopf 70
kommende Tertiärluftleitung 71 oberhalb der Mischkammer 17
in die Abgasleitung IS eingeleitet wird, die zur Kalzinierung
des Rohmehls mit einer weiteren, mit Vorteil ebenfalls mit kohlenstaub versorgten Brennstelle ausgestattet sein kann.
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Claims (1)
19.3.1980 K II J)
Chr/Wr H 80/18
Patentansprüche
^iJ Verfahren zum Brennen von feinkörnigem Gut, insbesondere
zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl, das in einer aus Vorwärmstufe, Kalzinierstufe und Sinterstufe bestehen
den Hrennanlage thermisch behandelt wird, deren mindestens eine Feuerung mit Kohlenstaub versorgt wird, der in einer Kohlenmahl
trocknungsanlage hergestellt wird, die mit aus der Brennanlage entnommenem Abgas ausreichenden Inertisierungsgrades betrieben
wird, daduroh gekennzeichnet, daß der
Hrennanlage Abgas, insbesondere schadstoffreiches (alkalien-
und sohwefeireiches) Abgas (Bypaßgas) vor seiner Verwendung zur
Rohraehlvorwärmung und/oder Rohmehlkalzinierung entnommen wird,
wobei dieses Bypaßgas abgekühlt, von seinen Schadstoffen und Staub gereinigt und dann der Kohlenmahl trocknungsanlage als
Trocknungsgas zugeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abkühlung des heißen Bypaßgases dieses mit einem Teil strom des
Abgases der Kohlonmahltrooknungsanlage vermisoht wird.
3. Verfahren nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
heiße Bypaßgas mit einer Temperatur von 1.100 bis 1.300 C
und einem Sauerstoffgehalt von ca. 2 bis 4 % 0o durch Zumischen
des KohJenraühlenabgoses mit einer Temperatur von etwa 50 bis
100 0U und einem Sauerstoffgehalt von ca. <
< 12 % O0 auf
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ein Misohgas ausreichenden Inertisierungsgrades mit ca.
bis 500 0C und oa. 7 bis 9 % 0„ heruntergekühlt wird.
4. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
abgekühlte Bypaßgas in einem elektrostatischen Staubabscheider gereinigt wird.
5. Verfahren naoh den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der /,ur Abkühlung des heißen Hypaßgases verwendete
Teilstrom des wasserdampfhaltigen bzw. brüdenhaltigen
Abgases der Kohlenmahltrooknungsanlage durch indirekte oder direkte Kühlung, zum Beispiel Wasserbad, abgekühlt oder ontfotichfcet
wird.
6. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abkühlung des heißen Bypaßgases dieses mit einem Teilstrora
des Abgases der Vorwärmstufe der Zementbrennanlage vermischt wird,
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennanlage im Drehofenabgaskanal zum Kalzinator bzw. Rohmehlvorwärmcr
eine Bypaßgasentnahmestelle (17) zum Abzug von insbesondere
schadstoffreichem Drehofenabgas aufweist, wobei in
die nypaßgasentnahmostelle (17) eine Abgasleitung (58) der
ICohlenmahl trocknungsanlage (37, 48) einmündet ,und aus der
ßypaßgasentnahmestelle eine Leitung (59) zur Kohlenmahltrocknungsanlage
führt. - 3 -
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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ßypaßgasentnahüiestelle als Gasmischkammer (17) ausgebildet
ist, die oberhalb des Ofeneinlaufkopfes (16) des Drehrohrofens
(lo) der Brennanlage angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bypaßgasmischkammer (17) eingangssei tig mit einer Abzweigleitung
(58) der Mühlenabgasleitung (51) und ausaangsseitig über eine Leitung (59) und über einen Abscheider für
die BypaßgasschadsLoffe (61), insbesondere elektrostatischen
Staubabscheider (6o) mit der Aufgabeseite (36) der Kohlenmiihle
(37) verbunden ist.
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