DE69200306T2

DE69200306T2 - Verfahren und Anlage für die Wärmebehandlung von pulverförmigen Mineralien.

Info

Publication number: DE69200306T2
Application number: DE69200306T
Authority: DE
Inventors: Pierre Rodet
Original assignee: FCB
Current assignee: FCB
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2012-02-08
Also published as: DE69200306D1; MA22415A1; ATE109884T1; AU1079792A; EP0498731A1; EP0498731B1; DK0498731T3; FR2672514A1; FR2672514B1; IL100882A; ES2061320T3; US5217368A; IL100882A0; AU644263B2; OA09691A

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Anlagen zur Wärmebehandlung von pulvrigen Mineralien mittels Gas, in welchem letztere in Schwebe gebracht werden, und insbesondere Behandlungen, die in Anlagen erfolgen, welche aus einem Ofen bestehen, in dem das vorab aufgewärmte Gut in Schwebe in einem heißen Gasstrom behandelt wird, der durch die Verbrennung von Luft und eines in den Ofen eingespritzten Brennstoffes erzeugt wird, und aus zwei einlauf- bzw. auslaufseitig des Ofens angeordneten Zyklongruppen, welche untereinander und mit dem Ofen durch Leitungen verbunden sind, deren Anordnung derart erfolgt, daß die Ofenabgase nacheinander alle Zyklone einer Gruppe durchströmen während ein Luftstrom alle Zyklone der anderen Gruppe durchströmt, bevor er in den Ofen eintritt, wo er als Verbrennungsluft dient. Der Wärmeaustausch zwischen dem zu behandelnden Material und den Ofenabgasen einerseits und zwischen dem behandelten Produkt und der Luft andererseits erfolgt teilweise in den Zyklonen und teilweise in den Leitungen, in denen das Material in den darin strömenden Gasen in Schwebe gebracht und bis zu den Zyklonen transportiert wird: in letzteren wird das Gut vom Gasstrom getrennt, um dann in einem einlaufseitigen Teil des Gaskreislaufes erneut in Schwebe gebracht zu werden, sodaß die Austauschvorgänge global im Gegenstrom erfolgen.
Am Austritt der ersten Zyklongruppe, in der das Gut vorgewärmt wird, durchströmen die Abgase ein Filter, allgemein ein Elektrofilter, bevor sie an die Umgebung abgegeben werden. Der in diesem Filter gesammelte Staub wird größtenteils wieder in die Anlage eingeführt. Um jedoch eine Filterverstopfung aufgrund einer allmählichen Anreicherung des Gaskreislaufs an Staub zu vermeiden, wird ein Teil des Staubs abgeleitet oder direkt zum Austritt der Anlage gefördert und mit dem behandelten Produkt vermischt.
Die erstgenannte Lösung führt zu einem Produktionsverlust. Bei der zweiten Lösung enthält das behandelte Produkt einen geringen jedoch nicht unbedeutenden Prozentsatz von Staub, der nicht behandelt wurde. Bei gewissenen Anwendungen kann sich das als nachteilig erweisen. Dies ist insbesondere bei der Kalzinierung von Tonerde der Fall, wo die Anwesenheit von Tonerdehydrat im Fertigprodukt störend sein kann, sowie bei der Kalzinierung von Phosphaten.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, von diesem Nachteil Abhilfe zu schaffen, indem der Staubanteil, der nicht in den Hauptgaskreis zurückgeführt werden kann, einer Wärmebehandlung unterworfen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des in dem Entstaubungsfilter aufgefangenen Staubs in einem von dem Warmluftstrom, der zum Kühlen des aus dem Ofen austretenden Produktes gedient hat. abgezweigten Luftstrom in Schwebe gebracht und dann von diesem abgezweigten Luftstrom abgesondert und mit den zum Teil oder ganz abgekühlten behandelten Produkten vermischt wird, wobei besagter abgezweigter Luftstrom anschließend mit den Ofenabgasen vermischt wird. Gegebenenfalls kann in besagten abgezwelgten Luftstrom ein Brennstoff eingespritzt werden, der dort verbrennt und somit dem Staub zusätzliche Wärme zuführt.
Die erfindungsgemäße Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen aus einem Zyklon und einer den Eintritt dieses Zyklons mit dem Gasaustritt eines der Zyklone der zweiten Gruppe (Kühler) verbindenden Leitung bestehenden Hilfswärmetauscher umfaßt, wobei der Gasaustritt besagten Zyklons mit einer der an den Austritt eines der Zyklone der ersten Gruppe (Vorwärmer) angeschlossenen Leitung verbunden ist, und daß dieser Hilfszyklon einen bedeutend geringeren Durchmesser als die Zyklone der ersten und der zweiten Gruppe hat und demzufolge einen weit höheren Staubfangwirkungsgrad. In der Verbindungsleitung zwischen besagtem Hilfszyklon und dem Kühler kann ein Brenner angeordnet werden. Der Produktaustritt des Hilfszyklons wird vorzugsweise mit dem Produktaustritt des Kühlers verbunden. Wenn die Anlage einen zusätzlichen in Produktflußrichtung gesehen auslaufseitig der zweiten Zyklongruppe angeordneten Kühler umfaßt, kann der Produktaustritt des Hilfszyklons mit dem Eintritt oder dem Austritt besagten zusätzlichen Kühlers verbunden werden.
Die Merkmale der Erfindung gehen eindeutiger aus der nachstehenden Beschreibung hervor, welche sich auf die beiliegende Zeichnung bezieht, die als nicht einschränkendes Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die eine Abbildung auf dieser Zeichnung ist das Schema einer erfindungsgemäßen Kalzinierungsanlage.
Die abgebildete Anlage umfaßt einen Schwebekalzinierungsofen 10, eine erste Gruppe von Zyklonen 12,14,16, und eine zweite Gruppe von Zyklonen 18, 20, und 22.
Die Zyklone der ersten Gruppe sind untereinander und mit den Ofen 10 durch die Leitungen 24, 26, und 28 verbunden, und zwar derart, daß die in diesen Leitungen strömenden Ofenabgase der Reihenfolge nach die Zyklone 12, 14 und 16 durchströmen. Am Austritt aus dem Zyklon 16 durchströmen die von einem Ventilator 3d angesaugten Gase ein Entstaubungsfilter 32 und werden dann an die Umgebung abgegeben.
Die Zyklone der zweiten Gruppe sind untereinander und mit den Ofen durch die Leitungen 34, 36 und 38 verbunden, und zwar derart, daß die durch einen Ventilator 40 in eine mit dem Eintritt des Zyklons 18 verbundene Leitung 42 elngeblasene Luft nacheinander die drei Zyklone dieser Gruppe durchströmt, bevor sie in den Ofen eintritt, wo sie als Verbrennungsluft für einen durch eine Düse 44 eingespritzten Brennstoff benutzt wird.
Eine Beschickungsvorrichtung 46 dient zur Aufgabe des zu behandelnden Gutes in die Leitung 28, wo es in dem Gas in Schwebe gebracht und bis zum Zyklon 16 transportiert wird. In letzterem wird das Material vom Gas abgetrennt, in seinem unteren Teil gesammelt und durch Schwerkraft mittels eines Rohres 48, das die Spitze des Zyklons mit der Leitung 26 verbindet, abgeführt. In dieser Leitung wird das Material erneut im Gas in Schwebe gebracht und bis zum Zyklon 14 transportiert. Anschließend wird es vom Gasstrom getrennt und durch ein Rohr 50 zur Leitung 38 geleitet. Die in der Leitung 38 strömende Luft transportiert das von den in den Leitungen 26 und 28 und in den Zyklonen 14 und 16 strömenden Abgasen aufgewärmte Material in den Ofen 10. Im Ofen wird das Material im Luftstrom in Schwebe gehalten und dank der durch die Verbrennung der Luft und des durch die Düse 44 eingespritzten Brennstoffes gelieferten Wärme kalziniert.
Die Verbrennungsgase treten am Ofenunterteil aus, wobei sie die kalzinierten Produkte mitschleppen, und gelangen durch die Leitung 24 in den Zyklon 12. Die im Zyklon 12 vom Abgas abgetrennten kalzinierten Produkte werden durch ein Rohr 52, welches die Spitze des Zyklons (12) mit der Leitung 36 verbindet, in diese Leitung eingeführt und durchlaufen nacheinander den Zyklon 22, das Rohr 54, die Leitung 34, den Zyklon 20, das Rohr 56, die Leitung 42 und den Zyklon 18. Auf diesem Weg treffen die kalzinierten Produkte auf immer kältere Luft, die ihre Temperatur absenkt. Am Austritt aus dem Zyklon 18 können die kalzinierten Produkte einer zusätzlichen Kühlung in einem Kühler 58 unterworfen und anschließend zu den Lagerflächen oder den Verladestationen geleitet werden.
Eine Leitung 60, die den Austritt des Zyklons 20 mit der Leitung 28 verbindet, erlaubt es einen Teil der Kühlluft um den Ofen 10 herumzuleiten, um eine zu starke Verdünnung der Verbrennungsgase zu vermeiden; die um den Ofen herumgeleitete Luftmenge dann mittels einer Klappe 62 oder irgend einem anderen zweckdienlichen Mittel geregelt werden.
Vor ihrer Abgabe an die Umgebung werden die Ofenabgase im Filter 32 entstaubt. Der aufgefangene Staub wird pneumatisch bis zu einem Zyklon 64 befördert, der oberhalb der Anlage angeordnet ist. Der größte Teil des im Zyklon 64 vom Trägergas abgetrennten Staubs wird durch ein Rohr 66 erneut der Anlage zugeführt, und zwar direkt einlaufseitig des Eintritts des Zyklons 22.
Erfindungsgemäß wird der andere Teil des Staubs in einem aus einem Zyklon 68 und einer den Austritt des Zyklons 20 mit dem Eintritt des Zyklons 68 verbindenden Leitung 70 bestehenden Wärmetauscher behandelt; der Gasaustritt des Zyklons 68 ist an die Leitung 28 angeschlossen, und der aus diesem Zyklon austretende Staub wird durch ein Rohr 72 an den Austritt des Kühlers 58 geleitet, wo er mit dem behandelten kalten vermischt wird. Ein an das Rohr 66 angeschlossenes Rohr 74 erlaubt die Einleitung eines Teils des Staubs in die Leitung 70. Die zur Leitung 70 abgezweigte Staubmenge kann mittels des Verteilers 75 eingestellt werden. Eine in der den Gasaustritt des Zyklons 68 mit der Leitung 28 verbindenden Leitung andeordnete Regelklappe 76 erlaubt die Regelung der den Zyklon durchströmenden Luftmenge.
Der Zyklon 68 hat einen bedeutend kleineren Durchmesser als die Zyklone 12 - 22, demzufolge ist sein Abscheidewirkungsgrad weitaus besser, sodaß praktisch der gesamte in die Leitung 70 eingeführte Staub in der Spitze des Zyklons 68 aufgefangen wird. Die Staubmenge die somit kontinuierlich aus dem Hauptgaskreis abgezogen wird, ist ausreichend, um die Staublast der Abgase auf einem für die Vermeidung von Filterverstopfung angebrachten Wert zu halten. Ferner erlaubt die Wärmebehandlung, der dieser Staub im Austauscher 68-70 unterworfen wird, seine problemlose Vermischung mit den in der Anlage behandelten Produkten. So kann z. B. in Tonerdekalzinierungsanlagen das Tonerdehydrat kalziniert oder aber wenigstens in das weniger störende Tonerdemonohydrat umgewandelt werden. Falls erforderlich, kann der Austauscher 68-70 mit einem Brenner zur Vervollständigung der Kalzinierung ausgerüstet werden.
Der Eintritt des Zyklons 68 kann anstatt mit dem Gasaustritt des Zyklons 20 auch mit dem Austritt des Zyklons 22 verbunden werden. Der aus dem Zyklon 68 auslaufende Staub kann auch zum Eintritt des Kühlers 58 geleitet werden.

Claims

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von pulvrigen Mineralien mittels Gas, in dem letztere in Schwebe gebracht werden, das darin beruht, das zu behandelnde Gut mit dem Abgas eines Ofens aufzuwärmen, es dann in diesem Ofen zu behandeln und es anschließend mit einem Luftstrom zu kühlen, der daraufhin als Ofenverbrennungsluft benutzt wird, wobei die Ofenabgase vor der Abgabe an die Umgebung entstaubt werden und der größte Teil des aufgefangenen Staubs am Auslauf des Ofens mit dem behandelten Produkt vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der restliche Staub in einem von dem Warmluftstrom, der zum Kühlen der aus dem Ofen auslaufenden Produkte benutzt wurde, abgezweigten Luftstrom in Schwebe gebracht, dann von diesem abgeweigten Luftstrom getrennt und mit den behandelten und mindestens teilweise abgekühlten Produkten vermischt wird, wobei der abgezwelgte Luftstrom anschließend den Ofenabgasen beigemischt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in besagten abgezweigten Luftstrom ein Brennstoff elngespritzt wird.

3. Anlage zur Wärmebehandlung von pulvrigen Mineralien mlttel Gas, umfassend einen Ofen (10), zwei Zyklongruppen, die einlauf- bzw. auslaufseitig des Ofens angeordnet und untereinander und mit dem Ofen durch Leitungen verbunden sind, und zwar derart, daß die Ofenabgase nacheinander alle Zyklone (12, 14, 16) der ersten Gruppe durchströmen, während ein Luftstrom alle Zyklone (18, 20, 22) der zweiten Gruppe durchströmt, bevor er in den Ofen gelangt, wo er als Verbrennungsluft benutzt wird, und ein Filter zur Abgasentstaubung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Hilfstauscher umfaßt, der aus einem Zyklon (68) und einer Leitung (70) besteht, die den Eintritt besagten Zyklons mit dem Gasaustritt eines der Zyklone der zweiten Gruppe verbindet, wobei der Gasaustritt besagten Zyklons (68) mit einer der an den Gasaustritt eines der Zyklone der ersten Gruppe angeschlossenen Leitungen (28) verbunden ist, und aus Mitteln zur Beschickung des Hilfstauschers mit einem Teil des im Filter (32) aufgefangenen Staubs, und daß der Zyklon (68) des Hilfstauschers einen weitaus geringeren Durchmesser hat als die Zyklone der ersten und der zweiten Gruppe und demzufolge einen weitaus höheren Staubfangwirkungsgrad.

4. Anlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Hilfswärmetauscher (68-70) mit einem Brenner ausgerüstet ist.

5. Anlage gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktaustritt aus dem Zyklon (68) des Hilfstauschers mit dem Auslauf der kalten behandelten Produkte aus der Anlage verbunden ist.

6. Anlage gemäß Anspruch 3 oder 4, ausgerüstet mit einem zusätzlichen Kühler (58), der in Materialflußrichtung gesehen auslaufseitig der zweiten Zyklongruppe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktaustritt des Zyklons (68) des Hilfstauschers mit den Eintritt besagten zusätzlichen Kühlers verbunden ist.