DK142963B - Anlaeg til fremstilling af cement ved toerfremstillingsmetoden - Google Patents

Description

(w \Ra, (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142963 DANMARK (51) ,ηί·α·3ρ 27 D 13/00 // c 04 b 7/44 «(21) Ansøgning nr. 4665/76 (22) Indleveret den 15· Okt. 1976 (24) Løbedag 15· Okt. 1976 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlasggelsesskriftet offentliggjort den 2. m&F. 1 981

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET <3°) Prioritet begæret fra den

28. okt. 1975a 7552852, FR

2. aug. 1976, 7625555, FR

(71) FIYES-CAIL BABCOCK, 7, rue Montali vet, 75585 Paris Cedex 08, FR.

7¾ Opfinder: Gerard Crhestem, 28, rue Bir Hakeim, Lambersart, FR.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Firmaet Chas. Hude.

(64) Anlæg til fremstilling af cement ved tørfremstillingsmetoden.

Opfindelsen angår et anlæg til fremstilling af cement ved tørfremstillingsmetoden og med en rørformet roterovn, en forvarmer, hvori røggassen fra ovnen cirkulerer, og en anden forvarmer, hvori der cirkulerer røggas fra et forbrændingskammer, og således indrettet, at råmaterialet, som opvarmes i de to forvarmere, indføres i forbrændingskammeret og derefter i ovnen.

I sådanne anlæg kan røggassen, som kommer fra forvarmerne, sendes ind i en kedel, hvor en del af den fri varme anvendes til fremstilling af damp. Denne løsning, som gør det muligt at forbedre varmebalancen i anlægget ved bedre genvinding af varmen i røgen, medfører forholdsvis store anlægsudgifter og ekstra vedligeholdelsesudgifter.

2 142963

Man har ligeledes foreslået at anvende den fri varme i røgen, som kommer fra den ene forvarmer til opvarmning af sekundærluft til forbrændingskammeret. Udover at denne løsning nødvendiggør anvendelse af en luftforvarmer med indirekte varmeudveksling, har den kun interesse, hvis man samtidig anvender midler, såsom en varme-kedel, til genvinding af varmen fra køleluften til klinkerne, hvilket også bevirker ekstra investerings- og vedligeholdelsesudgifter.

Formålet med opfindelsen er at reducere varmeforbruget i anlæg af den omhandlede art ved hjælp af en bedre genvinding af røggassernes fri varme,uden at det er nødvendigt at benytte specielle rekupera-tionsapparater.

Anlægget ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at anlægget er indrettet til, at hele mængden af rå-udgangsmaterialet indføres i en af forvarmerne, og at materialet deles i to fraktioner ved afgangen fra et af trinene i denne forvarmer, idet en fraktion føres ind i den anden forvarmer, medens den anden fraktion føres ind i den første forvarmers andre trin.

Ved at benytte den ene forvarmer til behandling af hele råmaterialemængden er praktisk taget hele varmen i røggassen, der forlader denne forvarmer, udnyttet, hvorimod røggassen, som kommer fra den anden forvarmer, der kun tjener til behandling af en i forvejen opvarmet materialefraktion, har en relativt høj temperatur og kan benyttes til forskellige formål, især til tørring af råmaterialet, når man ønsker at udføre tørringen ved høj temperatur og med en forholdsvis lille røgmængde.

Denne løsning - hvor kold røg fra den første forvarmer sendes ud i atmosfæren, og varm røg fra den anden forvarmer bruges til tørring af råmaterialerne - er den mest fordelagtige, idet man råder over gas med høj temperatur til tørring af råmaterialet, hvorfor man til dette formål kan anvende en mindre gasmængde end i de konventionelle anlæg. Den termiske ydelse ved denne proces bliver således bedre, og det er ikke nødvendigt at overdimensionere tørreapparaterne for at opretholde acceptable gashastigheder.

3 142963

Anlægget ifølge opfindelsen kan imidlertid også indrettes til at fungere på andre måder. Specielt kan man benytte hele mængden af røggas fra de to forvarmere til at tørre rå'-udgangsmaterialet/ når tørringen skal udføres ved en lavere temperatur og med en større mængde gas. I dette tilfælde kan med fordel anvendes en udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, hvori røggassen, som kommer fra den første forvarmer, udsuges ved hjælp af en første blæser og op-blandes ved afgangssiden af denne blæser med varmere røggas, som kommer fra den anden forvarmer, hvorhos hele røggasmængden efter blandingen indsuges af en anden blæser. Dette arrangement gør det muligt at lade de to blæsere arbejde med et ringe tryktab og ved lav temperatur. Dette arrangement er ligeledes af betydning, når man ikke har brug for at tørre råmaterialet, og det er nødvendigt at lade røggassen passere gennem et konditioneringstårn, før den sendes ind i et elektrofilter.

Til at dele materialestrømmen ved afgangen fra et af trinene i den første forvarmer kunne der i ledningen, hvor materialet cirkulerer, være anbragt et skilleorgan, der deler materialestrømmen i to grene, der ledes hen til hver sin ledning. Herved ville der dog ikke kunne opnås en nøjagtig og regelmæssig opdeling af materialet mellem de to forvarmere, idet der er risiko for tilstopninger af ledningerne ud for skilleorganet,

En anden løsning kunne bestå i at bringe materialet i suspension i en strømmende luftart og dele denne i to strømme. Herved afhænger delingen af materialemængden af tværsnitsareelerne af ledningerne og er fastlagt ved konstruktionen. Det er således ikke muligt efter ønske at ændre fordelingen af materialemængden til de to forvarmere.

Disse ulemper er afhjulpet ved en udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, som er ejendommeligt ved, at det eller de trin i den første forvarmer, som, regnet i materialets strømningsretning, befinder sig før det sted, hvor materialet deles i to fraktioner, er opdelt således, at der er dannet to uafhængige kredsløb, såvel for røggassen som for materialet, og hvert kredsløb fødes uafhængigt med råmateriale, hvorhos et mængdereguleringsapparat er anbragt på fødeledningerne til regulering af fordelingen af materialet mellem de to kredsløb, og materialet, som har fulgt det ene af kredsløbene, indføres i det følgende trin af den første forvarmer, medens materialet, 142963 4 som har fulgt det andet kredsløb, indføres i den anden forvarmer. Herved sikres en nøjagtig og efter ønske variabel fordeling af råmaterialemængderne mellem de to forvarmere. Et reguleringsorgan til regulering af mængden af materiale, der fødes til kredsløbene, gør det muligt at regulere fordelingen af materialet mellem de to kredsløb.. Elementerne (cykloner, ledninger) i de to kredsløb er dimensionerede i afhængighed af de materialemængder, som skal cirkulere deri for opnåelse af optimal varmeudveksling. Til dette formål kan trinene i det ene eller to af kredsløbene indbefatte flere cykloner anbragt parallelt.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1-5 som eksempler skematisk viser forskellige udførelsesformer for anlægget ifølge opfindelsen.

Det i fig. 1 viste anlæg har to cyklonforvarmere, et forbrændings-kammer 10, en rørformet rotereovn 12 og en klinkerkøler 14.

Den første forvarmer har fire trin eller etager, hvoraf de to første.trin er opdelt og hver består af to cykloner 1-1* og 2-2'.

De to andre trin har hver en enkelt cyklon 5 henholdsvis 4. Cyklonen 4. er gennem en rørledning 16 forbundet med afgangsåbningen fra forbrændingskammeret og alle cykloner er forbundet indbyrdes gennem ledninger 18, 20, 22 og 22’, således at røggassen fra forbrændingskammeret successivt passerer gennem cyklonerne 4 og 3 og derefter deler sig i to strømme, som strømmer dels gennem cyklonerne 2 og 1, dels gennem cyklonerne 2' og 1*. Afgangen fra cyklonerne 1 og 1’ er forbundet med sugesiden af en blæser 24, hvis trykside er tilsluttet en pneumatisk fødeledning 26. Den øverste ende af denne ledning er forbundet med to cykloner 28, 28', som hver føder råmateriale til en af forvarmerens grene.

Forbrændingskammeret fødes med sekundærluft fra klinkerkøleren, som det er forbundet med gennem ledningen 30. Det er forsynet med strålespidser til indsprøjtning af brændstof.

Den anden forvarmer har to cykloner 32 og 36, som er forbundet i serie. Tilgangen til cyklonen 32 er gennem en ledning 34 forbundet med ovnens 12 endebund. Afgangen fra cyklonen 36 er gennem et rør 38 forbundet med en tørrer 40 til tørring af råmaterialerne.

5 142963

Sugeblæsere 42 og 44 cirkulerer luften og røggassen i anlægget. Et elektrofilter 46 tjener til støvrensning af røggassen, før den sendes ud i atmosfæren ved hjælp af en blæser 48.

En brænder er anbragt ved den ende af ovnen 12, som er nærmest køleren 14 og en del af luften, der har været anvendt til køling af klinkerne benyttes i ovnen som sekundærluft, men den anden del føres til forbrændingskammeret 10.

Udgangsmaterialet eller råmaterialet indføres ved F i ledningen 26 og transporteres pneumatisk til cyklonerne 28, 28’ af røggassen, som kommer fra den første forvarmer, I disse cyklonerne adskilles materialet fra røgen og indføres i ledningerne 22 og 22* til forvarmeren, hvor de af røgen fra forbrændingskammeret medtages til cyklonerne 1 og 1’. Materialet, som er udskilt af røgen i disse cykloner, indføres i ledningen 20, hvor den atter dispergeres i røgen fra forbrændingskammeret, som derpå deler sig i to strømme, der ledes til henholdsvis cyklonen 2 og cyklonen 2'.

Det i cyklonen 2 udskilte materiale indføres i ledningen, som forbinder cyklonerne 32 og 36, hvor det bringes i kontakt med den i denne ledning strømmende røg fra ovnen og derefter passerer ind i cyklonen 36, ledningen 34 og cyklonen 32,før det indføres i forbrændingskammeret 10.

Efter passagen gennem cyklonerne 32 og 36 anvendes røgen til tørring af råmaterialet i tørreren 40.

Ved dette arrangement råder man over gas med høj temperatur til tørring af råmaterialet, og man kan følgelig til dette formål anvende en mindre gasmængde end i de konventionelle anlæg. Den termiske ydelse ved denne proces er således bedre, og det er ikke nødvendigt at overdimensionere tørreapparaterne for at opretholde acceptable gashastigheder.

I det foran beskrevne anlæg kan røgen, som kommer fra cyklonen 36, f.eks. træde ind i tørreren med en temperatur på ca. 640°C og forlade den ved en temperatur på 120°C og røgen fra forbrændingskammeret har en temperatur på ca. 190°C ved afgangen fra cyklonerne 28, 28».

142963 6 I det tilfælde, hvor man anvender en køler af skakttypen og arbejdende i modstrøm, således som det er tilfældet i det viste anlæg, hvor hele mængden af køleluft udnyttes som sekundærluft i ovnen og forbrændingskammeret, er varmeforbruget i anlægget 10 til 12% mindre end i et konventionelt anlæg.

I anlægget i fig. 2 opvarmes forvarmeren,som består af cyklonerne 1-1*, 2-2’, 3 og 4, af røgen fra ovnen 12,medens cyklonerne 32 og 36, der danner den anden forvarmer gennemstrømmes af røgen fra forbrændingskammeret 10. Ligesom i anlægget i fig. 1 indføres hele mængden af materialet ved F i ledningen 26 og transporteres pneumatisk til den øverste etage eller trin i den første forvarmer. Ved afgangen fra denne forvarmers andet trin deles materialet i to fraktioner, hvoraf den ene opvarmes i de to sidste trin eller etager i den første forvarmer før den indføres i forbrændingskammeret 10, medens den anden fraktion opvarmes i det første trin af den anden forvarmer (cyklonen 36), før den indføres i forbrændingskammeret. Ved afgangen fra dette kammer passerer hele mængden af materialet gennem cyklonen 32 og indføres derefter i ovnen 12. Røgen, som kommer fra cyklonen 36, benyttes i tørreren 40 til tørring af rå-udgangsmaterialet.

Det vil ses, at man i de beskrevne anlæg, ville kunne anvende en roterbar køler eller en rist i stedet for en køleskakt.

Når tørreren 40 ikke fødes med materiale, specielt under vedligeholdelse eller tilsyn af knuseren, kan man anvende den som kølekammer ved at forsyne den med vandforstøvningsdyser, som så tjener til at nedsætte temperaturen i røgen, som kommer fra cyklonen 36.

I det i fig. 3 viste anlæg har den første forvarmer fire etager eller trin, af hvilke den første er opdelt og består af to cykloner 1 og 1'. De tre andre trin har hver en enkelt cyklon henholdsvis 2, 3 og 4. Cyklonen 4 er gennem en ledning 16 forbundet med forbrændingskammeret 10. Dette fødes med sekundærluft gennem en ledning 30 og er forsynet med strålerør til indsprøjtning af brændstof.

Cyklonerne er forbundet indbyrdes ved hjælp af ledninger 18, 20 og 22, således at røgen fra forbrændingskammeret successivt passerer gennem cyklonerne 4, 3 og 2 og derpå deler sig i to strømme, 7 142963 der forløber parallelt gennem cyklonerne 1 og l1. Afgangen fra cyklonerne 1 og 1' er forbundet med sugesiden af en blæser 24.

En anden forvarmer har tre etager eller trin, hvoraf den første er opdelt i to cykloner 50 og 50’ og de andre hver består af en enkelt cyklon 52 henholdsvis 54. Tilgangen til cyklonen 54 er gennem en ledning 34 forbundet med ovnens 12 endebund. Afgangen fra cyklonerne 50 og 50’ er forbundet med sugesiden af en blæser 56 gennem et rør 58, hvori afgangsledningen for blæseren 24 udmunder.

Rå-udgangsmaterialet indføres ved F i ledningen 22 og medtages til cyklonerne 1 og 1' af den deri strømmende røg. En fraktion, sædvanligvis halvdelen, af hele materialemængden medtages til cyklonen 1, hvor den udskilles af røgen og indføres i ledningen 20.

Den anden fraktion medtages til cyklonen 1' og indføres derefter i ledningen 55- Den første fraktion passerer derefter gennem cyklonerne 2 og 3 før den indføres i ledningen 30 for sekundærluft, medens den anden fraktion passerer gennem cyklonerne 50 og 50’, 52 og 54, før den indføres i ledningen 30. Hele mængden af materialet, som er ført til kammeret 10 af den gennem ledningen 30 strømmende luft passerer derefter gennem cyklonen 4 og indføres i ovnen 12.

Hele røggasmængden, som udsuges af blæseren 56, sendes dels til en knuser-tørrer med lav temperatur dels til et konditioneringstårn.

En tragt 31, som er anbragt i ledningen 30,er forbundet med ovnens røghætte 35 gennem et rør 33. Den anvendes dels til genvinding af materialekorn, som er for store til at kunne medrives af luften, som strømmer i ledningen 30, dels til ved start af anlægget at føde ovnen med materiale over cyklonen 54, idet råmaterialet så indføres ved F' og kun blæseren 56 arbejder.

Eksempelvis kan dette anlæg arbejde under følgende forhold: Røggastemperaturen ved afgangen fra cyklonerne 1 og l1: 300°C. Undertryk ved afgangen fra cyklonerne 1 og 1f: 700 mm VS Røggastemperatur ved afgangen fra cyklonerne 50 og 50*: 450°C. Undertryk ved afgangen fra cyklonerne 50 og 50’: 400 mm VS.

142963 8

Blæseren 24 modtager røggas med en temperatur af 300°C og formindsker undertrykket med 300 mm, medens blæseren 56 modtager røggas med en temperatur på ca. 350°C, og arbejder under et vakuum på 400 mm VS.

Anlægget 1 fig. 4 afviger fra det i fig. 3 viste alene ved den måde, hvorpå forvarmerne fødes. Ligesom i énlægget i fig. 3 deler den ledning, som er tilsluttet afgangen fra cyklonen 2 sig i to grene, som fører til henholdsvis cyklonen 1 og cyklonen 1’, medens materialet indføres ved F og F' i grenledningerne 22 og 22’, medens materialet i anlægget i fig. 3 blev indført før forgreningsstedet.

Mængden af materiale, der indføres ved F og F' reguleres ved hjælp af doseringsapparater 60 og 60', således at der fås optimal funktion af anlægget, f.eks. til opnåelse af optimal tørring af råmaterialet eller maksimal genvinding af energi.

I de tilfælde, hvor gennemsnitsmængderne, som indføres ved F'og F* afviger væsentligt fra hinanden, må cyklonerne 1 og 1’ og ledningerne 22 og 22' dimensioneres således, at røggasmængderne, som strømmer gennem dem er tilpasset til materialemængderne for at opnå optimal varmeudveksling. Man kan også anbringe mere end to cykloner parallelt, f.eks. tre cykloner, hvis forholdet mellem de ved F og F1 indførte mængder er omtrent 1:2, idet den grenledning, hvor den største mængde indføres, så har to cykloner og den anden grenledning kun én enkelt cyklon.

Anlægget i fig. 5 afviger fra det i fig. 4 viste ved at forvarmeren som modtager råmaterialet opvarmes af røggassen fra ovnen 12, medens den anden forvarmer opvarmes af røggassen fra forbrændingskammeret, samt ved at der er tilføjet en ekstra etage eller et ekstra trin til den første forvarmer. Dette ekstra trin har to cykloner 62 og 62’, som gennem ledninger 64 og 64’ er forbundet med cyklonerne 1 henholdsvis 1*.

Råmaterialet, som indføres ved F i ledningen 64, strømmer ind i cyklonerne 62 og 1 før det indføres i det følgende trin i den første forvarmer.

Claims (3)

9 142963 Råmaterialet, som indføres ved F' i ledningen 64', strømmer ind i cyklonerne 62' og 1’ før det indføres i den anden forvarmer. Som i anlægget i fig. 4 reguleres materialemængderne, som indføres ved F og F', ved hjælp af doseringsapparater 60 og 60’ og cyklonerne 1, 1', 62, 62’ samt ledningerne 22, 22*, 64, 64' dimensioneres afhængigt af mængderne, som skal strømme gennem dem.

1. Anlæg til fremstilling af cement ved tørfremstillingsmetoden og med en rørformet roterovn, en forvarmer, hvori røggassen fra ovnen cirkulerer, og en anden forvarmer, hvori der cirkulerer røggas fra et forbrændingskammer, og således indrettet, at råmaterialet, som opvarmes i de to forvarmere, indføres i forbrændingskammeret og derefter i ovnen, kendetegnet ved, at anlægget er indrettet til, at hele mængden af råudgangsmaterialet indføres i en af forvarmerne (1-1', 2,3,4 eller 1-1', 2-2',3,4 eller 62-62',1-1',2,3,4), og at materialet deles i to fraktioner ved afgangen fra et af trinene (1-1' eller 2-2') i denne forvarmer, idet en fraktion føres ind i den anden forvarmer (32, 36 eller 50, 52, 54 eller 50-50', 52,54), medens den anden fraktion føres ind i den første forvarmers andre trin (2, 3, 4 eller 3,4).

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at røggassen, som kommer fra den anden forvarmer (32,36), føres ind i et tørreapparat (40) til tørring af råmaterialet.

3. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at røggassen, som kommer fra den første forvarmer (1-1',2,3,4), udsuges ved hjælp af en første blæser (24) og opblandes ved afgangssiden af denne blæser med varmere røggas, som kommer fra den anden forvarmer (50-50',52,54), hvorhos hele røggasmængden efter blandingen indsuges af en anden blæser (56).