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  • 优先权
    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischenBehandlung von Zement-Rohmehl zur Erzeugung von Zement-Klinker bei vollständiger Entsäuerung imCalcinator und der Absenkung des spezifischen Wärmeaufwandes für den Klinkerbrand.DieAufgabe der Erfindung besteht darin, ein Brennverfahren und eineVorrichtung zu dessen Durchführungmit einer strömungstechnischenDurchsatzunabhängigkeitzu schaffen, um einen mindestens gleichbleibenden bzw. ständig optimalenspezifischen Wärmebedarffür dasKlinkerbrennen, auch bei erheblicher Minderung des Brenngutdurchsatzes,zu schaffen. Weiterhin soll die Entmischung der Rohmehlkomponentenverhindert und eine Minimierung der Materialanbackungen und Ansatzbildungenim Wärmetauscherund Drehrohrofen, auch bei Temperaturen über 1040°C im Calcinator und Rohmehlenmit hohem Alkalianteil, erreicht werden.Gemäß Anspruch 1 erfolgt die Aufgabeder aus Rohmehl geformten Presslinge bevorzugt auf einen Wanderrostim Dehydrator, die Presslinge werden hier bei Temperaturen um mindestensca. 650°Cbis max. 750°Crestlos entwässertund dann in den Calcinator geführt.Im Calcinator wird bei Temperaturen von 1100°C und mehr das Gut total entsäuert. Imerfindungsgemäßen Kleinstdrehrohrofenoder einer sonstigen Sintereinrichtung erfolgt dann die Restklinkerbildung.
    公开号:DE102004023686A1
    申请号:DE200410023686
    申请日:2004-05-13
    公开日:2005-12-22
    发明作者:Helmut Dorst
    申请人:Dorst, Helmut, Dipl.-Ing.；
    IPC主号:C04B7-38
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischenBehandlung von Zement-Rohmehl zur Erzeugung von Zement-Klinker beivollständigerEntsäuerungim Calcinator und der Absenkung des spezifischen Wärmeaufwandesfür denKlinkerbrand.
    [0002] UnterAnwendung der verschiedenen Vorcalcinier-Verfahren, damit verbundener,relativ kürzerer Drehrohröfen, demEinsatz von 5–6stufigen Zyklonvorwärmernsowie modernsten Klinkerkühlernwerden heute mit derartigen Anlagen je nach Art und Aufbereitungdes Brenngutes und des Brennstoffes spezifische Brennstoffbedarfevon ca. 2930–3140 kJ/kgKlinker erreicht.
    [0003] Wieaus der ZKG-10/89, S.510–514bekannt ist, wurden mit einem 2-Stufen-Calcinator in Versuchen Vorcalcinierratenvon ca. 98 % bei Temperaturen unterhalb 850°C erreicht. Der hohe Calcinierungsgradwurde erreicht ohne Erhöhungder Temperatur des Ofen-Aufgabegutes, aber bei Verlängerung derVerweilzeit um das Doppelte im Durchgang durch die beiden Calcinationsstufen.
    [0004] Diebesten heute betriebenen Zyklon-Wärmetauscher-Anlagen erzeugenden Zementklinker mit einem spezifischen Wärmeaufwand von ca. 3000 kJ/kgKlinker bei erschöpftemMinderungspotential des spezifischen Wärmeaufwandes. Diese allgemeineAuffassung wird vom BDZ/VDZ und auch von den führenden Anlagenbauern vertreten.Andere Brennanlagen-Systemefür Zementklinkerliegen eher höherals der vorgenannte Wert von ca. 3000 kJ/kg Klinker.
    [0005] DerNachteil des Standards „Zyklon-Wärmetauscher" ist, das er seineoptimale Leistung nur in der fürdie Auslegung der Gasgeschwindigkeit festgelegten Dimensionierungder Zyklone erreichen kann. Beim Unterschreiten der optimalen Gasgeschwindigkeitnimmt der Abscheidegrad der Zyklone und damit die Durchsatzleistungab und der spezifische Wärmebedarfsteigt an. Nachteilig ist beim Zyklon-Wärmetauscherauch, dass durch die diversen, verzweigten Gutströme ein vorheraufwendig homogenisiertes Rohmehl im Wärmetauscher enthomogenisiertwird. Dieser Vorgang ist auch bekannt aus der ZKG- 1992/Nr. 5 S.225 unter 2.1.3., worin es u.a. heißt, dass der thermische Wirkungsgraddes bekannten Zyklonvorwärmersvermindert wird durch innere Staubkreisläufe und Mehldurchschuss. Wichtig istfestzuhalten, dass das Brennverfahren mit dem Zyklon-Wärmetauscherein Vorcalcinier-Verfahren mit über300°C heißen Abgasenbleibt, in welchem bei Temperaturen unter ca. 1040°C keine totaleEntsäuerungmöglichist.
    [0006] DerWärmeverbund „Abgasverwertung/Rohmaterial-Trocknung" ist nur optimalbei voller Ausnutzung des Wärmeangebotesund nur in diesem Fall ist der Abgasverlust von der im Brennsystemaufgewandten Wärmeenergieabzuziehen. Nachteilig und problematisch sind weiter Anbackungenund die Ansatzbildung im Temperatur-Bereich ab etwa 850°C auch für normaleRohmehle bis in den Bereich vor der Schmelzphasen-Bildung bei allenbekannten Vorwärmer-Konstruktionen. Besonderskritisch ist das Problem der Ansatzbildung im Temperatur-Bereich ca.700–900° C bei Na-K- und Cl-haltigenVerbindungen.
    [0007] Durchdas Patent DE 4315212 istein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker bekannt, bei welchemdas Rohmehl im Calcinator durch höhere Temperaturen vollständig calciniertund im Drehrohrofen nur noch gesintert wird.
    [0008] Weiterhinist es bei der Klinkerherstellung bekannt, aus den Einsatzstoffenoder teilweise verarbeiteten Stoffen Presslinge (Pellets usw.) herzustellenund diese in das Verfahren einzubringen. Gemäß der DE OS 25 54 989 erfolgtdieses nach der Vorwärmung,vor der Sinterung. Mit dieser Lösungsoll eine Sinterung im Wirbelbett ermöglicht werden. Gemäß der DE PS 44 33 049 werdendie nassen Rohstoffe zu Filterkuchen gepresst und anschließend inStücke kleiner10 mm zerkleinert. Diese werden nun teilweise calciniert und dannin den Drehrohrofen eingebracht. Der Einsatz von stückigem Gutergibt sich aus der erforderlichen Zerkleinerung des Filterkuchens für die Verarbeitung.Die Granulierung von Zementrohmehl zur Herstellung von Zementklinkererfolgte aus Gründenspezieller Verfahrensführungen,wobei der Aspekt der Hydration und Ansatzbildung bisher nicht beachtetwurde.
    [0009] DieAufgabe der Erfindung besteht darin, ein Brennverfahren und eineVorrichtung zu dessen Durchführungmit einer strömungstechnischen Durchsatzunabhängigkeitschaffen, um einen mindestens gleichbleibenden, bzw. ständig optimalen spezifischenWärmebedarffür dasKlinkerbrennen, auch bei erheblicher Minderung des Brenngutdurchsatzeszu schaffen. Weiterhin soll die Entmischung der Rohmehlkomponentenverhindert und eine Minimierung der Materialanbackungen und Ansatzbildungenim Wärmetauscherund Drehrohrofen, auch bei Temperaturen über 1040 °C im Calcinator und Rohmehlenmit hohem Alkalianteil erreicht werden.
    [0010] DieAufgabe wird erfindungsgemäß durch dieMerkmale des Anspruches 1 gelöst.
    [0011] DieVorteile des neuen Wärmetauscher-Systemsgegenüberdem seit über50 Jahren bestehenden und weltweit führenden Zyklon-Wärmetauscher sindu.a. die merkbare Wärmeenergieersparnisdiesen gegenüberund die mit der Energie-Ersparnisim gleichen Prozent-Verhältniserfolgende Absenkung der CO2- und NOX-Emissionen. Ein wichtigerVorgang fürden Umweltschutz.
    [0012] Mitder unverzweigten Gutführungbis in die Sinterzone wird ein in allen einzelnen Wärmetausch-Phasenthermisch und chemisch homogener Gutzustand erreicht und bleibtder Vorteil der Aufteilung der Prozesse in kleine Schritte gewahrt.
    [0013] DieZeit fürden Wärmetauschvom Guteintritt in den Vorwärmerbis zum Gutaustritt in den Drehrohrofen liegt gegenüber demZyklon-Wärmetauscher über tausendfachhöher.Hierdurch sind eine kompaktere Konstruktion und Bauweise des neuen Systemsmit wesentlich geringerem umbauten Volumen und damit auch niedrigenBaukosten möglich undverringern sich auch die Abstrahlungsverluste. Die merkliche Wärmeenergieersparniswird erreicht durch eine Absenkung der Abgastemperatur, die erheblicheErhöhungder Wärmeaustauschzeitim Vorwärmerund im Calcinator sowie durch Minderung der Kühlerverluste durch den Rohrkühler. Nebender Wärmeenergieersparniswird auch der spezifische elektrische Energiebedarf gesenkt. Diewesentlichen Vorteilsmerkmale zusammengefasst sind: – dieströmungstechnischeDurchsatzunabhängigkeit, – dieVermeidung von Entmischungen der Rohmehlkomponenten und internenStaubkreisläufe, – diegrößere Flexibilität in derAnlagenführungim Hinblick auf die Abnehmererfordernisse aber auch auf das Eigeninteressedes Betreibers, – dieräumlicheAnordnung der verschiedenen Anlagenteile vom Vorwärmer biszum Kühler,hierdurch erfolgt die Gutführungausschließlichdurch Schwerkraft sowie durch mechanische Wirkprinzipien, – einAnlagenkonzept mit erhöhterFlexibilitätin der Betriebsführungzu schaffen, um auf die künftigqualitativ und quantitativ breiter gefächerten Anwenderanforderungenbesser und kostengünstigerreagieren zu können, – diemerkliche Ersparnis an Mahlenergie durch eine optimal grobe Mahlfeinheitdes Rohmehls, – derEntfall eines Kühler-Abluftfilters, – derEntfall einer großenKlinker-Bevorratung mit den umfangreichen Transportmitteln zur Ein-und wieder Auslagerung des Klinkers, (dafür der direkte Weg des Klinkersvom Kühlerin den Mühlen-Aufgabebunker),mit Wegfall der durch die Klinkerbevorratung vorweg entstehendenBrennstoffkosten, – derEntfall der umfangreichen Entstaubungseinrichtungen für Klinker-Transportund -Lagerung.
    [0014] Gemäß Anspruch1 erfolgt die Aufgabe der aus Rohmehl geformten Presslinge bevorzugtauf einen Wanderrost im Dehydrator, die Presslinge werden hier beiTemperaturen um mindestens ca. 650°C bis max. 750°C restlosentwässertund dann in den Calcinator geführt.Im Calcinator wird bei Temperaturen von 1100°C und mehr das Gut total entsäuert. Im erfindungsgemäßen Kleinstdrehrohrofen(gegenüber demherkömmlichenZyklon-Vorwärmer-Verfahren einerheblich kleineres Ofenvolumen!), oder einer sonstigen Sintereinrichtungerfolgt dann die Restklinkerbildung.
    [0015] EntsprechendAnspruch 2 wird das fürden Aufschluss optimal grob gemahlene, gut homogenisierte Rohmehlvor der Aufgabe in den Dehydrator-Wärmetauscher (2) durcheine besondere Behandlung mittels Wasser und/oder eines Bindemittels wie Koksstaubund/oder Ölezu Pellets verarbeitet, wobei die erforderliche Wasserzugabe exakt über einegewichtsabhängige,automatische Dosierung Wasser/Rohmehl erfolgt. Dadurch ist keineArbeitskraft/Operator am Granulierer erforderlich. Die Presslingesind bevorzugt Granalien mit kugeliger Form in einer mittleren Größe von 10mm.
    [0016] ImAnspruch 6 wird eine besondere Vorrichtungsausführung zur Wärmerückgewinnung beansprucht. Mitder Anordnung der in Reihe liegenden Bauteile (1)wird überdie feststehenden Sammelkanäleum die Bauteile 3 und 1, sowie den auf den Mänteln 3 und 1 aufgebrachtenKühlrippenangesaugte Frischluft durch das schneckenartige Leitsystem bis zumLuftaustritt zwangsgeführtund dabei für einenWärmerückgewinnaufgeheizt.
    [0017] DieErfindung ist in den anliegenden 6 Zeichnungen schematisch dargestelltund nachstehend näherbeschrieben. Gegenüberder allgemein bekannten Gepflogenheit wird nachfolgend der Drehrohrofen 1,weil ihm bei diesem Verfahren nur ein um 10 % liegender Anteil desGesamtwärmebedarfs über dieBrennstoff-Eingabe QI 5 zugeführt wird, auch als Sekundärofen bezeichnet.Der Calcinator 3 mit um 90 % Brennstoffanteil über dieBrennstoff-Eingabe QII 6 wird dementsprechend als Primärofen 3 bezeichnet.
    [0018] Diein 1 veranschaulichte Anlage zur Herstellung vonZementklinker enthälteinen Drehrohrofen 1 und ist mit einem Dehydrator 2 undeinem Calcinator 3 als Wärmetauscher versehen. Der Dehydrator 2 istin diesem Fall als Wanderrost zur schonenden Behandlung der Presslingebis zu deren Härtungausgebildet. Die Brennstoffeingaben erfolgen mit 5 in denDrehrohrofen 1 und 6 in den Calcinator 3.Das aus dem Calcinator 3, einem rotierenden, geneigtenWärmetauscher,kommende Gut wird in den Drehrohrofen 1, das Ofenabgasdirekt in Dehydrator 2 geführt.
    [0019] Die 2 zeigteine gegenläufigeAnordnung der Anlagenteile 1 und 4.
    [0020] Die 3 zeigteinen Rotationskühler 4 nach 13 aus dem Patent DE 43 00 011 C2 mit integrierterBrecheinrichtung.
    [0021] Die 4 zeigtdie füreine Wärmerückgewinnungder Mantelabstrahlungsverluste notwendigen Bauteile, wie die aufden Mäntelnlösbaraufgesetzten, schneckenförmigenBleche (die auch Einzelflügelsein können)und die feststehende, nicht mitrotierende Ummantelung der Heißluft-Sammelkanäle 3' und 1'.
    [0022] Die 5 zeigtden Querschnitt. Die Sammelkanäleliegen im Bereich der jeweiligen Rollenstationen für den freienZugang der Stationen nach unten frei, hierzu rechtes Bild 5 (Luftdurchgang inschraffierter Fläche).Vom Mühlen- oder Trocknerventilatorwird überden offenen Sammelkanal 3', hierzulinkes Bild 5 (schraffierte Fläche), Frischluftangesaugt und überden Sammelkanal 1' aus demWärmerückgewinn-Systemder Rohmehltrocknung oder einer anderen Wärmeverwertung zugeführt.
    1 Drehrohrofen= Sekundärofen 1' Sammelkanalzu 1 2 Dehydrator 3 Calcinator= Primärofen 3' Sammelkanalzu 3 4 Rohrkühler 5 Brennstoff-EingabeQI 6 Brennstoff-EingabeQII
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Verfahren zur Erzeugung von Zementklinker, wobeider Calcinator zusätzlichbeheizt, das Abgas des Drehrohrofens in den Dehydrator geführt undder erbrannte Zement-Klinker aus dem Drehrohrofen über einenKühlerausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dassdas Rohmehl zu Presslingen (Granalien, Briketts bzw. Formlinge)mit einer Größe von 5bis ca. 20 mm geformt wird, die Presslinge anschließend ineinen Dehydrator (2) zur Dehydration bei mindestens 600°C bis max. 700°C unter mechanischerFortbewegung behandelt werden, die Presslinge nachfolgend ineinen drehrohrofenförmigenCalcinator (3) bis zur vollständigen Calcinierung erhitztund von diesem in den Drehrohrofen (1) zur Zement-Klinkerunggeführtwerden.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das fürden Aufschluss optimal grob gemahlene, gut homogenisierte Rohmehlvor der Aufgabe in den Dehydrator(2) durch eine besondere Behandlungmittels Wasser und/oder eines Bindemittels wie Koksstaub und/oder Öle zu Pelletsverarbeitet wird, wobei die erforderliche Wasserzugabe exakt über einegewichtsabhängige,automatische Dosierung Wasser/Rohmehl erfolgt.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Sinterung in dem Drehrohrofen(1) bei einer über 1040°C liegenderEingangstemperatur bis zur Sintertemperatur erfolgt, wobei durch dieexotherme Reaktion bis 420 kJ/kg Klinker frei werden und nur derin dem Drehrohrofen (1) anfallende Wandwärmeverlust über dieBrennstoffeingabe (5) abgedeckt und eingebracht wird.
    [4] Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dehydrator(2)ein umhauster Wanderrost und der Calcinator (3) ein Drehrohrofenmit geneigter Drehachse ist.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass zur Verhinderung der Ansatzbildung im Calcinator (3)die Innenwand mit Ansatz minderndem Material wie keramischer Werkstoffoder hochhitzebeständigenSonderstahl ausgekleidet ist oder besteht.
    [6] Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass auf den Mäntelndes rotierenden Calcinators (3) sowie des Drehrohrofens(1) in schneckenförmigerLinie Kühlrippenaufgebracht sind und um diese in feststehenden Sammelkanälen (1', 3') über denEintritt am Calcinator (3) Kühlluft angesaugt, in den Calcinator-und überden Sekundärofen-Sammelkanalgeführtund von hier als aufgeheizte Luft einer Nutzung des Wärmerückgewinnszugeleitet wird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2007-09-27| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2009-06-25| AG| Has addition no.|Ref document number: 102004055133 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
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    2012-03-22| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20111201 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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