DD150598A1 - Verfahren und anlage zur aufbereitung von brenngut - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Brenngut, insbesondere von Zementklinker mit dem Ziel, das heisze Brenngut unter Ausnutzung seiner geringen Festigkeit und Abrasivitaet mit bedeutend verringertem Energieaufwand zu zerkleinern und mit hohem Kuehlgradienten abzukuehlen. Es steht die Aufgabe, ein Verfahren zum Vorzerkleinern und Feinmahlen von heiszem Brenngut bei gleichzeitiger Kuehlung zu gestalten und eine Anlage zur Durchfuehrung des Verfahrens zu schaffen. Das erfindungsgemaesze Verfahren wird dadurch gekennzeichnet, dasz der im gluehenden Zustand aus dem Sinteraggregat austretende Klinkerstrom in zwei Teilstroeme unterschiedlicher Koernung aufgeteilt wird. Der die groebere Koernung enthaltene Klinkerstrom wird bei gleichzeitiger Kuehlung vorzerkleinert und anschlieszend mit dem Klinkerstrom feiner Koernung gemeinsam bei gleichzeitiger weiterer Kuehlung fein gemahlen.

Description

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Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Brenngut

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Brenngut, insbesondere von Zementklinker, der unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Sinteraggregat bei gleichzeitiger Kühlung für die nachfolgende Peinmahlung vorzerkleinert wird sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Intensivierung des Kühl- und Zerkleinerungsprozesses von hochfesten und hochabrasiven Mineralien, wie es unter anderem auch Zementklinker ist, sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt« Um den Zementklinker bereits im Zustand seiner geringsten Festigkeit und Abrasivität zu zerkleinern, wurde bereits ein Verfahren im DD-WP 137 578'beschrieben, nachdem der Zementklinker unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Drehrohrofen im noch glühenden Zustand zerkleinert wird· Die Restwärme wird ihm in nachfolgenden ein» oder mehrstufigen Nachkühlern entzogen· Die Feinzerkleinerung bzw« Mahlung des vorzerkleinerten Zementklinkers erfolgt in separaten Mahlanlagen·

Diese Mahlanlagen können beispielsweise mit einer hocheffektiven Strahl» oder Gegenstrahlmahlanlage ausgerüstet sein«

In der DE-OS 25 28 471 ist eine derartige Mahlanlage beschrieben· Bei dieser Mahlanlage sind die Gegenstrahlmühle, Staubabscheider und Sichter auf engstem Raum so angeordnet und miteinander verbunden, daß der Energieträger eine geringe Einwirkdauer auf das Behandlungsgut hat« Das heißt, nach dem Verlassen der Reaktionskammer werden Energieträger und BehandluQgsgut sofort voneinander getrennt» Das Behandlungsgut wird in Siehtern in Pertiggut und Grieße getrennt» Die Grieße gelangen im Kreislauf wieder zur Gegenstrahlmühle«

Die Nachteile dieser Lösungen bestehen darin, daß jede Lösung nur einen Teilschritt im gesamten Zementklinkeraufbe-» reitungsprozeß repräsentiert« Während die Lösung nach DD-WP 137 578 die Kühlung und Vorzerkleinerung beinhaltet, hat die DE-OS 25 23 471 eine Anlage nur zur Peinmahlung sum Gegenstand· Um in dieser Anlage Zementklinker fein vermählen zu können, muß dieser vorher gekühlt und vorzerkleinert werden« Hinzu kommt, daß für das Betreiben der Gegenstrahlmühle zusätzlich ein Hochtemperatur-Energieträger erzeugt werden muß·

Durch die verfahrenstechnische Trennung -von Kühlung, Vorzerkleinerung und Peinmahlung sind zusätzlich Zwischenlager, Transporteinrichtungen und Dosiergeräte notwendig, deren Einsatz mit hohem finanziellen, materiellen und bautechnischem Aufwand verbunden ist·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, heißes Brenngut unter Ausnutzung seiner gelingen Festigkeit und Abrasivität mit bedeutend verringertem Energieaufwand zu zerkleinern und mit hohem Kühl» gradienten abzukühlen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Vorzerkleinerung und Feinmahlung von Zementklinker bei gleichzeitiger Kühlung zu gestalten und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der im glühenden Zustand aus dem Sinteraggregat austretende Klinkerstrom in sv/ei Teilströme, einen Teilstrom grober Körnung und einem Teilstrom feinerer Körnung bis maximal 50 mm, aufgeteilt wird* Der die gröbere Körnung enthaltene Klinkerstrom wird bei gleichzeitiger Vorkühlung vorzerkleinert und anschließend mit dem Klinkerstrom feinerer Körnung gemeinsam bei gleichzeitiger weiterer Kühlung fein gemahlen· Um zu vermeiden, daß dem Feiitmahlprozeß ein Uberkorn zugeführt wird, wird aus dem vorzerkleinerten und vorgekühlten. Klinkerstrom ungenügend zerkleinertes Material ausgeschieden und nochmals dem Vorzerkleinerungsprozeß zugeführt.

Dieser Vorzerkleinerungsprozeß, der bei gleichzeitiger Kühlung des Klinkers erfolgt, kann auch während des Trennvorganges durchgeführt werden· Hierbei erfolgt die Vorzerkleinerung und Kühlung in der Trennvorrichtung durch einen Hochdruckwasserstrahl·

Die dem Sinteraggregat unmittelbar nachgeordnete Aufbereitungsanlage für das heiße Brenngut besteht aus einer Trennvorrichtung, der materialseitig ein Vorzerkleinerer mit Kühlung, beispielsweise ein Prallkühler, und eine Feinmühle mit Materialkühlung, vorzugsweise eine Strahlmühle, parallel nachgeordnet sind· Während der Prallkühler mit der Trennvorrichtung im Kreislauf und mit der Feinmühle in Reihe geschaltet ist, ist die Feinmühle materialseitig mit einem ihr nachgeschalteten Abscheider im Kreislauf geschaltet· Gasaeitig v/erden der Prallkühler und die Feinmühle mit einem Kühlmedium beaufschlagt· Zur weiteren Verwertung der gesamten aufgewärmten Kühlluft sind beide Zerkleinerungseinrichtungen

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direkt bzw» über die Trennvorrichtung und dem Abscheider mit dem Sinteraggregat verbunden·

Eine Variante hierzu besteht darin, daß die Trennvorrichtung und die Vorzerkleinerung kombiniert sind· Die Trennvorrichtung besteht aus einem Siebrost, auf den Strahldüsen gerichtet sind» Die Zerkleinerung der auf dem Rost zurückgehaltenen groben Brenngutkörner erfolgt durch einen aus den Strahldüsen unter hohem Druck austretenden V/asserstrahl, der außer zerstörend gleichzeitig kühlend auf das Brenngut einwirkt ·

Ein besonderer Effekt tritt ein, wenn Trennvorrichtung, Vorzerkleinerungseinrichtung und Peinmühle zu einer Baueinheit kombiniert sind und der Auslauf der Vorzerkleinerungseinrichtung direkt mit dem Einlauf der Feinmühle verbunden ist. Hierdurch entfallen die aufwendigen Transportwege zwischen diesen Einzelaggregaten·

Der Transport des Mahlgutes von der Peinmühle, die eine Strahlmühle ist, erfolgt normal "pneumatisch. Da der pneumatische Transport von Material energieaufwendig ist, ist vorgesehen, den Materialtransport von der Peinmühle zum Abscheider mechanisch, vorzugsweise durch ein Becherwerk, durchzuführen·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert· Die zugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch in:

Pig· 1 Eine Aufbereitungsanlage für heißes Brenngut, mit Trennvorrichtung nach dem Sinteraggregat und parallel nachgeordneter Vorzerkleinerungseinrichtung und Peinmühle;

Pigβ 2 Eine Aufbereitungsanlage, bei der die Trennvorrichtung und beide ZerkMnerungseinrichtungen zu einer Baueinheit kombiniert sind;

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Pig· 3 Eine Aufbereitungsanlage, bei der die Zerkleinerungseinrichtungen kombiniert sind und der Materialtransport nach der Zerkleinerung mechanisch erfolgt»

In den Zeichnungen sind die Materialströme durch Vollinien und die Gasströme durch unterbrochene Linien dargestellt·

Die in Pig· 1 dargestellte erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage für heißes ; Brenngut, insbesondere Zementklinker, besteht aus einer Trennvorrichtung 1, einer Vorzerkleinerungseinrichtung 2, einer Peinmühle 3» den Zerkleinerungseinrichtungen zugeordnete Gebläse 4 bzw· Drucklufterzeugungsanlage 5, Abscheider 6 und die einzelnen Aggregate untereinander und mit dem Sinteraggregat 7 verbindende Transportwege für Material und Gas«

Der aus dem Sinteraggregat 6 austretende heiße Klinkerstrom gelangt im noch glühendem Zustand zur Trennvorrichtung 1· Hier wird er in zwei Teilströme aufgeteilt, einen feinkörnigen Teilstrom und einen Teilstrom grober Körnung· Der die Trennvorrichtung 1 verlassende feinkörnige Klinkerstrom wird einer Peinmühle 3» die vorzugsweise eine Strahlmühle ist, aufgegeben· Als Energieträger für den Strahlzerkleinerungsprozeß wird kalte Druckluft aus einer Drucklufterzeugungsanlage 5 verwendet· Diesem Energieträger wird der. heiße Klinker aufgegeben· Durch die hohe Temperaturdifferenz zwischen dem aufgegebenen Klinker und dem kalten Energieträger findet zwischen beiden Medien ein Wärme- bzwo Energieaustausch statt· Die Klinkerteilchen bewegen sich mit dem Energieträger in der Reaktionskammer der Strahlmühle auf Pralleinbauten oder bei zwei oder mehreren Energieträgerströmen aufeinander zu· Während des Aufpralls bzw· Zusammenpralls der Materialteilchen in der Reaktionskammer erfolgt eine intensive Zerkleinerung (Peinmahlung) des Zementklinker auf Zementfeinheit· Die dabei entstehende extrem vergrößerte Oberfläche schafft optimale Bedingungen für eine intensive Kühlung. Die

in der Reaktionskammer durch den Aufprall gemahlenen Klinkerteilchen werden durch den entspannten und aufgeheizten Energieträger bei Zugabe von Transportluft zum Abscheider 6 transportiert« Im Abscheider 6 wird der gemahlene Klinker vom aufgeheizten Energieträger getrennt und gleichzeitig in Fertiggut und Grieße aufgeteilt· Während das Pertiggut abtransportiert wird, werden die Grieße gemeinsam mit dem aus der Trennvorrichtung 1 kommenden feinkörnigen Klinkerstrom der Peinmühle 3 erneut aufgegeben· Der aufgewärmte und gereinigte Energieträger wird zum Sinteraggregat 7 geführt· Um zu gewährleisten, daß der gemahlene Klinker die für den Zement notwendige Endtemperatur erreicht, wird in die Peinmühle 3 dosiert Wasser eingedüst·

Der die 'Trennvorrichtung 1 verlassende heiße Klinkerstrom grober Körnung wird in eine Vorzerkleinerungseinrichtung 2 aufgegeben» Diese ist beispielsweise eine Prall-»* Hammer-, Schlägermühle oder ähnliches und ist parallel zur Peinmühle engeordnet* In der Vorzerkleinerungseinrichtung 2 wird der grobe Klinker einschließlich der Ansatzstücke soweit durch S_chlag- und Prallwirkung bei gleichzeitiger Kühlung zerkleinert, daß der aus der Vorzerkleinerungseinrichtung 2 austretende vorzerkleinerte und vorgekühlte Klinker die Trennvorrichtung 1 in Richtung Peinmühle 2 passieren kann· Die Kühlung des Klinkers während des Vorzerkleinerungsprozesses erfolgt durch ein Kühlmedium, beispielsweise Kühlluft, die durch ein Gebläse 4 in die Vorzerkleinerungseinrichtung geblasen wird· Im Zerkleinerungsraum erfolgt eine innige Durchdringung von heißem Klinker und der Kühlluft, die einen intensiven Wärmeaustausch zwischen beiden Medien bewirkt· Dieser Wärmeaustausch wird noch intensiviert durch die extreme Vergrößerung der Oberfläche während des Zerkleinerungsvorgange So

Der vorzerkleinerte und vorgekühlte Klinker wird durch die aufgeheizte Kühlluft aus der Vorzarkleinerungseinrichtung ausgetragen und zum Ofenkopf gelenkt· Durch die Umlenkung des

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Kühlluftströmes zum Ofenkopf werden die vorzerkleinerten Klinkerkörner ausgefällt und gelangen gemeinsam mit dem aus den Sinteraggregat 7 austretenden heißen Klinkerstrom nochmals zur Trennvorrichtung 1 und passieren diese in Richtung Feinmühle 3· Zur Regulierung der Endtemperatur kann der Grad der Vorkühlung in der Vorzerkleinerungseinrichtung 2 mit Wasserzudüsung beeinflußt werden·

Die Beimischung von Gips und Zuschlagstoffen kann im ungömahlenem Zustand bereits vor der Trennvorrichtung 1 mittels einer Dosiereinrichtung 8 erfolgen oder im gemahlenem Zustand nach der Peinmühle 3 odar unmittelbar vor dem Abscheider 5*

In Pig· 2 ist eine Aufbereitungsanlage dargestellt, in der Trennvorrichtung und Vorzerkleinerungseinrichtung zu einer Vorrichtung 9 kombiniert sind· In dieser Vorrichtung 9 erfolgt eine Trennung der zu groben Klinkerkörner aus dem aus dem Sinteraggregat 7 austretendem heißen Klinkerstrom mittels eines Rostes· Die auf dem Rost zurückgehaltenen großen Klinkerkörner v/erden durch einen unter hohen Druck stehenden Wasserstrahl zerkleinert_g der aus einer oder mehreren Düsen oberhalb des Rostes austritt· Derunter hohem Druck stehende Wasserstrahl bewirkt nicht nur eine rasche Vorzerkleinerung "des groben, glühenden Gutes, sondern gleichzeitig eine intensive Vorkühlung· Durch den extrem hohen Temperaturunterschied zwischen dem kalten Wasserstrahl und dem noch glühenden Klinker wird beim Aufeinandertreffen die Vorzerkleinerung des Klinkers ausgelöst. Aus der Vorrichtung gelangt das vorzerkleinerte und vorgekühlte Gut direkt in die Feinmühle 3· Von hier wird das gemahlene Gut durch den Energieträger zum Abscheider 5 transportiert und hier aus dem Gas getrennt· Während das Pertiggut abtransportiert wird, gelangen die Grieße zurück zur feinmühle 3 und der entspannte_;aufgeheizte Energieträger wird als Sekundärluft in das Sinteraggregat 7 geleitete Zur Gewährleistung einer ausreichend niedrigen Feingut-Endtemperatur wird in den Reaktionsraum der Feinmühle 3 Wasser eingedüst und frische Kühlluft nach der Fein-

mühle 3 als Transportluft zugegeben* Die gesamte zur Zerkleinerung und Kühlung benötigte Luftmenge übersteigt die Menge von 1 m jj/kg nicht·

In Pig* 3 ist eine Aufbereitungsanlage dargestellt, in der Vorzerkleinerungseinrichtung 2 und Peinmühle 3 zu einer Bau- ' einheit kombiniert sind· Dies erfolgt so, daß die Peinmühle 3 unter der Vorzerkleinerungseinrichtung 2 angeordnet ist, deren Auslauf direkt mit dem Einlauf der Peinmühle 2 übereinstimmte

Auch bei dieser Variante passiert der heiße und glühende Klinkerstrom als erstes die Trennvorrichtung 1, wo er in einen Klinkerstrom großer Körnung und einen Klinkerstrom feinerer Körnung unterteilt wird· Während der Klinkerstrom feiner Körnung direkt zur Peinmühle 3 gelangt, wird der gröbere Klinkerstrom zur Vorzerkieinerungseinrichtung 2 geleitet und hier bei gleichzeitiger Kühlung mittels Luft und / oder Wasser vorzerkleinert· Der Materialaustrag erfolgt hier nach unten direkt in den Energieträger der Peinmühle 3, wo der Klinker unter weiterem Entzug von Wärme feingemahlen wird» Während der gröber gemahlene Klinker nach unten ausfällt und mittels mechanischer Pörderer, beispielsweise einem Becherwerk 10, zum Abscheider 6 gelangt, gelangt der feingemahlene Klinker mit dem entspannten Energieträger auf separatem Wege ebenfalls zum Abscheider 6· Von hier gelangt das ge-reinigte und aufgewärmte Gas als Sekundärluft in das Sinteraggregat 7·

Im Abscheider 6, der ein- oder zweistufig arbeitet, erfolgt eine Trennung des gemahlenen Klinkers in Pertiggut und Grieße, die in den Zerkleinerungsprozeß in der Peinmühle 3 zurückgeführt werdenο

Bei dieser Variante kann auch auf die Trennvorrichtung 1 verzichtet werden« Dann gelangt der heiße Klinker aus dem Sinteraggregat 7 direkt in die Vorzerkleinerungseinrichtung 2©

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Die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage arbeitet abluftfrei, daß heißt, die zur Kühlung und Zerkleinerung verwendeten Luft- bzwe Gasmengen v/erden alle im Brenn- bzw, Sinterprozeß verwendet·

Die Zugabe von Gips kann bei dieser Variante analog zu den anderen Varianten im ungemahlenem oder bereits gemahlenem Zustand erfolgen, ist aber nicht gesondert dargestellt.

Die Vorteils der Erfindung bestehen darin, daß bei der Aufbereitung des Zementklinkers die Verfahrensschritte Klinkerkühlung, Klinkervorzerkleinerung und -feinmahlung in einer Anlage vereinigt sind· Dies hat nicht nur verfahrenstechnische Vorteile, sondern bringt eine große Einsparung an Energie, Material und Raum· Durch die ständige Zerkleinerung während des Kühlvorganges wird ständig die Oberfläche des Kühlgutes vergrößert und dadurch der Wärmeaustausch intensiviert· Hierdurch wird bei Reduzierung der Menge des Kühlmediums ein hoher Kühlgradient erreicht· Durch die Reduzierung der Kühlluftmenge,'die insgesamt 1 m^/kg nicht übersteigt, kann die gesamte in der Aufbereitungsanlage benötigte Kühlluft im Sinter·» bzw· Brennprozeß verwendet werden·

Claims (7)

1« Verfahren zur Aufbereitung von Brenngut, insbesondere Zementklinker, dem in mehreren Verfahrensstufen die Wärme entzogen wird, wobei die Vorkühlung bei gleich-» zeitiger Vorzerkleinerung erfolgt, gekennzeichnet dadurch^ daß der aus dem Sinteraggregat austretende heiße Klinkerstrom in zwei Teilströme, einen Teilsirom grober Körnung und einen Teilstrom feinerer Körnung bis maximal 50 mm, aufgeteilt wird, wobei der Klinkerstrom mit grober Körnung bei gleichzeitiger Kühlung vorzerkleinert und anschließend gemeinsam mit dem Klinkerstrom feinerer Körnung bei gleichzeitigem weiteren Entzug der Klinkerwärme feingemahlen wird·

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Erfindungeanspruch

2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß aus dem vorzerkleinerten und vorgekühlten Klinkerstrom vor der Peinmahlung ungenügend zerkleinerte Klinkerkörner ausgeschieden und nochmals dem Vorzerkleinerungsprozeß unterworfen werden·

3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorzerkleinerung und Kühlung durch einen Hochdruckwasserstrahl während des Trennvorganges erfolgt·

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4· Anlage zur Aufbereitung von Brenngut ₉ insbesondere Zementklinker, bestehend aus einer Vorzerkleinerungseinrichtung mit Kühlung, beispielsweise ein Prallkühler, dem materialseitig Einrichtungen für die weitere Kühlung des Zementklinkers nachgeordnet sind und der gassoitig über Abscheider und Gebläse mit dem Sinteraggregat verbunden ist nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Sinteraggregat (7) und der Vorzerkleinerungseinrichtung (2) mit Kühlung beispielsweise ein Prallkühler, eine Trennvorrichtung (1) und parallel zur Vorzerkleinerungseinrichtung (2) eine Peinmühle (3) mit Materialkühlung, vorzugsweise Strahlmühle, angeordnet ist, wobei materialseitig die Vorzerkleinerungseinrichtung (2) mit der Trennvorrichtung (1) im Kreislauf und mit der Peinmühle (3) in Reihe und die Peinmühle (3) materialseitig mit einem ihr nachgeordneten Abscheider (6) im Kreislauf geschaltet ist und beide Zerkleinerungseinrichtungen gasseitig mit dem Sinteraggregat (7) direkt bzw· über die Trennvorrichtung (1) und dem Abscheider (6) verbunden sind·

5· Anlage nach Punkt 4> gekennzeichnet dadurch, daß die Trennvorrichtung und die Vorzerkleinerungseinrichtung in einer Vorrichtung (9) kombiniert sind und die Vorzerkleinerung bei gleichzeitiger Kühlung in der Vorrichtung (9) mittels unter Druck stehendem Wasser erfolgt·

6· Anlage nach den Punkten 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Trennvorrichtung (1), die Vorzerkleinerungseinrichtung (2) und die Peinmühle (3) materialseitig in Reihe geschaltet sind, alle drei Einrichtungen eine Einheit bilde, wobei der Auslauf der Vorzerkleinerungseinrichtung (2) direkt mit dem Einlauf der Peinmühle (3) verbunden ist·

7· Anlage nach den Punkten 4 bis S₉ gekennzeichnet dadurch , daß zusätzlich ein mechanischer Transportweg, beispielsweise ein Becherwerk (10) zwischen der
Peinmühle (3) und dem nachfolgenden Abscheider (6) angeordnet ist»

Hierzy„„.^L.Sei!en Zeichnungen