DD152122A1

DD152122A1 - Verfahren zur herstellung von zementklinker und schwefeldioxid

Info

Publication number: DD152122A1
Application number: DD22276280A
Authority: DD
Inventors: Waldemar Danowski; Bernd Gerstner
Original assignee: Waldemar Danowski; Bernd Gerstner
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1980-07-21
Publication date: 1981-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker und schwefeldioxidhaltigem Abgas bei separater Vorwaermung der Rohmehlkomponenten in der Schwebe mit nachfolgender Kalzinierung, Sinterung sowie Gewinnung von Schwefelsaeure. Ziel der Erfindung ist es, Rentabilitaet des Gips-Schwefelsaeureprozesses zu erhoehen und eine Verbesserung der Brennprozessfuehrung bei der Sinterung zu erreichen. Es ist Aufgabe der Erfindung, die SO&ind2!-Konzentration im Abgas, das als Synthesegas fuer die Schwefelsaeureproduktion dient, wesentlich zu erhoehen. Gemaess der Erfindung wird eine Komponente, Sulfatrohmehl mit Reduktionskohlenstoff, mit den Abgasen der Kalzinierung vorgewaermt. Eine zweite Komponente, Sulfatrohmehl ohne Reduktionskohlenstoff, wird mit den Abgasen der Sinterung vorgewaermt. Beide Komponenten werden unter Zufuhr von Kuehlerabluft kalziniert. Das SO&ind2!-haltige Abgas wird nach Vorwaermung der ersten Komponente zur Gewinnung von Schwefelsaeure benutzt. Das kalzinierte Material wird einer Sinterung zugefuehrt. Weitere Merkmale sind der Einsatz von Kalziumkarbonat-Rohmehl sowie schwefelreiche organische Materialien als Brennstoff.

Description

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Verfahren zur Herstellung von Zementklinker und Schwefeldioxid

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Zementklinker und schwefeldioxidhaltigem Abgas bei separater Vorwärmung der Rohmehlkomponenten in der Schwebe mit nachfolgender Kalzinierung und Sinterung sowie Gewinnung von Schwefelsäure.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Brennen von CaSO.-haltigen Portlandzement-Rohmehlen erfolgt in Drehrohrofen, wobei der Einsatz vorgeschalteter Rohmehlvorwärmer bekannt ist. Nachteil dieser Verfahren ist ein gegenüber Schwefelverbrennungsanlagen geringerer SO^-Gehalt in dem für die Schwefelsaurererstellung verwendeten Abgas. Andererseits sind von der Zementbrenntechnik Verfahren zum Brennen von Portland?;einentklinker au3 Kalziumkarbonat-Rohmeblen bekannt, bei denen zwischen dem zur Sinterung vorgesehenen Drehrohrofen und dem Rohmehlvorwärmer in ein- oder zweiflutiger Ausführung Kalzinierreaktoren geschaltet sind. In zweiflutigen Ausführungen sind weiterhin getrennte Gasführung der Drehofenabgase und der KR-Abgase über jeweils eine Vorwärmerflut bekannt.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Rentabilität des Gips-Schwefelsäure-Prozesses zu steigern und eine Verbesserung der Brennpro ze ßf uhr ung bei der Sinterung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die SOp-Konzentration im Abgas, das als Synthesegas für die Schwefelsäureproduktion dient, wesentlich zu erhöhen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei einer vorzugsweise zweiflutigen Rohmehlvorwärmung mit Kalzinierung in einer Flut kalziumsulfathaltiges Rohmehl aufgegeben, das- bei*, der Kalzinierung mit Hilfe eines Reduktionsmittels zersetzt wird. In die zweite Flut werden die Verbrennungsgase der Sinterung zur Vorwärmung eines Teils des Brennguts geleitet. Diese Verbrennungsgase gelangen nach Entstaubung in die Atmosphäre. Die schwefeldioxidreichen Abgase der Kalzinier ung werden nach der Entstaubung in separater V/eise der Schwefelsäureherstellung zugeführt.

Der für die Reduktion des gesamten Kalziumsulfats notwendige Kohlenstoff wird zur Kalzinierung in Form von Schwarzmehl oder als Zusatz zum Kalzinierbrennstoff aufgegeben, während in der Sinter-l?lut das Rohmehl ohne Reduktionsmittel von den Abgasen aus der Sinterzone vorgewärmt wird. Mit diesem Verfahren wird ein vorzeitiger Kohlenstoffausbrand und eine vorzeitige CaSO,-EntSäuerung in der Sinter-Abgasflut verhindert. Als Brennstoff in der Kalzinierzone sind im besonderen Maße schwefelreiche organische Materialien geeignet, wie beispielsweise heizwertgeminderte Industrieabfallstoffe. Diese werden damit einer wirtschaftlichen Nutzung zugeführt und steigern darüber hinaus die SCu-Ausbeute.

Nach einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Sinter-Abgasflut, mit Kalziuinkarbonat-RohEehl beaufschlagt, das anschließend in die Sinter ζ one .geleitet wird« In der Kalzinier-Plut wird Kalziuiflsulfat-Rohmehl aufgegeben,

das in der Kalzinierzone kalziniert und zur Sinterung mit dem Brenngut der Sinter-Flut gemischt wird.

Eine weitere Variante der Erfindung besteht darin, daß das kai zi ums ulf a thai ti ge ,Roihmehl in der Schwebe vorgewärmt wird. Die anschließende thermische Weiterbehandlung erfolgt vorzugsweise in zwei Stufen, thermische Zersetzung und Sinterung, wobei das Material in einer Materialschicht mit ständiger Umwälzung bewegt wird. Die Gasführung erfolgt dabei 'in den einzelnen Stufen im Gegenstrom und/oder im Gleichstrom.

flach einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kalzinier-Flut mit Phosphorsäureabfallgips und die Sinter-Flut mit Karbonatrohmehl,beschickt. Dabei wird der Phosphorgehalt im Klinker durch das Vermischen des phosphorhaltigen Sulfatrohmehles mit phosphorfreiem Karbonatrohmehl bei der Sinterung in zulässigen Grenzen gehalten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend an einer 'schematischen Darstellung der Verfahrensschritte näher erläutert. Hierbei zeigen

Pig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren bei Sulfatroh- -mehlaufgabe und SO_?-angereichertem Abgas in der Kalzinier-Flut

Fig. 2 das erfindungsgemäße Verfahren bei Einsatz von Karbonat- und Sulfatrohmehl.

Entsprechend Figur 1 wird der Kalzinier-Flut 1 Sulfatrohmehl mit Reduktionskohlenstoff 9 für das gesamte Brenngut und der Sinterabgas-Flut 2 kohlenstofffreies Sulfatrohmehl 10 aufgegebe.n. Das Sulfatrohmehl 9 wird durch" das SO_?~haltige Abgas 11 der Kalzinierung 4 und. das Sulfatrohmehl 10 durch das hinterabgas 12 erwärmt. Während das Abgas 11 weiter zu einer Schwefelsäureanlage geführt wird, gelangt das Abgas 12 nach einer Entstaubung ins Freie

Die vorgewärmten Mehl« werden der Kalzinierung 4 zugeleitet und

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entsäuerte Die Reduktionsbedingungen während der Kalzinierung sind prinzipiell durch, den in dem Rohmehl der Kalzinier-Flut enthaltenen Kohlenstoff gegeben, können aber auch durch den Brennstoffeintrag 5 und die Ausbrandbedingungen in der Reaktions» zone geregelt werden. Das weitestgehend sulfatfreie Mehl 3 wird nach der Kalzinierung der Sinterung 8 zugeführt und bei Sinterternperaturen zu Zementklinker gebrannt. Dieser wird anschließend einer Kühlung 6 unterzogen. Die erwärmte Kühlluft ?;ird dabei in bekannter Yv'eise für die Befeuerung 7 der Sinterzone und der Kalzinierung genutzt.

In Figur 2 ist die gemeinsame Verklinkerung von Kalziumkarbonat- und Kalziumsulfatrohmehl.dargestellt. Dabei wird das Karbonatrohmehl 13 durch das Abgas 12 vorgewärmt und danach unmittelbar der Sinterung zugeführt. Das Sulfatrohmehl wird erst während der Kalzinierung 4 entsäuert, bevor es zur Sinterung 8 gelangt. Beide thermisch behandelten I.Iehle werden vermischt und sintern zu Zementklinker. Auch bei dieser erfindungsgemäßen Variante ist Schwefeloxid in nur einer Abgas-Flut vorhanden und damit in hoher Konzentration für die Schwefelsäureproduktion nutzbar.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß der Schwefelsäureanlage ein SOp-haltiges Abgas zugeleitet wird, dessen SOp-Konzentration wesentlich über dem bisher Üblichen liegt. Die vollständige Entsäuerung in einem Kalzinierreaktor reduziert weiterhin brenntechnische Betriebsschwierigkeiten, wie sie durch Eutektika-Schmelzbildungen in normalen Gips-Schwefelsäure-Drehöfen bekannt sind. Die Kombination des Zementklinkerbrandes aus Karbonat- und Sulfatrohmehl ermöglicht vorteilhaft einen Zementklinkerbrand, unabhängig von der Schwefelsäureanlage. Aus dem Sinterabgas stammende SOp-G-ehalte bei Einsatz schwefelreicher Brennstoffe werden überdies umweltfreundlich durch teilentsäuertes Karbonatrohmehl in der Sintergas-Flut an Kalziumoxid gebunden und mit dem Klinker ausgetragen. Ferner ermöglicht der kombinierte Brand von Karbonatrohnehl mit phosphorhaltigera Sulfatrohmehl aus der Phosphorsäure-Gewinnung eine Verwertung dieses Indu.stx'ieabfallstoffes unter Einhaltung der PpO^-Grenzwerte im Portland™ zementklinker. In vorteilhafter Weise lassen sich auch

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schwefelhaltige organische Materialien in der Kalzinier-Plat umweltfreandlich verwerten, wobei dieser SOp-Anteil gleichfalls zu Schwefelsäure verarbeitet wird. Mit dem Einsatz eines'Kalzinierdr^hrohres anstatt eines⁴ stationären Kalzinierreaktors ergibt sich insbesondere bei sehr großen Anlagen der Vorzug, die Bauhöhe des Vorwärmers niedrig zu halten und günstige Raumkonzeptionen in der Anlagengestaltung zu haben.

Claims

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Erfindungsanspruch

Verfahren zur Herstellung von Zementklinker und Schwefeldioxid ja it separater Vorwärmung der Rohmehlkomponenten in der Schwebe mit nachfolgender Kalzinierung und Sinterung sowie Gewinnung von Schwefelsäure, gekennzeichnet dadurch, daß eine Komponente des Sulfatrohmehls, mit Reduktionskohlenstoff vorzugsweise für das gesamte Brenngut, mit den Abgasen der Kalzinierung in der Schwebe vorgewärmt, gleichzeitig eine zweite Komponente, vorzugsweise ein SuIf atrohinehl ohne Reduktionskohlenstoff, mit den Abgasen der Sinterung in der Schwebe vorgewärmt und beide Komponenten gemeinsam unter Zufuhr von Kühlerabluft kalziniert werden, dabei die thermische Zersetzung des Sulfatrohmehls erfolgt und das SOo-haltige Abgas nach Vorwärmung der ersten Komponente zur Gewinnung von Schwefelsäure sowie das kalzinierte Material einer Sinterung zugeführt werden»
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch j daß der zur CaSO.-Reduktion notwendige Kohlenstoff ganz oder teilweise während der Kalzinierung zugeführt wird.
5. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine aus Kalziurasulfat-RohiBOhl bestehende Komponente mit den Abgasen der Kalzinierung in der Schwebe vorgewärmt und anschließend kalziniert und gesintert wird,

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während eine aas Kalziumkarbonat-Rohmehl bestehende zweite Komponente mit den Abgasen der Sinterung vorgewärmt und unmittelbar danach mit der ersten kalzinierten Komponente gemischt"und gesintert wird, -

4« Verfahren nach Punkt 1 bis 3> gekennzeichnet d a »durch, daß zur Verbrennung und CaSO.-Reduktion bei der Kalzinierung schwefelreiche organische Materialien, insbesondere heizwertgeminderte Industrieabfallprodukte eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß als Komponente mit Vorwärmung durch Abgase aus der Kalzinierung Phosphorsäureabfallgips-Rohmehl eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Punkt 1} 2 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß das kalziumsulfathaltige Rohmehl in der Schwebe vorgewärmt und anschließend die thermische Zerset-• zung und Sinterung in einer Katerialschicht mit ständiger Umwälzung und Gasführung im Gegenstrom erfolgt.

7» Verfahren nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Gasführung im Gleichstrom erfolgt.

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