DE2248030A1

DE2248030A1 - Vorrichtung zum erhitzen und kalzinieren von pulver und/oder pulverisierten materialien

Info

Publication number: DE2248030A1
Application number: DE19722248030
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Fukuda; Yoshihiko Ueda
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1972-03-08
Filing date: 1972-09-29
Publication date: 1973-09-13
Also published as: US3834860A; JPS5130865B2; DK131396C; AU5182973A; DK131396B; JPS4892272A; BR7206964D0; IN138746B; DE2248030C2; PH10694A; FR2175381A5

Description

SA 2247

ONODA CEMENT CO., LTD.
Oaza Onoda / Japan

Vorrichtung zum Erhitzen und Kalzinieren
von Pulver und/oder pulverisierten Materialien

Die Erfindung betrifft allgemeine eine Vorrichtung
zur Erhitzung oder Kalzinierung von Pulver und/oder
pulverisiertem Material wie Zement, Ätzkalk usw.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die einem Teil einer sogenannten Suspensionsvorheizeinrichtung zugeordnet ist, die aus einigen Zyklonen besteht und die den Wärmetausch eines Auslaßgases in einem Dreh- oder Kalzinierungsschachtofen und des
Pulvers und/oder des pulverisierten Materials durchführt.

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Es ist möglich, einen hohen Kalzinierungsgrad, nämlich einen hohen Entkohlungswirkungsgrad bei der Vorheizung bzw. Kalzinierung von Zementmaterialien durch Erhöhung der Temperatur des Verbrennungsgases zu erhalten, das in der Suspensionsvorheizeinrichtung strömt, die an den Schachtofen vor dem Auslaß des Dreh- bzw. Kalzinierungsschachtofens angeschlossen ist. Es ist jedoch in der Praxis schwierig, einen gewünschten Kalzinierungswirkungsgrad zu erhalten, da, wenn die Temperatur der Gase in einer üblichen Vorheizeinrichtung den Schmelzpunkt (etwa 1.100 C) des Zementmaterials überschreitet, der geschmolzene Teil des Zementmaterials an der Innenwand der Vorrichtung haftet, insbesondere an der Gasleitung nahe dem Dreh- bzw. Kalzinierungsschachtofen und den Durchgang verschließt, so daß der Betrieb der gesamten Vorrichtung unterbrochen wird. Daher müssen die Gastemperaturen stets unter dem Schmelzpunkt gehalten werden.

Unter diesen Umständen ist es technisch schwierig, einen Kalzinierungsgrad über 30% zu erreichen. Außerdem besteht ein Problem darin, daß eine übermäßige Erhitzung des Verbrennungsgases eine Diffusion bzw. Strahlung der Wärme durch die Wand der Vorheizeinrichtung bzw. Beschädigungen dieser Wand verursacht.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, die zur Erhitzung des Pulvers und/oder des pulverisierten Materials durch Verbrennungsgas hoher Temperatur und zur Erzielung eines hohen Kalzinierungswirkungsgrades geeignet ist.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die frei von dem Problem ist, daß geschmolzenes Material an der Innenseite des Verbren-

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nungsofens haftet, selbst wenn das Matetial von dem Verbrennungsgas hoher Temperatur erhitzt wird.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, die jede Beschädigung der Ofenwand infolge eines Verbrennungsgases hoher Temperatur verhindert.

Auch ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, die durch Verhindung von Diffusion oder Strahlung von Wärme des Gases hoher Temperatur durch die Ofenwand einen hohen thermischen Wirkungsgrad zu erzielen.

Eine Vorrichtung, die zur Lösung dieser Aufgabe am geeignetsten ist, besteht aus einer zylindrischen Verbrennungskammer, die an einem Teil einer Suspensionsvorheizeinrichtung angeschlossen ist, welche einen Wärmetausch zwischen einem Auslaßgas eines Dreh- bzw. Kalzinierungsschachtofens und dem Pulver und/oder dem pulverisierten Material mittels der aus einigen Zyklonen bestehenden Vorrichtung durchführt. Die Verbrennungskammer, die aus einer Vor- und einer Hauptverbrennungskammer besteht, an die Verbrennungslufteinlaßrohr in tangentialer Richtung eingeschlossen sind, ist mit einem Brenner versehen, der zu der Vorheizeinrichtung Flammen richtet, sowie mit Materialzuführvorrichtungen, die in den Lufteinlaßrohren in der Hauptverbrennungskammer angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren 1 bis 17 erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt, aus dem eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Erhitzung

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und Kalzinierung von Pulver und/oder pulverisiertem Material gemäß der Erfindung hervorgeht,

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Figur 1,

Figur 4 eine Seitenansicht einer Zementkalzinierungsvorrichtung kombiniert mit einer Suspensionsvorheizeinrichtung, die mit der Vorrichtung der Figur 1 versehen ist.

Figur 5 einen Längsschnitt, aus dem eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung hervorgeht,

Figur 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Figur 5,

Figur 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Figur 5,

Figur 8 ein. Diagramm, aus dem die funktionelle Korrelation zwischen der thermischen piffusionsstrahlung durch die Wand des Ofens (%) und dea Volumem des zugeführten Pulvers und/oder pulverisierten Materials (kg/Nm ) beim Betrieb der Vorrichtung der Figuren 5 bis 7 hervorgeht,

Figur 9 eine Seitenansicht einer Zementkalzinlerungsvorrichtung kombiniert mit einer Suspensionsvorheizeinrichtung, die mit der Vorrichtung der Figur 5 versehen ist,

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Figur 10 eine detaillierte Darstellung eines Teils der Figur 9,

Figur 11 einen Längsschnitt, aus dem eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung hervorgeht,

Figur 12 einen Schnitt längs der Linie XII-XII in Figur 11,

Figur 13 einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Figur 11,

Figur 14 eine Seitenansicht einer Zementkalzinierungsvorrichtung kombiniert mit einer Suspensionsvorheizeinrichtung, die mit der Vorrichtung der Figur 11 versehen ist,

Figur 15 eine schematische Darstellung von Daten, die beim tatsächlichen Betrieb der Vorrichtung der Figuren 11 bis 14 erhalten werden,

Figur 16 einen Schnitt, aus dem eine Durchsicht eines Teils der Vorrichtung der Figur 11 hervorgeht, und

Figur 17 einen Schnitt längs der Linie XVII-XVII in Figur 16.

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Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zum Erhitzen und Kalzinieren von Pulver und/ oder pulversisiertem Material gemäß der Erfindung. Wie dargestellt hat die Vorrichtung einen zylindrischen Verbrennungsofen 1, der aus einer Vorverbrennungskammer 2 und einer Hauptverbrennungskammer 3 besteht, die jeweils einen runden Querschnitt haben und miteinander koaxial verbunden sind. Die Vorverbrennungskammer 2 ist mit einem nach innen gerichteten Brennstoffeinspritzbrenner 30 und mit eLnem Lufteinlaßrohr 4 an der Umfangswand der Vorverbrennungskammer 2 in tangentialer Richtung versehen. Ein weiteres Einlaßrohr 5 ist in tangentialer Richtung an der Umfangswand der Hauptverbrennungskammer 3 nahe der Vorverbrennungskammer angeordnet. Eine Materialzuführvorrichtung 77 ist an das Einlaßrohr angeschlossen. Eine Auslaßöffnung 6 ist an dem entferntesten Ende der Vorverbrennungskammer 2 ausgebildet und die Auslaßöffnung öffnet sich in eine Gasleitung 7 an der einen Zementkalzinierungsschachtofen 8 am nächsten gelegenen Stelle. Auslaßgas aus dem Schachtofen θ gelangt nach oben in die Gasleitung 7 und jeweils in einen Zyklon 9, eine Gasleitung 10, einen Zyklon 11, eine Gasleitung 12, einen Zyklon 13 und eine Gasleitung 14.

Das Zementmaterial wird von einem Einfülltrichter zugeführt und ein Förderer bzw. eine Materialzuführvorrichtung 16 transportieren das Zementmaterial in die Gasleitung 12. Das Zementmaterial, das von dem Förderer 16 zugeführt wird, wird in einen Zyklon 13 zusammen mit dem Auslaßgas in der Gasleitung 12 transportiert und in dem Zyklon vorgeheizt und zugleich in das Auslaßgas und in das Pulver und/oder das pulverisierte Material getrennt. Das abgetrennte

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Auslaßgas gelangt in die Gasleitung 14, während das Material durch eine Gasschleuse 19 und eine Materialzuführvorrichtung 20 in einen Verbrennungsofen 21 mit dem gleichen Aufbau wie der zuvor' erwähnte Verbrennungsofen 1 gebracht wird. Gebläse 22 und 23 führen Verbrennungsluft in die Verbrennungsofen 1 und 21. Das in dem Verbrennungsofen 21 vorgeheizte und kalzinierte Zementmaterial gelangt dann zusammen mit dem Auslaßgas in die Gasleitung 10 und zusammen mit dem Gas in der Gasleitung in den Zyklon 11,«in dem das Material vorgeheizt und dann zugleich in das Auslaßgas und in das Pulver und/oder das pulverisierte Material in dem gleichen, oben erwähnten Vorgang getrennt wird. Das Pulver und/ oder pulverisierte Material wird dann in den Verbrennungsofen 1 über eine Materialzuführrutsche 18 und eine Materialzuführvorrichtung 77 transportiert und, nachdem es in dem Ofen erhitzt wurde, in einen Schachtofen 8 über eine Gasleitung 7, einen Zyklon 9 und eine Rutsche 17 in den Schachtofen 8 gefördert. In dem Schachtofen 8 wird das Material durch Flammen des Schachtofenbrenners 25 in Klinker kalziniert und dann von der Kühlvorrichtung 26 gekühlt. Die beim Kühlen des Materials erhitzte Luft wird zu den zuvor erwähnten Lufteinlaßrohen 4 und 5 über das Luftrohr 27 mittels eines Gebläses 28 gefördert.

Wie Figur 3 zeigt, wird die Luft, die von dem Lufteinlaßrohr 4 in den Verbrennungsofen 1 gelangt, in Richtung des Pfeils A2 umgewälzt und verbrennt einen Teil des aus dem Brenner 30 eingeblasenen Brennstoffs. Das so erzeugte Verbrennungsgas gelangt zu der Hauptverbrennungskammer 3 und erhitzt den restlichen Brennstoff. Das Zementmaterial und die Luft für die Verbrennung, die in die Hauptverbrennungskammer 3 gelangt ist, führen ebenfalls eine Umwälzbewegung in Richtung des Pfeils A3 aus. Die durch diese Bewegung erzeugte Zentrifugal-

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kraft bewirkt eine Umwälzung des Materials und der Luft längs der Innenseite der Wand der Hauptverbrennungskammer, wobei das Material zu der Auslaßöffnung und dann zu der Gasleitung 7 transportiert wird. Das Verbrennungsgas dagegen, das längs der Innenseite des umlaufenden Zementmaterials umgewälzt wird, gelangt zu der Gasleitung 7. Die Verbrennungsluft mischt sich mit dem zuvor erwähnten restlichen Brennstoff, der von der Vorverbrennungskammer zu der Hauptverbrennungskairaner strömt und verbrennt ihn zu einem Verbrennungsgas hoher Temperatur, das das umgewälzte Zementmaterial direkt von innen erhitzt.

Bei diesem Vorgang kann das Zementmaterial in einer wesentlich kürzeren Zeit im Vergleich zu der für die Erhitzung in bekannten Vorrichtungen vorgeheizt bzw. kalziniert werden. Da außerdem eine Umwälzströmung des Zementmaterials zwischen dem Verbrennungsgas hoher Temperatur und der Innenseite der Wand des Verbrennungsofens 1 auftritt, kommt das Verbrennungsgas mit der Wand des Verbrennungsofens 1 nicht direkt in Berührung. Somit verhindert die Vorrichtung, daß die Wand des Ofens durch Hitze beschädigt wird und vermindert die Thermodiffusion bzw. -strahlung durch die Ofenwand ohne Verlust des thermischen Wirkungsgrades. Da weiterhin das Verbrennungsgas hoher Temperatur das Zementmaterial direkt in einem UmwäIzVorgang in dem Verbrennungsofen 21 erhitzt, wird ein ausreichender Wärmeaustausch durchgeführt und das Auslaßgas, das in diesem Vorgang erzeugt wird und das zu der Gasleitung 6 gelangt, wird so weit gekühlt, daß das Zementmaterial bei der Schmelzung nicht an der Gasleitung haftet und den Durchgang durch die Gasleitung verschließt, so daß der Betrieb der gesamten Vorrichtung niemals unterbrochen wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in den Figuren 5 bis 9 gezeigt ist, besteht ein Ver-

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brennungsofen 31 aus einer Vorverbrennungskammer 32 und einer Hauptverbrennungskammer 33, die beide jeweils mit einem Ventil 35 an dem Auslaß 34 der Vorverbrennungskammer 32 und einem Ventil 37 am Auslaß 36 der Hauptverbrennungskammer 33 versehen sind. Ein Lüfteinlaßrohr 38 ist tangential zu der Vorverbrennungskammer 32 angeordnet und das Lufteinlaßrohr ist mit einem Drallblech 39 versehen, um eine Spiralbewegung der in den Verbrennungsofen 31 gelangenden Luft hervorzurufen. Dieser spiralförmige Luftstrom in der Vorverbrennungskammer 32 führt eine doppelte Umwälzbewegung in Richtung des Pfeils A32 aus. Der durch das Brennstoffrohr 40 geförderte und in dem Brennstoffofen durch die Sprühdüse 41 zersprühte Brennstoff mischt sich mit dem zuvor erwähnten doppelten Umwälzluftstrom und führt zu einer eine hohe Wärme abgebenden Verbrennung. Das Verbrennungsgas hoher Temperatur, das die Vorverbrennungskammer 32 verläßt und in die Hauptverbrennungskammer 33 eintritt, mischt sich mit dem Brennstoff, der über ein Brennstoffrohr 42'und eine Sprühdüse 43 zugeführt wird, sowie mit der Luft, die über ein Lufteinlaßrohr 44 eintritt,und bewirkt in der Hauptverbrenriungslcammer eine Verbrennung, die eine . hohe Wärme abgibt. Die in der Vorverbrennungskammer

32 durchgeführte Verbrennung unterstützt eine weitere Verbrennung in der Hauptverbrennungskammer 33 und hält einen festen Verbrennungszustand selbst dann aufrecfat,wam das Material von dem Lufteinlaßrohr 44 unregelmäßig versorgt wird. Das Pulver und/oder pulverisierte Material, das der Einspritzdüse 47 über eine Rutsche 45 mittels einer Materialzuführvorrichtung 46 zugeführt wird, wird in dem Luftstrom suspendiert und dann von dem Lufteinlaßrohr 44 zu der Hauptverbrennungskammer

33 transportiert. Das Drallblech 48 am Auslaßende des Lufteinlaßrohrs 44, das dem Material eine Spiralbewegung verleiht, bläst das Material tangential in die

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Hauptverbrennungskaininer 32 und schafft eine doppelte Umwälzbewegung in Richtung des Pfeils A33 in der Hauptverbrennungskammer, wobei das in der Luft ausreichend suspendierte Material dispergiert wird.

Wie Figur 7 zeigt, kann die den Brennstoff zersprühende Düse 43 an der Stelle 49 liegen, wo das Material, das von dem Drallblech 48 zugeführt wird, auf die Innenseite der Ofenwand trifft, um eine Anhäufung des restlichen, unverbrannten Brennstoffs zu verhindern.

Figur 9 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Erhitzung und Kalzinierung des Pulvers und/oder des pulverisierten Materials, die in den Figuren 5 bis 7 gezeigt ist, wobei der Fall dargestellt ist, bei dem die Vorrichtung an eine Zementkalzinierungsvorrichtung angeschlossen ist, die mit dem Suspensionsvorheizer versehen ist. In der Zeichnung ist auch ein Zementkalzinierungsschachtofen 50, ein Brenner 51, ein Klinkerkühler 52, eine Gebläse 53 und ein Luftrohr 54 gezeigt. Eine Gasleitung 55 ist an der Auslaßöffnung des Zementkalzinierungsschachtofens 50 vorgesehen und die Gasleitung ist der Reihe nach mit einem Zyklon 56, einer Gasleistung 57, einem Zyklon 58, einer Gasleitung 59, einem Zyklon 60, einer Gasleitung 61, einem Zyklon 62 und einer Gasleitung 63 verbunden. Der Auslaß eines Einfülltrichters 64 ist an eine Gasleitung 61 über einen Förderer 65 und eine Rutsche 66 verbunden. Das untere Ende des Zyklons 62 ist mit der Gasleitung 59 über eine Rutsche 67, das untere Ende des Zyklons 60 mit der Gasleitung 57 über eine Rutsche 68, das untere Ende des Zyklons 58 ist mit der Materialzuführvorrichtung 46 über eine Kalzinierungsofenrutsche 45 und das untere Ende des Zyklons 56 ist über eine Rutsche 70 mit einem Schachtofen 50 verbunden. Außerdem sind Luftschleusen 73 bis 76 gezeigt.

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Wie Figur 7 zeigt, haben die beiden Luftelnlaßrohre 44, die an dem Verbrennungsofen vorgesehen sind, eine Verbindung mit der jeweiligen Mater!alzuführvorrichtung 46 und eine dieser Materialzuführvorrichtungen 46 hat eine Verbindung mit dem unteren Ende des Zyklons 58 und der Rutsche.45, wie Figur 10 zeigt. Die andere Materialzuführvorrichtung 46 ist mit dem unteren Ende , eines weiteren Zyklons verbunden, das dem zuvor erwähnten Zyklon 58 entspricht, um Schwierigkeiten zu vermeiden, die bei der automatischen Teilung des Materials hoher Temperatur auftreten können, das von dem unteren Ende des Zyklons 58 kommt. Die Erhöhung der Anzahl von Lufteinlassrohren 4% mit Materialzufuhrvorrichtungen 46, sollte proportional der des Zyklons 58 sein.

Das Auslaßgas des Zementkalzinierungsschachtofens 50 gelangt der Reihe nach zu der Gasleitung 55, dem Zyklon 56, der Gasleitung 57, dem Zyklon 53 _B der Gasleitung 59, dem Zyklon 60, der Gasleitung (SI, dem Zyklon 62 und dann zu der Gasleitaag 63. Das Zementmaterlal gelangt der Reihe nach zu äeai Einfülltrichter 64 ₁ "dem Förderer 65, der Gasleitung 61, dem Zyklon"" S2, der Rutsche 67 _B der Gasleitung 59,-dem Zyklon 60", äer Rutsche 68_ff der Gasleitung 57, dem Zyklon 58;,_d®r Rutsche 45„■ dar Materialzuführvorrichtung 46„ dem Verbrennungsofen 31, den Gasleitungen 69 und 55 ρ dem Eykloa 56 j, der Rutsche 70 und dann zu dem Zementkalzinierunggechachtofen. Der in dem Schachtofen kalzinierte Klinker-gelangt zu der Klinkerkühl vorrichtung 52 und erfährt aufgrund von Kühlluft " einen Wärmeaustanaseh„ Die Luft wird danach tor dem Gebläse 53 in das Luftrohr 54 angesaugt and durchströmt das Luftrohr 54 and wird von den Gebläsen 71 und 72 in den Verbrennungeofen 31 geblasen»

Da die Verbrennungsluft und das von dem Lufteinlaßrohr 44 in die Hauptverbr@nnungskassraer 3.3 gelangte Zement-

raateriai ©ine

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wälzbewegung längs der Innenseite der Ofenwand durchfühlten, wird eine Zentrifugalkraft erzeugt und das Zementmaterial strömt längs der Innenseite der Wand der Hauptverbrennungskammer 33. Das Verbrennungsgas hoher Temperatur, das von der Vorverbrennungskammer 32 in die Hauptverbrennungskainmer 33 gelangt, wird längs der Innenseite des zuvor erwähnten Zementmaterialstrome in direktem Kontakt mit diesem umgewälzt.

Da das Zementmaterial durch das Gas hoher Temperatur in dem zuvor erwähnten Vorgang direkt erhitzt wird, wird der Entkohlungswirkungsgrad auf 90 bis 100% im Vergleich zu üblichen Arten einer Suspensionsvorheizvorrichtung erhöht. Da außerdem das Verbrennungsgas hoher Temperatur die Innenseite der Ofenwand der Hauptverbrennungskainmer 33 nicht direkt berührt, wird verhindert, daß Wärme die Ofenwand beschädigt oder durch die Ofenwand strahlt oder diffundiert. Figur 8 ist eine schematische Darstellung dieses Vorgangs, aus dem eine funktioneile Korrelation hervorgeht, bei der das Volumen des zugeführten Pulvers und/oder pulverisierten Materials (kg/Nm ) der thermischen Diffusionsstrahlung (%) umgekehrt proportional ist, da eine Erhöhung des zugeführten Materials die Zementmaterialschicht erhöht und die Diffusion der Wärme des Verbrennungsgases nach innen vermindert.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in den Figuren 11 bis 16 gezeigt ist, besteht ein Verbrennungsofen 81 aus einer Vorverbrennungskammer 82 und einer Hauptverbrennungskainmer 83, die jeweils mit Ventilen 84 und, 85 an den jeweiligen Auslässen der beiden Verbrennungskammern versehen sind. Ein oder mehrere Brennstoffrohre 86 und ein oder mehrere Lufteinlaßrohre 87 sind an der Vorverbrennungskammer 82 vorgesehen, wobei letztere tangential zu der Wand

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des Verbrennungsofens 81 verlaufen. An der Hauptverbrennungskammer 83 sind ein oder mehrere Brennstoffrohre und ein oder mehrere Lufteinlaßrohre 89 vorgesehen, wobei letztere an der Hauptverbrennungskammer tangential zu der Wand der Hauptverbrennungskammer 83 angeordnet und mit einer Kalzinierungsofenrutsche 90 verbunden sind. 91 ist eine geneigte Leitung mit zylindrischer oder quadratischer Farn und 92 zeigt eine Mischkammer ebenfalls mit zylindrischer oder quadratischerForm. Wie Figur 11 zeigt, sind der obere Teil 93 und der untere Teil 94 der Mischkammer 92 verengt, damit der Durchmesser D92 der Mischkammer 92 größer ist ala der Durchmesser D95 der Gasleitung 95. Wie jedoch Figur zeigt, kann die Verengung auch nur am oberen Ende der Mischkammer 92 ausgebildet sein. Wie Figur 14 zeigt, ist die Gasleitung 95 mit ihrem oberen Teil mit der Auslaßöffnung eines Zementkalzinierungsschachtofens 96 und mit ihrem unteren Ende mit einem Zyklon 97 verbunden. Der Zyklon 97 ist aufeinanderfolgend mit einer Gasleitung 98, einem Zyklon 99? einer'Gasleitung 100, einem Zyklon 101, einer Gasleitung 102, einem Zyklon 103 und einer Gasleitung 104 verbunden: Der Einfülltrichter 105> der für die Zementmaterialzufuhr verwendet wird, ist mit der zuvor erwähnten Gasleitung 102 über einen Förderer 106 und eine Rutsche 107 und in gleicher Weise ist der Auslaß des Zyklons 103 mit einer Gasleitung 100 über eine Rutsche 108, der Auslaß des Zyklons 100 mit der Gasleitung 98 über eine Rutsche 109, der Zyklon 99 mit dem Einlaßrohr 89 über eine Rutsche 90 und der Zyklon 97 mit dem Schachtofen 96 über eine Rutsche 110 verbunden. Außerdem ist an dem Produktauslaß des Schachtofens 96, an.den eine Klinkerkühlvorrichtung 112 angeschlossen ist, ein Brenner vorgesehen. 113 ist ein Gebläse, 114 ein Luftrohr und 115 und 116 sind Lufteinlaßrohre.

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Der Vorgang, bei dem das Zementmaterial, das dem Einfülltrichter 105 zugeführt wird, zu dem Verbrennungsofen 81 gelangt, Wärme aufnimmt, wenn es die jeweiligen Zyklone 103, 101 und 99 durchläuft, und der Vorgang, bei dem die Luft, die zuvor erhitzt wird, wenn sie die Kühlvorrichtung 112 durchläuft, in die Verbrennungskammer gelangt, sind exakt die gleichen wie die bei den vorherigen Ausfuhrungsformen beschriebenen und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.

Die tangential zu der Verbrennungskammer 82 eingeblasene bzw. zugeführte Luft führt eine Umwälzbewegung aus, die zusammen mit dem Verbrennungsgas gezeigt ist, das aus dem Brenner 86 ausgespritzt wird, und gelangt zu der Hauptverbrennungskammer. Das Gemisch aus der Luft und dem Zementmaterial, das in die Hauptverbrennunqskammer 83 in tangentialer Richtung eingeblasen bzw. zugeführt wird, führt in dieser Hauptkammer eine Umwälzbewegung durch. Zugleich bewirkt das Verbrennungsgas hoher Temperatur der Vorverbrennungskammer 82 zusammen mit dem Brennstoff des Brennstoffrohrs 88 eine eine hohe Wärme abgebende Verbrennung durch und wird dann zusammen mit dem zuvor erwähnten Strom in der Hauptverbrennungskammer umgewälzt. Bei diesem Vorgang unterliegen das Pulver und/oder das pulverisierte Material und das Verbrennungsgas, die in der Hauptverbrennungskammer 83 umgewälzt werden, dem Einfluß der erzeugten Zentrifugalkraft, wodurch das Material zu dem Auslaß der Hauptverbrennungskammer transportiert wird und eine Schicht längs der Innenseite der Wand der Hauptverbrennungskammer bildet, während das Verbrennungsgas von dem Material getrennt wird und sich zu dem Auslaß bewegt, wobei eine Schicht aus Verbrennungsgas längs der Innenseite der zuvor erwähnten Materialschicht gebildet wird. Bei der Umwälzung führen das Pulver und/ oder das pulverisierte Material und das Verbrennungsgas einen direkten Wärmeaustausch durch.

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Das Pulver und/oder das pulverisierte Material und das verbrennungsgas, die die Hauptverbrennungskammer 83 verlassen haben, gelangen in die geneigte Leitung 91 und während sie in dieser Leitung umgewälzt werden, wird das Material erhitzt bzw. kalziniert. Das Material tritt dann in die Mischkammer 92 ein und mischt sich mit dem Auslaßgas, das von dem Schachtofen 96 zu dem Zyklon 97 über die Gasleitung zuströmt. In der Zwischenzeit dienen die Verengungen, die an dem oberen und unteren Teil der Mischkammer 92 ausgebildet sind, zur änderung der Richtung des zuvor erwähnten Material- und Gasgemischstroms bzw. bewirken eine spiralförmige Bewegung des Gemische, so daß das Gemisch gleichmäßig erhitzt wird. Selbst wenn daher die Erhitzung bzw. Kalzinierung ungleichmäßig bzw. unzureichend in der Hauptverbrennungskammer 83 bzw. in der geneigten Leitung 91 durchgeführt wird, wird eine gleichmäßige bzw. ausreichende Erhitzung bzw. Kalzinierung in der Mischkammer 92 durchgeführt.

Durchgeführte Experimente haben gezeigt„ daß eine eine hohe Wärme abgebende Verbrennung hoher Temperatur von 1.600 bis 2.00O⁰C bei geringem Luftüberschuß in der Vorerwärmungskairaner 82 erreicht wurde, daß ein Wärmeaustausch zwischen dem Pulver und/oder dem pulverisierten Material und dem Verbrennungsgas in der Hauptverbrennungskammer 83 durchgeführt wurde und daß als Ergebnis die Temperatur des Verbrennungsgases 1.200 bis l«400°C betrug. Während der Umwälzung in dem geneigten Rohr führte das Verbrennungsgas einen weiteren Wärmetausch durch und erreichte eine Temperatur von 1.000 bis 1.200 C. In der Mischkammer 92 mischte sich das Verbrennungsgas mit dem Aus.laßgas hoher Temperatur von 1.000 bis 1.200°C, das aus dem Gasrohr 95 kommt, und bildete ein gleichmäßiges Gasgemisch mit einer Temperatur von 900 bis 95O°C.

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Wenn die Querschnittsformen der geneigten Leitung 91 und der Mischkammer 9 2 rund gemacht werden, wird eine dicke, bewegliche Materialschicht innerhalb der Wände gebildet, wenn jedoch die Querschnittsformen der geneigten Leitung und der Mischkammer 92 wie in Figur 17 quadratisch gemacht werden, wird die Dicke der Materialschicht an der Innenseite der Wände vermindert.

Figur 15 zeigt Betriebsdaten wenigstens einer Ausführungsform, wobei die Linie A die Temperatur des Gasgemisches und den Kalzinierungswirkungsgrad des Materials an der Stelle A in Figur 14 zeigt, gemessen zu dem Zeitpunkt, in dem das auf eine Temperatur von 600 bis 7OO°C vorgeheizte Material in die Hauptverbrennungskammer 83 geblasen wird und einen Wärmetausch erfährt. Die Linie B zeigt die Beziehung der Temperatur des Materials bei dem Kalzinierungswirkungsgrad an der Stelle B der Figur 14, gemessen zu dem Zeitpunkt, in dem das oben erwähnte Material, das dem Wärmeaustausch unterworfen wurde, nach Durchgang durch die Mischkammer 92 und den Zyklon 97 erhitzt wird.

Wie Figur 15. zeigt, tritt der Wärmetausch zweimal auf; nicht nur in der Hauptverbrennungskammer 83 und dem geneigten Rohr 91 (durch die Linie A gezeigt), sondern auch in der Mischkammer 92 (durch die Linie B gezeigt), und außerdem ist die Wirksamkeit der Wärmetauschvorrichtung gemäß der Erfindung leicht verständlich.

Obwohl die Erfindung anhand von Vorrichtungen zur Kalzinierung von Zementmaterial erläutert wurde, kann sie auch auf Vorrichtungen zur Verarbeitung von Ätzkalk, Aluminium und allen anderen ähnlichen Materialien angewandt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erhitzung und Kalzinierung von Pulver und/oder pulverisierten Materialien, gekennzeichnet durch einen Verbrennungsofen, bestehend aus einer Vorverbrennungskammer und einer Hauptverbrennungskammer mit jeweils rundem Querschnitt, die koaxial miteinander verbunden sind, Verbrennungslufteinlaßrohre, die tangential an die Vorverbrennungs- und die Hauptverbrennungskammer angeschlossen sind, einen Brenner zum Einspritzen von Brennstoff in die Vorverbrennungskammer, und Materialzuführvorrichtungen, die an die Verbrennungslufteinlaßrohre angeschlossen sind, die Luft zu der Hauptverbrennungskammer leiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Brenner, der Brennstoff in die Hauptverbrennungskammer einspritzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Drallbleche an den Auslassen der Lufteinlaßrohre vorgesehen sind, die die Verbrennungsluft der Vorverbrennungskammer zuführen,

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Drallbleche an den Auslässen der Lufteinlaßrohre vorgesehen sind, die die Verbrennungsluft zu der Vorverbrennungs- und der Hauptverbrennungskammer leiten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ventile an dem Verbrennungsgasauslaß der Hauptverbrennungskammer vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Lufteinlaßrohre, die Verbrennungs-

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luft zu der Hauptverbrennungskammer leiten und die mit Vorrichtungen für die Zufuhr von Pulver und/oder pulverisiertem Material versehen sind, und durch Suspensionsvorheizeinrichtungen, die in einer der Anzahl der Lufteinlaßrohre/ die an die Materialzuführvorrichtungen angeschlossen sind, entsprechenden Anzahl von Zyklonvorheizeinrichtungen versehen sind.

7. Vorrichtung zur Erhitzung und Kalzinierung von pulverisierten Materialien, gekennzeichnet durch einen Verbrennungsofen, bestehend aus einer oberen Vorverbrennungskammer und einer unteren Hauptverbrennungskammer mit jeweils rundem Querschnitt, Verbrenmmgslufteinlaßrohren, die tangential an die Vor- und Hauptverbrennungskammer angeschlossen sind, Brenner, die jeweils an der Vor- und der Hauptverbrennungskammer vorgesehen sind, eine zylindrische Mischkammer mit einem größeren Durchmesser im zentralen Teil gegenüber den oberen und unteren Teilen, und durch eine geneigte Leitung, die den zentralen Teil der Mischkammer mit dem Auslaß der Hauptverbrennungskammer verbindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigte Leitung einen quadratischen Querschnitt hat.

9. Vorrichtung zur Erhitzung und Kalzinierung von Pulver und/oder pulverisierten Materialien, gekennzeichnet durch einen Verbrennungsofen, bestehend aus einer oberen Vorverbrennungskammer und einer unteren Hauptverbrennungskammer mit jeweils zylindrischem Querschnitt, Verbrennungslufteinlaßrohre, die tangential an die Vor- und Hauptverbrennungskammer angeschlossen sind, Brenner an der Vor- und Hauptverbrennungskammer,

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eine zylindrische Mischkammer, bei der der Durchmesser der oberen Teile kleiner als der der unteren Teile' ist, und durch eine geneigte Leitung, die das untere Ende der Mischkammer mit dem Auslaß der Hauptverbrennungskammer verbindet.

10. Zementkalzinierungsvorrichtung, bei der die Auslaßöffnung der Vorrichtung zur Erhitzung und Kalzinierung von Pulver und/oder pulverisierten Materialien an den nächstliegenden Teil des Schachtofens der Gasleitung der Zementkalzinierungsvorrichtung angeschlossen ist, die an der Gasleitung des Schachtofens eine Suspensionvorheizeinrichtung bestehend aus einigen Zyklonvorheizeinrichtungen hat.

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