生產水泥熟料的方法和設備的製作方法

2023-05-05 01:59:51

專利名稱：生產水泥熟料的方法和設備的製作方法
生產水泥熟料的方法和設備
本發明涉及生產水泥熟料的方法，通過該方法水泥原料在預熱器 中進行預加熱，在煅燒爐中利用熱氣以懸浮體的形式進行煅燒，在旋 風分離器中與氣體分離，在窯中燒成水泥熟料，隨後在冷卻器中進行
冷卻，通過該方法一些具有高CaO含量的煅燒原料利用附加的分離旋 風分離器通過煅燒階段進行分離(extract)。含有CaO的、分離的、 煅燒過的原料可有利地用於生產熟石灰(Ca(OH)2)，根據已知技術用於 減少從窯設備例如生產水泥熟料的窯設備中的S02排放。本發明也涉 及實施該方法的裝置。
例如在WO2005/100247中已知上述類型的方法和設備。在該已知 的設備中，使用小的與煅燒爐分離旋風分離器平行設置的附加旋風分 離器對部分煅燒過的生料進行分離。根據該專利申請，能利用位於上 述附加旋風分離器的氣體排氣管道上的閥門調整通過附加旋風分離器 進行分離的材料量。典型地，來自附加旋風分離器並通過排氣管道輸 送的氣體溫度約卯0。C,在實際操作中，已經證實提供能夠在此溫度 進行可靠操作的閥門非常困難。此外，氣體可含有一定量鹼，在高溫 下相當粘著，因此具有在閥門和閥門附近阻塞的傾向，必然伴有閥門 卡住的危險。
本發明的目的是提供消除或顯著減少上述缺點的方法及設備。 根據本發明，通過在介紹部分提及的方法獲得上述目的，特徵在
於從附加分離旋風分離器輸送的氣體通過引入氣流的水泥原料冷卻到
最高850'C溫度。
從而，能夠通過已知方式以比迄今為止更可靠的方式調整通過附
加旋風分離器進行分離的材料的量，同時也顯著降低鹼導致的阻塞危
險。這是由於較低溫度允許利用通常已知的控制方式，及氣體中的鹼
在低於850。C溫度會冷凝並固著到氣體中的顆粒上。
4就此而論，應值得注意的是，冷卻到低於約870。C溫度並與含有
C02的排氣接觸的燒石灰將開始再次碳化，從而損失其還原S02的反
應性。因此最重要的是用於生產熟石灰的、分離的、煅燒過的原料在 進行冷卻前從含有co2氣體中進行分離。
WO2005/100247中所示設備的另 一缺點是與沒有附加分離旋風 分離器的設備相比生產能力降低，因為來自附加分離旋風分離器的氣 體要返回到預熱器。在某種程度上能通過提高將氣體抽吸通過窯系統 的鼓風機容量降低這種缺點。然而，這不是最佳方法，因此優選來自 附加分離旋風分離器的氣體通過包括單獨鼓風機的單獨系統進行輸 送。由此，能夠保持設備的生產能力不取決於通過附加旋風分離器分 離的煅燒過的原料的量。
單獨系統可適當地包括至少一個旋風分離階段，其中氣體進行冷 卻並在氣體進一步通過鼓風機抽到過濾器(如果有的話)前從用於冷卻 的水泥原料中進行分離。在單獨系統最低旋風分離階段從氣體中分離 的水泥原料優選引入到煅燒爐中。
如上所述，含有CaO的、分離的、煅燒過的原料用於生產熟石灰 (Ca(OH)2)，其能隨後用於減少氣流例如生產水泥熟料的窯設備排氣中 的S02含量。在該過程中，僅有熟石灰顆粒的外表面與進行淨化的含 有S02的氣體接觸，相對於僅在表面上進行水化的顆粒，利用水化到 核心的顆粒就S02還原而言並沒有獲得顯著改善。此外，表面上的初 始水化是相對較快的過程，而隨後核心的水化是較慢過程，這是由於 在水化過程中，水必須從顆粒表面穿越已經水化的石灰層擴散到核心。 因此根據本發明，優選含有CaO並用於生產熟石灰的原料在單獨的煅
燒爐中進行煅燒。由此，這種原料能煅燒成用於S02還原的最佳程度，
而不取決於要燒成水泥熟料的剩餘原料。就此而論，應值得注意的是， 也是從顆粒表面到核心進行材料顆粒的煅燒。
基本上，能用來自窯的排氣對這種附加的、單獨的煅燒爐進行進 料，然而優選用來自熟料冷卻器的空氣進行供料。這將降低單獨系統 中的鹼量到可以忽略的水平，顯著降低阻塞的危險。用於實施根據本發明方法的設備包括預熱水泥原料的預熱器、利 用熱氣以懸浮體形式煅燒預熱的水泥原料的煅燒爐、從氣體中分離煅 燒原料的旋風分離器、焙燒水泥熟料的窯爐、隨後冷卻水泥熟料的冷
卻器、及用於在煅燒階段分離一些具有高CaO含量的煅燒過的原料的 附加分離旋風分離器，特徵在於包括將水泥原料引入到從附加分離旋 風分離器輸送的氣流中的裝置，以將氣體冷卻到最高850。C的溫度。 由下面給出的描述及專利的權利要求給出本發明的其它特徵。 現在參考示意性附圖更為詳細的解釋本發明，其中，

圖1顯示常規的水泥生產設備，其中利用根據本發明的方法， 圖2顯示實施根據本發明方法的設備的可替換的實施方案，及 圖3顯示實施根據本發明方法的設備的特別優選的實施方案。 在圖1中看出，水泥生產設備包括具有4個旋風分離階段la-ld 的旋風分離預熱器l、具有分離旋風分離器2a的煅燒爐2、迴轉窯3 以及熟料冷卻器4。設備以常規方式進行操作，在進口 8將原料引入 進料管道，進行旋風分離預熱器的第一旋風分離階段la，相對於分別 在迴轉窯3中燃燒器9及煅燒爐10中燃燒器IO產生的並通過鼓風機 17抽吸通過設備的熱排氣以逆流方式首先傳送通過預熱器1、煅燒爐 2，然後通過迴轉窯3對原料進行加熱、煅燒並燒成熟料。燒成的熟料 隨後在冷卻器4中冷卻，冷卻空氣通過管道15從冷卻器傳送到煅燒爐 2。設備還包括與分離旋風分離器2a平行設置的附加分離旋風分離器 5a。然而分離旋風分離器5a也可與分離旋風分離器2a串聯設置，直 接與煅燒爐2連接。通過旋風分離器5a分離的材料P的量能通過位於 上述提及的附加旋風分離器5a氣體的排氣管道14上的閥門5b進行調 節。分離的、煅燒過的原料P隨後輸送到水化單元6中，水化單元並 不在本專利申請範圍內，因此不進行進一步詳細描述，熟石灰通過管 道7傳輸到進口 8。
根據本發明，從附加分離旋風分離器5a通過排氣管道14輸送的 氣體通過由進口 12引入排氣管道14的水泥原料冷卻到最高850'C的 溫度。因此，能以可靠的方式調節通過附加分離旋風分離器5a分離的材料的量，而沒有任何顯著的阻塞危險，這主要可歸因於較低溫度使
其能夠使用通常已知的控制裝置例如普通的控制閘門5b及氣體中的 鹼會冷凝並固著在氣體中的顆粒上。
在圖2中看出，水泥生產設備基本上與圖l所示的設備相對應， 相同附圖標記用於相似元件。在圖2中所示的設備中，氣體從附加分 離旋風分離器5a通過包括單獨鼓風機18的單獨系統進行輸送。因此 能夠保持設備的生產能力不取決於通過附加旋風分離器5a分離的煅 燒過的原料的量。如圖2所示，除排氣管道14之外，單獨系統包括2 個旋風分離階段5d及5e，通過位於連接2個旋風分離階段的氣體管 道上的進口 12引入用於冷卻氣體的原料，其中氣體進行冷卻並在氣體 通過鼓風機18抽到過濾器(如果引入的話，沒有顯示)前從用於冷卻 的水泥原料中分離。在最低的分離旋風階段5d從氣體中分離的水泥原 料優選直接輸送到煅燒爐2中，與從旋風分離器ld供料到煅燒爐2 的其餘水泥原料一起進行煅燒。
通過圖2所示設備中旋風分離器5a分離的材料P的量能通過鼓風 機18進行調節，而通過排氣管道14輸送通過單獨系統的氣體的溫度 能通過由進口 12引入的原料的量及溫度進行調節。分離的、煅燒過的 原料P能直接輸送到與圖1中沒有顯示的水化單元類似的水化單元中。
在圖3中看出，在很大程度上水泥生產設備與圖2所示的設備相 對應，相同附圖標記用於相似元件。然而在圖3所示的設備中，含有 CaO並用於生產熟石灰的原料在單獨的煅燒爐20中進行煅燒。因此， 這種原料能煅燒到還原S02所需的最佳程度，而不取決於燒成水泥熟 料的剩餘原料。優選對單獨的煅燒爐20供給來自熟料冷卻器4的空氣， 並且通過燃燒器10a供給燃料到所需程度。因此，單獨系統中的鹼含 量可以忽略，由此顯著降低阻塞的危險。此外，在單獨系統最低旋風 分離階段5d從氣體中分離的水泥原料可引入到單獨的煅燒爐20中。 在這個實施方案中，與通過主燃燒器10引入的燃料相比具有不同物理 性能或化學組成的燃料可通過燃燒器10a引入。
本發明並不被限制於實施例中給出的實施方案，能設想出許多在提出的專利權利要求範圍內的其它實施方案。因此，本專利也包括任 何僅包括立管管道代替具體煅燒爐的設備。此外，對於所有顯示的實
施方案，排氣管道14中的氣體可冷卻到所希望或必需的較低溫度，這 是預料中的結論。因此，在某些情況下，氣體必須冷卻到最高800'C、 700°C、 500。C的溫度或冷卻到不高於300X:或甚至更低的溫度，這是 完全可能的。原則上，可使用從過程中任何位置處分離的水泥原料進 行氣體的冷卻，只要其溫度低於希望進行冷卻的氣體。然而，優選在 排氣管道14中的用於冷卻氣體的原料主要由與在進口 8引入的原料類 似的新的原料組成。此外，在某些情況下，可有利地使用(特別是作為 補充)來自水泥廠過濾裝置的過濾器粉塵，並沒有顯示。從附加分離旋 風分離器5a輸送的引入氣體中的水泥原料，可具有不同於通過進口 8 引入到預熱器1中的水泥原料的物理性能或化學組成。因此，可也有 利也將具有較高或較低硫或有機碳含量的原料供料到單獨的支線 (string)中。可也有利地將具有較高或較低水含量的原料供料到單獨 的支線中。
權利要求
1. 生產水泥熟料的方法，通過該方法水泥原料在預熱器(1)中進行預加熱，在煅燒爐(2，20)中利用熱氣以懸浮體的形式進行煅燒，在旋風分離器(2a)中從氣體中分離，在窯(3)中燒成水泥熟料，隨後在冷卻器(4)中進行冷卻，通過該方法一定量的具有高CaO含量的煅燒過的原料通過附加分離旋風分離器(5a)在煅燒階段(2，20)進行分離，特徵在於，通過引入到氣流中的水泥原料將從附加分離旋風分離器(5a)輸送的氣體冷卻到最高850℃的溫度。
2. 根據權利要求1的方法，特徵在於，來自附加分離旋風分離器 (5a)中的氣體通過包括單獨鼓風機(18)的單獨系統進行輸送。
3. 根據權利要求2的方法，特徵在於，所述單獨系統包括至少一 個旋風分離階段(5d, 5e)，其中氣體進行冷卻並在氣體通過鼓風機 進一步抽出前從用於冷卻的水泥原料中進行分離。
4. 根據權利要求3的方法，特徵在於，將在單獨系統最低旋風分 離階段(5d)中從氣體中分離的水泥原料引入到煅燒爐(2)中。
5. 根據權利要求2的方法，特徵在於，含有CaO並用於生產熟石 灰的原料在單獨的煅燒爐(20)中進行煅燒。
6. 根據權利要求5的方法，特徵在於，對附加的單獨的煅燒爐(20) 供給來自熟料冷卻器(4)的空氣。
7. 根據權利要求6的方法，特徵在於，將在單獨系統最低旋風分 離階段(5d)中從氣體中分離的水泥原料引入到單獨的煅燒爐(20)中。
8. 根據權利要求6的方法，特徵在於，與通過主燃燒器(10)引 入的燃料相比具有不同物理性能或化學組成的燃料通過燃燒器(10a) 引入。
9. 根據權利要求1的方法，特徵在於，從附加分離旋風分離器(5a) 輸送的引入氣體中的水泥原料，具有不同於通過進口 (8)引入到預熱 器(1)中的水泥原料的物理性能或化學組成。
10. 實施根據在前權利要求方法的設備，其包括預熱水泥原料的預 熱器(l)、利用熱氣以懸浮體的形式煅燒預熱的水泥原料的煅燒爐(2， 20)、從氣體中分離煅燒原料的旋風分離器(2a)、焙燒水泥熟料的 窯爐(3)、隨後冷卻水泥熟料的冷卻器(4)、及用於在煅燒階段(2, 20 )分離 一定量具有高CaO含量的煅燒過的原料的附加分離旋風分離 器(5a),特徵在於，包括將水泥原料引入到從附加分離旋風分離器 輸送的氣流中的裝置(12),以將氣體冷卻到最高850'C的溫度。
全文摘要
公開了生產水泥熟料的方法及設備，通過該方法水泥原料在預熱器(1)中進行預加熱，在煅燒爐(2，20)中利用熱氣以懸浮體形式進行煅燒，在旋風分離器(2a)中從氣體中分離，在窯(3)中燒成水泥熟料，隨後在冷卻器(4)中進行冷卻，通過該方法一定量的具有高CaO含量的煅燒過的原料通過附加分離旋風分離器(5a)在煅燒階段(2，20)進行分離。方法和設備的特徵在於，通過引入到氣流中的水泥原料將從附加分離旋風分離器(5a)輸送的氣體冷卻到最高850℃的溫度。從而，能夠通過已知方式以比迄今為止更可靠的方式調節通過附加旋風分離器進行分離的材料的量，同時也顯著降低鹼導致的阻塞危險。這是由於較低溫度允許利用通常已知的控制方式，及氣體中的鹼在低於850℃的溫度會冷凝並固著到氣體中的顆粒上。
文檔編號F27B7/20GK101426747SQ200780013887
公開日2009年5月6日 申請日期2007年3月21日 優先權日2006年5月10日
發明者J·P·漢森 申請人:弗·爾·斯米德恩公司