CN100478294C - 包括分流引出含有害物质的转炉废气的水泥熟料生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的是在水泥熟料生产线中提供分流系统，其特征在于特别低的投资成本和操作成本，因此经济上是有利的，为此目的，本发明建议这样安装该分流系统，使得能够共同使用已经存在的系统过滤器如主废气过滤器和/或冷却器废气过滤器的容量，用于处理分流气流。

Description

包括分流引出含有害物质的转炉废气的水泥熟料生产方法
本发明涉及一种从水泥原粉生产水泥熟料的方法，所述水泥原粉在回转炉废气流过的至少一个换热器段中被预热，并在回转炉的烧结区被煅烧成水泥熟料，水泥熟料在后连接的冷却器中被冷却，包括引出转炉废气的热分流(分流气流)，转炉废气荷载易于附着的粉尘级分和/或气态/蒸汽态的有害物质，分流气流在混合室中冷却，随后从冷却的分流气流中分离含有害物质的粉尘。另外，本发明还涉及实施该方法的设备。
从水泥原粉生产水泥熟料时已知，很多投料如水泥原粉以及很多所用的化石燃料含有副组分，例如碱金属化合物、氯、硫化合物、重金属等，它们在回转炉的烧结区范围内例如以碱金属氯化物和碱金属硫酸盐化合物蒸发，在水泥熟料生产线的预热区重新冷凝/结晶，从而形成循环，因此既不利地影响水泥熟料的品质，本身也会显著干扰燃烧过程。
为了抑制水泥熟料生产线中的这种循环以及为了降低熟料生产工艺中形成循环的物质含量，例如由Broschüre″回转炉设备″Nr.8-100d，KHD HumboldtWedag AG，第10/11页，1984年5月已知，通过所谓的分流气体引出，一部分含有挥发化合物的、荷载粉尘的热炉废气，从转炉废气提升管的下部或者直接从转炉进料室分岔流出，在混合室中通过通入外部空气而冷却，分流气流中含有的蒸汽态有害物质可以在夹带的固体颗粒上冷凝，然后冷却的分流气流在特别的粉尘分离器中通过分离含有害物质的粉尘而加以净化。为了使分流气流待处理的体积以及其除粉尘装置不是太大，还已知，在例如1150℃的热分流气流中不仅混入作为冷却介质的外部空气，而且还喷入水，这促进了分流气流的急冷。
DE-C-2724372还公开一种包括引出分流气流的水泥熟料生产线，在混合室中，除了喷入的水外，不用新鲜空气，而是用生产废气或系统废气的分流进行冷却，所述分流在电分离器中已得到净化。但是，所述在系统过滤器中已净化的废气分流在分流气流的混合室中又荷载粉尘，其中，至少该废气分流在单独的分流气流粉尘过滤器中必须被第二次净化，所以带有分流气体引出装置的已知水泥熟料生产要求与较大过滤器体积成比例的较高投资成本和操作成本。
在水泥熟料生产中，分流问题增大，因为在增大的规模下，既在基本的工业过程中，也在扩大领域和发展领域，在水泥熟料生产中，使用载荷氯和硫的废燃料和剩余料作为所谓的二次燃料。因此，水泥熟料生产线的很多运行者试验通过分离(Ausschleusen)系统过滤器粉尘而将挥发成分(特别是氯、硫)的循环水平降低到可接受的程度。但顾忌到要安装单独的分流系统，这会带来相当大的投资和运行成本，用于额外的除粉尘装置，多数情况下是静电粉尘分离器，粉尘输送和通风机。由于加入大量的分流冷却空气而产生的分流混合气流总体上通常是很大的，以至于不能在已经存在的静电粉尘分离器中对已经存在量以外的系统废气进行处理。
本发明的任务在于，在水泥熟料生产线中提供分流系统，其特征在于特别低的投资成本和操作成本，因此经济上是有利的。
根据本发明，所述任务是通过如下技术方案实现的。
一种从水泥原粉生产水泥熟料的方法，所述水泥原粉在回转炉(19)废气流过的至少一个换热器段中被预热，并在回转炉的烧结区被煅烧成水泥熟料，水泥熟料在后连接的冷却器(20)中被冷却，包括引出转炉废气的热分流(32)(分流气流)，转炉废气荷载易于附着的粉尘级分和/或气态/蒸汽态的有害物质，分流气流(32)在混合室(33)中冷却，并随后从冷却的分流气流中分离含有害物质的粉尘，其特征在于以下特征：
a)水泥熟料生产线中已经存在的、未除粉尘的系统废气(22、39)的至少一支引出的分流(35、38)，在存在的系统过滤器(25、41)中进行除粉尘之前，通入混合室(33)中，并用于冷却分流气流(32)；
b)在废气-分流取样(37)的下游，由混合室(33)引出的混合气流(34)同样在系统过滤器(25、41)之前再次返回到系统废气(22、39)中。
从水泥原粉生产水泥熟料的装置，包括回转炉(19)，至少一个与回转炉前连接的并且废气从其流过的换热器段，特别是旋风式悬浮气体-换热器系统，与回转炉(19)后连接的熟料冷却器(16)，以及分流气体引出(32)，用以将转炉废气的分流引出到混合室(33)中，同时冷却分流气流，以及随后从冷却的分流气流中分离含有害物质的粉尘，其特征作用于以下特征：
a)从换热器段和/或熟料冷却器(20)的废气管线(22)或(39)分支出分流管线(35)或(38)，并通入混合室(33)中；
b)在废气-分流取样(37)下游，混合室(33)又连接废气管线(22)或(39)，目的是将冷却的混合气体(34)通入废气管线中；
c)不但废气-分流取样(37)，而且混合气体(34)返回废气管线(22)或(39)，在流向上都位于系统过滤器(25)或熟料冷却器-过滤器(41)之前。
本发明有利的技术方案记载在从属权利要求中。
在本发明的分流气体系统中，在混合室中，为了冷却分流气流，没有通入新鲜空气，而是在水泥熟料生产线中已经存在的系统废气的至少一支引出的分流以未除粉尘的状态，即在存在的系统过滤器中进行除粉尘之前，通入混合室中，并在那里用于冷却分流气流。在此，作为冷却介质用于分流气流的系统废气，可以是原粉-换热器段的废气和/或是在水泥熟料生产线中本身不再可利用的、熟料冷却器中已经存在的残余废气和/或是用换热器段-废气运行的粉干燥设备的废气。所有这些未除粉尘的系统废气流，连接在已经存在的系统过滤器，适合于冷却分流气流。对分流-混合气体必要的剩余冷却通过喷水实现，因此通过水蒸汽只形成很少量的额外气体体积。然后，在系统气体分流提取的下游，由分流气流冷却的混合室引出的混合气流同样在系统过滤器之前再次返回到系统气体中，然后对系统废气和分流气流进行除粉尘。通过引出约300℃的热系统废气的分流，作为冷却介质用于分流气流的混合室，并且将混合气体再次返回到其系统过滤器之前的系统废气中，待除粉尘的气体量与没有分流系统的运行相比，仅略有升高。还需强调的是：通过根据本发明的分流气体系统能够利用已经存在的系统过滤器的容量来处理分流气流。
事实表明，在根据本发明的分流气体系统情况下，待除粉尘的废气量与没有分流系统的运行相比，仅微不足道地有所升高，即，升高约3～4％，只是由于向煅烧器中增加热能输入和由水蒸发的气体量引起。这样小的总废气升高量常常处于水泥熟料生产线已经存在的过滤器和废气通风机的保留容量范围内，或者由于相对于高的投资总和而言只忍受微不足道的较低效率，因而是有利的。
在混合室中对分流废气进行额外的水冷却，从例如1250℃冷却到例如800℃，有利于使废气量、混合室尺寸以及通风机尺寸减小。
水泥熟料生产线的根据本发明的经济的分流气体系统对于分流运行可实现至少10％分流，即，直到达到至少为分流气体引出的量级，也可以使用已经存在的系统过滤器的容积用于处理分流气流，从而可以省去安装单独的分流气流除粉尘设备，如由说明书最后所示的多个实施例所表明的。
以下借助在附图中示意性表示的实施例详细说明本发明以及本发明的其他特征和优点。
附图为：
图1：水泥熟料生产线的工艺流程图，包括通过系统过滤器对分流气流进行除粉尘，和
图2：水泥熟料生产线的工艺流程图，包括通过水泥熟料冷却器的过滤器对分流气流进行除粉尘。
在图1的水泥熟料生产线中，水泥原粉10从上面装入原粉预热器中，在那里，依次通过旋流式悬浮气体-换热器11、12、12、13、14，结合有相对预煅烧阶段的热废气15的平行流/对流，从而在最下面的旋流式分离器16中与热废气流15分开，并且作为高度(例如95％)的煅烧的水泥原粉17通入回转炉19的进料室18中，在其烧结区中被烧结成水泥熟料，然后在熟料冷却器20例如Rost-冷却器中冷却。冷却的水泥熟料经21离开冷却器20。
冷却水泥原粉的系统废气以约300℃的温度经22从上部离开原粉预热器。该废气经过烟道气泵23通入喷雾式洗涤塔24，在那用蒸发冷却的水喷淋进行湿度处理，并在系统过滤器25中冷却到约150℃，在通常静电粉尘分离器中除去粉尘26，然后经过另一废气通风机27，作为净化的系统废气28经过主烟囱29引出。在喷雾式洗涤塔24以及在系统过滤器25中收集的粉尘经过粉尘料槽30，经过运送管线31加入未画出的水泥熟料研磨设备中。
从回转炉19的进料室18引出例如约10％量的转炉废气，作为约1250℃较热的分流气流32，粉尘载荷约200g/Nm3。分流气流32在混合室33中冷却，而且冷却到约400℃的混合气体34，其中用作混合室33中冷却介质的不是新鲜空气，而是在水泥熟料生产线中已经存在的未除粉尘的系统废气22的至少一个分流35，即，利用未除粉尘的系统废气22的至少一个分流作为用于热分流气流32的冷却介质。通过在混合室33中喷入水36还可以进一步降低离开混合室33的混合气体34的温度，例如降到300℃。系统气体分流取样37的下游，由混合室引出的混合气流34，同样在系统过滤器25或其之前连接的喷雾式洗涤塔24之前再返回到系统废气中。
在图2的实施例的水泥熟料生产线情况下，由回转炉19的进料室18引出的分流气流32同样在混合室33中冷却到同样约1250℃的温度，并且粉尘载荷同样为200g/Nm3，其中，作为混合室33中的冷却介质，使用在水泥熟料生产线本身中不再有用的、已经存在的约260℃的熟料冷却器20的热剩余废气39的一个分流38。在混合室33中，还喷入水40作为其他介质。这里，还在熟料冷却器废气分流取样的下游，由混合室33引出的混合气流34，同样在是Rost冷却器过滤器的系统过滤器41之前返回到冷却器废气39中。净化的Rost冷却器废气42经过通风机43加入烟囱44中，而在冷却器过滤器41中收集的粉尘45同样通入水泥熟料研磨设备中。
事实表明，与没有分流的水泥熟料生产线相比，运行根据本发明的分流气体系统只产生升高约3.7％到约5％的废气量，其被水泥熟料生产线中存在的系统过滤器或存在的冷却器过滤器的保留容量所收容，而且为在大多情况下足够的10％分流而计算带有合适的预煅烧器的水泥熟料生产线，其中，整个工艺所需的燃料需求量的约60％燃烧，在每天4500吨水泥熟料的生产能力情况下，不需要为分流气流安装单独的特别的除粉尘设备。

Claims (4)

1、一种从水泥原粉生产水泥熟料的方法，所述水泥原粉在回转炉(19)废气流过的至少一个换热器段中被预热，并在回转炉的烧结区被煅烧成水泥熟料，水泥熟料在后连接的冷却器(20)中被冷却，包括引出转炉废气的热分流(32)，转炉废气荷载易于附着的粉尘级分和/或气态/蒸汽态的有害物质，分流气流(32)在混合室(33)中冷却，并随后从冷却的分流气流中分离含有害物质的粉尘，其特征在于：
a)水泥熟料生产线中已经存在的、熟料冷却器(20)的残余废气(39)的至少一支引出的分流(38)，作为已经存在的未除粉尘的系统废气(39)，在存在的系统过滤器(41)中进行除粉尘之前，通入混合室(33)中，并用于冷却分流气流(32)；
b)在废气-分流取样(37)的下游，由混合室(33)引出的混合气流(34)同样在系统过滤器(41)之前再次返回到系统废气(39)中。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，作为冷却介质使用的系统废气是用换热器段-废气(22)运行的研磨干燥设备的废气。
3.从水泥原粉生产水泥熟料的装置，包括回转炉(19)，至少一个与回转炉前连接的并且废气从其流过的换热器段，与回转炉(19)后连接的熟料冷却器(20)，以及分流气体引出(32)，用以将转炉废气的分流引出到混合室(33)中，同时冷却分流气流，以及随后从冷却的分流气流中分离含有害物质的粉尘，其特征在于：
a)从熟料冷却器(20)的废气管线(39)分支出分流管线(38)，并通入混合室(33)中；
b)在废气-分流取样(37)下游，混合室(33)又连接废气管线(39)，目的是将冷却的混合气体(34)通入废气管线中；
c)不但废气-分流取样(37)，而且混合气体(34)返回废气管线(39)，在流向上都位于熟料冷却器-过滤器(41)之前。
4.权利要求3的装置，其中所述换热器段是旋风式悬浮气体-换热器系统。
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