CN101065337B

CN101065337B - 焙烧含有碳酸盐的矿物料以形成水硬粘结料的焙烧设备和方法

Info

Publication number: CN101065337B
Application number: CN2005800403872A
Authority: CN
Inventors: J·迪皮伊
Original assignee: Technip France SAS
Current assignee: Technip Energies France SAS
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: EP1807375A2; US7549859B2; FR2876782B1; WO2006042923A2; US20070248925A1; WO2006042923A3; CN101065337A; BRPI0517082A; FR2876782A1

Abstract

本发明涉及焙烧设备，其包括一燃烧室(15)，燃烧室(15)具有用于输入矿物料且连接于一预热器(27)的输入部件(53)、用于在燃烧室(15)中保持700℃至900℃的温度的燃烧部件(55)、用于输入二氧化碳含量受控制的处理气体以阻止碳酸盐在所述燃烧室(15)中分解的附加的处理气体输入部件、以及用于提取焙烧的矿物料且通到冷却器(31)的提取部件(61)。燃烧室(15)包括形成一流化床的流化床形成部件(51)。处理气体输入部件通过至少一分流导道(91)至少部分地供以燃烧室(15)的一部分燃烧烟雾(21)。本发明可用于生产水硬粘结料。

Description

焙烧含有碳酸盐的矿物料以形成水硬粘结料的焙烧设备和方法

技术领域

本发明涉及焙烧设备，其焙烧含有碳酸盐的矿物料，以形成水硬粘结料，所述焙烧设备包括至少一焙烧器，所述设备相继包括：一预热器、至少一生产水硬粘结料的焙烧器，所述焙烧器包括一燃烧室；以及一冷却器；

所述燃烧室包括：

-输入部件，其将矿物料输入到所述燃烧室中，并连接于所述预热器；

-燃烧部件，其用于在所述燃烧室中保持700℃至900℃的温度，所述燃烧部件具有使来自冷却器的助燃气体输入到所述燃烧室中的输入部件；

-附加的处理气体输入部件，所述处理气体输入部件将二氧化碳含量受控制的处理气体输入到所述燃烧室中，用于阻止碳酸盐在所述燃烧室中分解；以及

-焙烧的矿物料的提取部件，其通到所述冷却器；

所述设备包括烟雾排放部件，所述烟雾排放部件使来自所述的焙烧器或每个焙烧器的燃烧烟雾排放到大气中。

背景技术

所谓“水硬粘结料”，是指由粒状料(fines particules)组成的粉状材料，其通过与水接触起作用而形成固化块体，以提高机械强度性能。水硬粘结料的实施例是水泥、石灰、炉渣、白榴火山灰、热电站的炉灰。

前述设备用于生产称其为“kalsin”的人造水硬粘结料，如专利申请EP-A-0167465中所述。

“kalsin”类型的结合料是以粘土质相以及至少一种碳酸盐、优选地是碳酸钙、也可以具有碳酸镁为基础的产品。碳酸盐通过脱羟基化作用(déhydroxylation)和通过钙化合起作用，不形成生石灰。

术语“碳酸盐”系指由碳酸与一种基质物化合而生成的一种盐。这种盐包括碳酸盐阴离子和金属阳离子，优选的是碱或碱土阳离子。

所述设备与生产“kalsin”结合料相同，也可生产水泥烧结料(clinker de ciment)。所谓“水泥烧结料”，是指由焙烧转炉烧结而成的材料，所述材料通过在例如约1500℃的高温下局部熔融，且通过多种氧化物例如氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁的化合，形成球体或细粒。如此获得的烧结料粉碎后添加适当的添加剂，适于生产水泥。公知的生产烧结料的设备在EP0754924中述及。

在J.SIRCHIS编辑、ELSEVIER出版社出版(1990年)的著作《水泥工业中的能量效率》中，M.PALIARD和M.MAKRIS撰写的文章“使用新型高性能水硬组分进行高效节能”提出，前述类型的“kalsin”结合料生产设备包括一焙烧器，其包括一燃料燃烧区域和一待焙烧料限制区域，来自冷却器的助燃气体被输入到所述燃料燃烧区域，具有受控制的二氧化碳局部压力的气体被输入到所述待焙烧料限制区域。

二氧化碳局部压力在限制区域提高，以阻止碳酸盐分解。

但是，输入到限制区域的二氧化碳排放到大气中，从而会在大气中增加污染环境的排放物质。

发明内容

因此，本发明旨在提供前述类型的焙烧设备，其污染环境的排放物质减少。

为此，本发明涉及前述类型的设备，其特征在于，燃烧室包括形成一流化床的流化床形成部件；以及

处理气体输入部件至少局部地通过至少一分流一部分燃烧烟雾的分流导道供气，所述分流导道来自烟雾排放部件。

本发明可单独地或根据所有技术上可能的组合包括以下的单个或多个特征：

-烟雾排放部件包括一来自燃烧室的燃烧烟雾的排放导道，分流导道连接在所述排放导道上；

-排放导道连接于预热器；

-它包括一生产烧结料的附加焙烧器，其不同于生产水硬粘结料的焙烧器，所述附加焙烧器具有一燃烧炉，烟雾排放部件包括一排放所述燃烧炉的燃烧烟雾的附加排放导道，分流导道连接在所述附加排放导道上；

-附加排放导道连接于一附加预热器，所述附加预热器通到附加焙烧器中；

-燃烧部件在流化床形成部件和输入二氧化碳含量受控制的气体的所述处理气体输入部件之间相继包括：

-燃料供给部件；然后

-使来自冷却器的助燃气体注入到燃烧室中的注入部件；

-冷却器至少局部地由一辅助分流导道供给，所述辅助分流导道分流来自烟雾排放部件的一部分燃烧烟雾；

-冷却器包括形成一流化床的辅助部件，用于冷却焙烧的矿物料；

-它包括循环部件，其使位于处理气体输入部件下游的燃烧室的一下游区域连接于位于燃烧部件上游的燃烧室的一上游区域；

-它包括辅助提取部件，提取在循环部件中循环的一部分再循环矿物料，所述辅助提取部件通到冷却器中；

-焙烧的矿物料的提取部件，其通到处理气体输入部件和流化床形成部件之间；

-燃烧部件包括一辅助燃烧室，其具有：

-辅助的输入部件，其输入来自预热器的一部分矿物料；以及

-使来自冷却器的助燃气体注入到辅助燃烧室中的注入部件；所述辅助燃烧室通过一出口导道连接于燃烧室，所述出口导道通到矿物料输入部件和附加的所述处理气体输入部件之间；以及

-所述流化床形成部件包括多个注入液化气体的喷口，并且所述喷口布置在所述燃烧室的底部。

本发明还涉及焙烧方法，其使用上述焙烧设备用以焙烧含有碳酸盐的矿物料以生产水硬粘结料，其包括至少一道焙烧工序，所述方法相继具有一道矿物料在一预热器中预热的工序、至少一道预热的矿物料在一燃烧室中焙烧的工序、以及一道焙烧的矿物料在一冷却器中冷却的工序；

所述焙烧工序具有以下步骤：

-使来自所述预热器的矿物料输入到所述燃烧室中；

-燃烧燃料，以便在所述燃烧室中保持700℃至900℃的温度，所述燃烧步骤包括使来自一冷却器的助燃气体输入到所述燃烧室中；

-将二氧化碳含量受控制的处理气体输入到所述燃烧室中，以阻止碳酸盐在所述燃烧室中分解；以及

-提取焙烧的矿物料，以使之输入到所述冷却器中；

所述方法包括一道排放工序，其使在焙烧工序或每道焙烧工序时产生的燃烧烟雾排放到大气中；

其特征在于，所述焙烧工序包括一道在所述燃烧室中形成一流化床的步骤；

并且，所述处理气体输入步骤包括至少部分地分流一部分在烟雾排放工序时排放的燃烧烟雾，还包括将所述分流的燃烧烟雾供给燃烧室。

根据上述的焙烧方法，所述流化床形成部件包括多个注入液化气体的喷口，并且所述喷口布置在所述燃烧室的底部。

附图说明

现在，参照附图描述本发明的实施例，附图如下：

图1是示意图，示出本发明的第一设备；

图2是图1所示的设备的一上游部分的放大图；

图3是图1所示的设备的一下游部分的放大图；

图4类似于图3，示出本发明的第二设备；

图5类似于图3，示出本发明的第三设备；以及

图6类似于图2，示出本发明的第四设备。

具体实施方式

如图1所示的原始矿物料的焙烧设备11包括一“kalsin”结合料生产装置13——其配有一流化床式燃烧燃烧室15，同时，还包括一烧结料生产装置17——其配有一燃烧转炉19。

设备11也包括将燃烧烟雾排放到大气中的烟雾排放部件21，所述烟雾排放部件21具有一排放导道23——其排放流化床式燃烧室15中产生的燃烧烟雾，还具有一附加排放导道25——其排放燃烧转炉19中产生的燃烧烟雾。

每个导道23、25配有一通风器23A、25A以及一通风器调节装置23B、25B，所述通风器调节装置23B、25B例如是一叶板或一可变速通风器，用于分别调节在各自的设备13和17中循环的气体各自的流量。

下文中，术语“上游”和“下游”相对于矿物料在设备中的循环而言。

“kalsin”结合料生产装置13从上游至下游相继包括一预热器27、一具有流化床式燃烧室15的焙烧器29、以及一冷却器31。

如图2所示，预热器27包括多个级联安装的预热旋流器33，以使朝焙烧器29下行的矿物料与从所述焙烧器29排放的朝烟雾排放部件21上升的烟雾接触。在所示的实施例中，级联安装三个旋流器33A、33B、33C。

预热器27包括一输入原始矿物料的上部入口35、一排放预热的料且通到焙烧器29中的下部出口37、一输入来自焙烧器29的烟雾的下部入口39、以及一排放冷却的烟雾的且通到排放导道23中的上部出口41。

每个旋流器33包括一供给气体和材料的切向入口43、一排放材料的配有一止回阀的下部出口45、以及一排放气体的上部出口47。

输入原始矿物料的上部入口35连接在气体导道中，所述气体导道通到上部旋流器33A的切向供气入口43A。

排放预热的料的下部出口37由下部旋流器33C的下部出口45C形成。

输入来自焙烧器的烟雾的下部入口39通到下部旋流器33C的切向入口43C中。

排放冷却的烟雾的上部出口41由上部旋流器33A的上部出口47A形成。

中间旋流器33B的切向入口43B一方面连接于上部旋流器33A的下部出口45A，另一方面连接于下部旋流器33C的上部出口47C。

中间旋流器33B的上部出口47B连接于上部旋流器33A的切向入口43A。中间旋流器33B的下部出口45B通到下部旋流器33C的切向入口43C中。

如图2所示，流化床式燃烧室15基本上垂直延伸。从上游至下游，在图2上，它具有形成一流化床的部件51、一输入预热的矿物料的入口53、燃烧部件55、一输入二氧化碳含量受控制的处理气体的入口57、以及焙烧的矿物料的循环部件59。燃烧室15还在流化床形成部件51和矿物料输入入口53之间，配有一提取焙烧的矿物料的可调侧面出口61。

流化床形成部件51包括一压缩器63，所述压缩器63一方面连接于一气体源65，另一方面连接于多个注入液化气体的喷口67。

气体源65例如含有二氧化碳，或者含有具有二氧化碳和氧的混合气的气体，例如与燃烧烟雾混合的空气，或者来自一产生二氧化碳的反应器例如转炉19的气体。

这种气体中二氧化碳的容积百分比例如为10％至40％。这种气体中氧的容积百分比，如果含有的话，则例如为3％至21％。

喷口67布置在燃烧室15的底部。每个喷口67通过一导道69连接于压缩器63，所述导道69配有一调节阀71。

输入矿物料的入口53连接于预热器27的排放出口37。它在侧面通到燃烧室15中。

燃烧部件可借助于燃烧器将具有或不具有助燃气体的燃料输入到燃烧室15中。

燃烧部件55包括一供给燃料入口73和一注入助燃气体的入口75。

供给燃料的入口73基本上与输入矿物料的入口53布置在同一高度。它相对于该输入入口53侧向错开。

入口73连接于一燃料贮存、定量和输送设备(未示出)，其例如装有低质量的燃料。

所谓“低质量的燃料”，例如是指废料或副产品，例如石油焦炭、废轮胎、废塑料、锯木屑、废油、沉淀物、动物粉，其发热量小，且难以燃烧。这些低质量的燃料一般在市场上能低价买到，因此，其使用具有较大的经济优越性。

注入助燃气体的入口75在供给燃料的入口73的下游通到该入口73附近。

该入口75配设多个周边通孔，通到燃烧室15中。这些通孔沿一注入气体的上游环77围绕燃烧室15加以分布。

该上游环77直接连接于一排放冷却器31的烟雾的上部出口79。通过注入环77输入的助燃气体比较富含氧。这种气体中氧的容积百分比例如为3％至21％。

有利地，这种气体比较贫含二氧化碳。这种气体中二氧化碳的容积百分比例如为0％至5％。

位于注入喷口67和助燃气体注入入口75之间的区域81限定一密集的流化床区域，矿物料保持在其中。入口75的下游区域83限定一膨胀的流化床区域。

密集区域81的高度，即助燃气体供给入口75的注入喷口67之间的分开距离，在设计设备11时，根据用于该设备11的燃料的性质加以选择。确切地说，如果使用低质量的燃料，则该高度增大，如果使用的燃料易于燃烧——发热量大的燃料例如燃油、天然气或某些木炭，则该高度减小。

输入二氧化碳含量受控制的气体的入口57配设多个通到燃烧室15中的周边通孔，其沿一输入气体的下游环85分布。

下游环85在上游环77的下游布置在该环77的上面，如图2所示。

输入入口57由来自烟雾排放部件21的第一和第二分流导道91和93供给。

如图1所示，第一分流导道91连接于排放燃烧室15中产生的燃烧烟雾的导道23。

第二分流导道93连接于排放燃烧炉19产生的燃烧烟雾的附加导道25。

每个分流导道91、93配有一检测仪器，其从排放导道23、25起相继分别包括一流量调节叶板95、一鼓风机97、一流量计99、以及一传感器101，所述传感器101测定所述导道91、93中二氧化碳的容积百分比。

检测仪器中的每个构件与一中央调节装置103进行电连接，所述中央调节装置103对经过入口57的含量受控制的气体中二氧化碳的含量进行调节。

二氧化碳含量受控制的气体比较富含二氧化碳。这种气体中二氧化碳的容积百分比例如为20％至40％。

有利地，这种气体另外比较贫含氧。这种气体中氧的容积百分比例如为0％至5％。

如图2所示，循环部件59从上游至下游，在图2上由上到下，相继包括一排放材料和气体的导道111以及一旋风分离器113。

排放导道111横向通到燃烧室15的上端部。

旋风分离器113包括一连接于排放导道111的切向入口115、一排放材料的下部出口117、以及一排放气体的上部出口119，其形成将烟雾输入到预热器27中的下部入口39。

出口117通到一循环导道121中，所述循环导道121在气体注入喷口67和矿物料输入入口53之间，在该入口53附近，在燃烧室15中侧面开启。导道121在燃烧室15中的孔优选地位于入口53的同一侧。循环导道121配有一止回阀121A。

如图3所示，材料提取出口61通到冷却器31的一材料供给入口122中。它配有一控制阀123，控制被提取的矿物料的数量。

控制阀123例如包括一截锥形循环通道125以及一堵塞该通道125的圆锥形可动活塞127。

堵塞活塞127安装在一平移活动杆的端部，处于一通道堵塞位置和一通道全开位置之间。

阀123的出口配有一止回阀。

冷却器31包括多个级联安装的、与预热器27具有相同结构的冷却旋流器133以及一排放成品的螺旋器135。

但是，与预热器27不同的是，上部冷却旋流器133A的切向入口137A连接于提取阀123的一出口。

另外，上部旋流器133A的上部出口139A连接于上游注入环77。

下部旋流器133C的切向入口137C由一新鲜空气输入导道140供气，所述新鲜空气输入导道140配有一可调节吸入的新鲜空气的通风器141以及一在所述通风器141的下游沿新鲜空气的循环方向进行测定的流量计143。

一轧孔145配设在切向入口137C和排放螺旋器135之间，位于输入导道140之下，用于回收来自中间旋流器133B的下部出口147B的矿物，其不受来自空气输入导道140的新鲜空气流的带动。

下部旋流器133C的材料排放出口147C也通到排放螺旋器135中。

排放螺旋器135布置在冷却室149中，所述冷却室149的壁通过水循环加以冷却。因此，通过间接热交换冷却来自轧孔145和出口147C的材料，既不与冷却水接触也不与之混合。燃烧室149通到一“kalsin”结合料的下部排放出口151中。

“kalsin”结合料生产装置13不配有粉碎部件。

如图1所示，烧结料生产装置例如是专利申请EP0754924中所述类型的装置。它从上游至下游包括一粉预热器161、一预热粉附加焙烧器163——其配有燃烧转炉19、一形成烧结料的焙烧粉冷却器165、以及一冷却的烧结料的粉碎装置167。

装置13包括一排放转炉19中产生的燃烧烟雾的导道169，所述转炉19延伸在焙烧器163和预热器161之间。另外，附加排放导道25连接于预热器161。炉19中产生的燃烧烟雾上升，穿过预热器161，且通过导道25排放。

烟雾排放部件21包括至少一过滤器171——排放导道23、25通到其中、以及一将烟雾排放到大气中的通风器173——其连接于所述过滤器171的一排放除尘气体的出口。

现在来描述在设备11中生产“kalsin”结合料的方法。

该方法包括一道矿物料预热步骤、一道预热的矿物料的焙烧步骤、以及一道焙烧的矿物料的冷却步骤。

在预热步骤中，原始的或“粉状”矿物料通过入口35输入到预热器27中。

所述粉由碳酸钙(含有或不含有碳酸镁)和含有氧化硅、铝或/和铁的称为“未加工的”混合物制成。

原料(cru)以公知的方式在直立式磨碎机或球碎机中破碎，直至其细度的特征为小于200微米的颗粒的单位数量约为98％，小于100微米的颗粒的单位数量约为80％至90％。

如图2所示，原始矿物料在旋流器33中，与通过入口39来自焙烧器29的燃烧烟雾对流，自上而下相继循环。

因此，矿物料在预热器27中由燃烧烟雾预热，直至在出口37处基本上达到650℃至800℃的温度。

在该预热过程中，当温度为500℃至700℃时，产生粘土的脱羟基化反应。

在燃烧步骤，预热的矿物料通过材料输入入口53输入到燃烧室15中。

在喷口67注入来自气源65的液化气的作用下，矿物料在区域81形成一密集的流化床。

在标准化温度和压力(0℃和100000帕斯卡)条件下，材料在密集区域81的集中基本上为气体的50kg/Nm³至200kg/Nm³。在实际温度和压力条件下，气体在区域81的速度为0.6m/s至0.8m/s。

在密集区域81之上，呈上升流的悬置材料然后由来自气体供给入口75和气体输入入口57的气体载送。因此，在膨胀区域83获得稀释相膨胀流化床，其中，气体的速度大于2m/s，优选地大于3m/s至5m/s，材料密度小于密集区域81密集相的材料密度。

同时，燃料通过供给入口73输入到区域81中。燃料通过部件51产生的流化现象所产生的紊流与料紧密接触。

在密集区域81，燃料借助于液化气中含有的氧开始燃烧。这种开始燃烧消耗来自气体源65的所有氧，围绕矿物料的颗粒形成富含二氧化碳的气体气氛。

通过环77与来自冷却器31的助燃气体相接触，燃料的燃烧更加强烈地继续进行。

因此，燃烧室15中温度达到700℃至900℃。

在预热步骤时活化的氧化硅、氧化铝或/和氧化铁与活化的碳酸钙之间产生钙化合物，不释放二氧化碳。

为了避免矿物料中含有的碳酸盐在通过入口77输入助燃气体之后分解，由焙烧器29中产生的一部分燃烧烟雾和烧结料生产装置17的焙烧器163中产生的一部分燃烧烟雾构成的二氧化碳含量受控制的气体，通过下游环85输入到燃烧室15中。

中央装置103根据传感器101测得的二氧化碳含量调节注入的气体的流量，以使由一传感器199测得的燃烧室15中的二氧化碳含量基本上保持在25％至40％。

因此，膨胀区域83碳酸盐的离解作用降低，从而减少二氧化碳的产生。

当二氧化碳含量受控制的气体的外部气源例如一储气罐连接于代替导道91和93的环85时，也获得这种结果。

在所示的实施例中，来自焙烧室15和燃烧炉19的一部分燃烧烟雾的再循环，避免附加的二氧化碳输入到设备11中，从而也有助于减少污染环境的排放物质排放到大气中。

此外，由环85输入的气体的二氧化碳含量无害于燃料在膨胀区域83的燃烧，即使这种燃料是低质量的燃料。因此，可使用一流化床式燃烧室15进行焙烧，同样使用低质量的燃料。

另外，当所使用的燃料是低质量的燃料时，环85和77之间的距离选择得更大。因为碳酸盐放出二氧化碳的离解作用与燃料燃烧引起的供热有联系，所以当使用缓慢燃烧的低质量的燃料时，可在两个环85和77之间布置较大的反应容积，不会造成因碳酸盐的离解作用而引起的强烈燃烧。这种布置便于使用低质量的燃料。

然后，矿物料由气体朝燃烧室15的上端部输送，再通过导道111和旋流器113排出。然后，矿物料通过再循环导道121再引入到密集区域81。因此，料在燃烧室15中平均地进行多个周期的焙烧。

在冷却步骤，如图3所示，一部分焙烧的料通过阀123提取，在重力作用下流入到接连的冷却旋流器133中。料由新鲜空气加以冷却，所述新鲜空气由导道140输入，在冷却旋流器133中与所述料对流循环。

如此冷却的料在螺旋器135的入口具有350℃至250℃的温度。然后，料由螺旋器135排出，经受最后的冷却。由出口151排出的成品是称为“kalsin”结合料的水硬粘结料。

该成品仅需要很小的粉碎能量，因为其呈具有流动性的粉末形状，其中，仅有一些颗粒有时可能粘结。

必要时，成品按在专利文献EP 0 167 465中明确记载的比例，与在所述烧结料生产装置17中生产的烧结料部分地混合，以便在粉碎之后构成水硬粘结料。

在图2上用虚线示出的一实施例中，一材料分流导道201连接在预热器29的材料出口37和焙烧室15的输入入口53之间，以分流一部分预热的矿物料。该导道201通到循环导道121中。

在其它实施例中，入口57仅连接于装置17的转炉19中产生的燃烧烟雾的分流导道93。

如图4所示，本发明的第二设备211类似于第一设备11。

但是，与第一设备11的区别在于，冷却器31不配有级联式冷却旋流器。

冷却器31包括级联布置的上游流化床通道213和下游流化床通道215。

上游通道213在一材料输入入口217和一材料排放出口219之间基本上呈水平状态延伸，所述材料输入入口217在附图上位于左面，所述材料排放出口219通到下游燃烧室215中。上游导道213包括多个气体注入喷口221和一气体下游排放孔223。

材料输入入口217一方面连接于一提取装置225——其连接在再循环旋流器113上，另一方面连接于提取阀123的出口。

注入喷口221分布在通道213的底部，位于入口217和出口219之间。它们适于通过一鼓风机226接纳的压缩的空气或空气与二氧化碳的混合气，与焙烧器29接纳的矿物料形成一密集流化床。

上游通道213的底部略微倾斜，以便于从入口217朝出口219排出料。

在其它实施例中，通道213不配有喷口。冷却空气由布置在通道213的底部的多个孔喷射出来。

气体排放孔223布置在通道213的上部下游端部。所述孔连接于一排放旋流器229的一切向输入导道227。

旋流器229的上部出口231通过一鼓风机232A和一流量测定传感器232B，向入口75的上游环77供给助燃气体。

此外，旋流器229的下部材料出口233通过一止回阀通到出口219。

第二通道215的结构类似于第一通道213。但是，与第一通道213不同的是，一供水管组式热交换器235相对于注入喷口221布置在通道215中。另外，第二通道215的排放旋流器239的上部出口在过滤器171的上游与导道23和25的下游，通过一鼓风机237A通到烟雾排放部件21中。

通道215的鼓风机238优选地供以外部空气。

来自旋流器229和239的气体由鼓风机232A和237A抽吸。在导道231中循环的气体的流量由装置232B测定，而其流量由鼓风机232A的转速或者通过安装就位的可调节节流门加以控制。流经旋流器239的气体的流量由鼓风机237A的转速加以控制，以便在导道219A中获得略微的静负压，所述导道219A使第一通道213的出口219连接于第二通道215。为此，一压力测定装置安装在导道219A中。在导道219A中的这种布置，避免来自通道215的气体通过导道219A朝通道213上升。

材料排放装置225包括一流化作用燃烧室251和一材料提取侧面出口253，所述流化作用燃烧室251通到循环旋流器113的下部延长段，所述材料提取侧面出口253由一辅助提取阀255加以封闭。

流化作用燃烧室251在其底部包括多个注入喷口257，其用于注入来自一鼓风机259的压缩空气。

阀255的结构类似于提取阀123的结构。它布置在材料提取出口253和上游通道213的入口217之间。阀255的出口配有一止回阀。

另外，该设备211的工作情况类似于图1所示的设备11的工作情况。

但是，与设备11的区别在于，焙烧的矿物料由注入到接连的通道213、215中的液化气加以冷却。

图5所示的设备311与第一设备11的不同点在于，二氧化碳含量受控制的气体的输入入口57仅连接于来自烧结料生产装置17的第二分流导道93。

另外，冷却器31包括一主冷却器313A和一辅助冷却器313B，所述辅助冷却器313B布置在所述主冷却器313A之下。

主冷却器313A包括如前所述的两个级联安装的冷却旋流器315A、315B。

提取阀123的出口连接于主冷却器313A的上部旋流器315A的切向入口317A。此外，第一分流导道91连接于主冷却器313A的下部旋流器315B的切向入口317B。该切向入口317B还连接于制品排放主螺旋器319A。

旋流器315A的上部出口321A通到上游环77中。

辅助冷却器313B的结构类似于设备11的冷却器31。但是，辅助冷却器313B的上部旋流器331A的切向入口329A，连接于主冷却器313A的下部旋流器315B的下部出口333B。

此外，辅助冷却器313B的上部旋流器331A的上部出口335A，由一供给助燃气体的辅助入口337通到燃烧室15中。辅助入口337在上游环77的上游，在该环77附近开启。

辅助冷却器313B的下部旋流器331C排出的矿物料流入到制品排放辅助螺旋器337B中。

主冷却器313A和辅助冷却器313B的各自的制品排放螺旋器319A、337B提取的矿物料，形成粉状水硬粘结料，称为“kalsin”结合料。

在其它实施例(未示出)中，设备11不配有烧结料生产装置。在该实施例中，处理气体的输入入口57仅连接于第一分流导道91。

图6所示的设备411与图2所示的设备的不同点在于，燃烧装置55包括一辅助燃烧室413，所述辅助燃烧室413通过一朝下倾斜的出口导道415连接于流化床式燃烧室15。

出口导道415通到燃烧室15中，所述燃烧室15位于矿物料供给入口53和二氧化碳含量受控制的气体的注入环85之间，位于密集区域81之上。因此，燃烧室15不配有助燃气体输入上游环77，倾斜的导道415形成将助燃气体注入到燃烧室15中的部件75。

辅助燃烧室413包括供给燃料的输入部件417，其通到燃烧室413的上部418。由输入部件417输入到辅助燃烧室413中的燃料量相对于输送到焙烧器29中的全部燃料量可调节。

此外，辅助燃烧室413包括两个助燃气体注入导道419和421，其分别在燃烧室413的上部418和一中间部分422相切地通到所述燃烧室413中。这些导道419和421连接于冷却器31的烟雾排放上部出口79。与图1至2所示的设备11的区别在于，出口79不直接连接于燃烧室15。

辅助燃烧室413还包括一矿物料供给入口423，其通到切向助燃气体供给导道419和421之间。该供给入口423连接于一分配装置425，所述分配装置425安装在导道427上，所述导道427使预热器的出口37连接于将矿物料输入到燃烧室15中的输入入口53。分配装置425控制成调节输入到流化床式燃烧室15中和辅助燃烧室413中的矿物料的相关比例。

在该设备411中，由输入部件417输入的燃料在辅助燃烧室413的上部418开始燃烧，无矿物料。

因此，极难燃烧的燃料在辅助燃烧室413的上部418开始燃烧。

因此，燃料在该上部418燃烧所产生的热量传递到中间部分422，由供给入口423输入的矿物料在此经受至少部分燃烧，在出口导道415中继续进行燃烧。分别输入到燃烧室15和辅助燃烧室413中的矿物料的相关比例，根据输入到这些燃烧室15和413中的各自的燃料量加以调节。

借助于述及的本发明，通过使用一流化床式焙烧室和通过设备中产生的燃烧烟雾的再循环，可以配设一种明显减少排出到大气中的二氧化碳排放物质的水硬粘结料生产设备。

在燃烧室的下游区域中再循环的燃烧烟雾的注入，还通过在该下游区域中的脱二氧化碳限制产生二氧化碳。

鉴于反应热小以及燃烧温度低于烧结料生产装置，在设备中使用本发明的方法所消耗的热能少。此外，“kalsin”结合料用作水硬粘结料，对在冷却器下游输送的制品仅需要很小的粉碎电能。

本发明的设备也可使用流化床式燃烧室进行矿物料的焙烧，从而允许使用低质量的燃料。

设备可包括一“kalsin”结合料生产装置，其连接于一传统的烧结料生产装置，用于提高在所述设备中生产水硬粘结料的整体能力，相对于具有等效能力的单一的烧结料生产装置来说，完全限制污染环境的气体排放物质。

Claims

1.焙烧设备，其用于焙烧含有碳酸盐的矿物料，以形成水硬粘结料，其包括至少一焙烧器，所述设备相继具有：一预热器(27)；至少一水硬粘结料生产焙烧器，所述焙烧器包括一燃烧室(15)；以及一冷却器(31)；

所述燃烧室(15)具有：

-输入部件(53)，其将矿物料输入到所述燃烧室(15)中，并连接于所述预热器(27)；

-燃烧部件(55)，其用于在所述燃烧室(15)中保持700℃至900℃的温度，所述燃烧部件(55)具有使来自冷却器(31)的助燃气体输入到所述燃烧室(15)中的输入部件(75)；

-附加的处理气体输入部件，所述处理气体输入部件将二氧化碳含量受控制的处理气体输入到所述燃烧室(15)中，用于阻止碳酸盐在所述燃烧室(15)中分解；以及

-焙烧的矿物料的提取部件(61)，其通到所述冷却器(31)；

所述设备包括烟雾排放部件(21)，所述烟雾排放部件(21)使来自所述的焙烧器或每个焙烧器的燃烧烟雾排放到大气中；

其特征在于，所述燃烧室(15)包括形成一流化床的流化床形成部件(51)；

并且，所述处理气体输入部件至少部分地由至少一分流导道(91；93)来供给，所述分流导道(91；93)分流一部分燃烧烟雾，所述分流导道(91；93)来自烟雾排放部件(21)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述烟雾排放部件(21)包括一来自所述燃烧室(15)的燃烧烟雾的排放导道(23)，所述分流导道(91)连接在所述排放导道(23)上。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述排放导道(23)连接于所述预热器(27)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，它包括一生产烧结料的附加焙烧器(163)，其不同于所述生产水硬粘结料的焙烧器，所述附加焙烧器(163)具有一燃烧炉(19)；并且，所述烟雾排放部件(21)包括用于排放所述燃烧炉(19)的燃烧烟雾的一附加导道(25)，所述分流导道(93)连接在所述附加排放导道(25)上。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述附加排放导道(25)连接于一附加预热器(161)，所述附加预热器(161)通到所述附加焙烧器(163)中。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述燃烧部件(55)在所述流化床形成部件(51)和输入二氧化碳含量受控制的气体的所述处理气体输入部件之间，相继包括：

-燃料供给部件(73)；然后是

-注入部件(75)，所述注入部件(75)使来自所述冷却器(31)的助燃气体注入到所述燃烧室(15)中。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述冷却器(31)通过一辅助分流导道(91)至少部分地供以一部分来自所述烟雾排放部件(21)的燃烧烟雾。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述冷却器(31)包括形成一流化床的辅助部件(213，215)，所述流化床冷却所述焙烧的矿物料。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，它包括循环部件(59)，其将位于处理气体输入部件下游的燃烧室(15)的一下游区域(83)，连接至位于所述燃烧部件(55)上游的燃烧室(15)的一上游区域(81)。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，它包括辅助提取部件(225)，其用于提取在所述循环部件(59)中循环的一部分再循环矿物料，所述辅助提取部件(225)通到所述冷却器(31)中。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述焙烧的矿物料的提取部件(61)通到所述处理气体输入部件和所述流化床形成部件(51)之间。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述燃烧部件(55)包括一辅助燃烧室(413)，所述辅助燃烧室(413)具有：

-辅助的输入部件(417)，其用于输入来自所述预热器(27)的一部分矿物料；以及

-注入部件(419，421)，其用于使来自所述冷却器(31)的助燃气体注入到所述辅助燃烧室(413)中；所述辅助燃烧室(413)通过一出口导道(415)连接于所述燃烧室(15)，所述出口导道(415)通到所述矿物料输入部件(53)和附加的所述处理气体输入部件之间。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述流化床形成部件(51)包括多个注入液化气体的喷口(67)，并且所述喷口(67)布置在所述燃烧室(15)的底部。

14.焙烧方法，其使用根据权利要求1所述的焙烧设备用以焙烧含有碳酸盐的矿物料以生产水硬粘结料，其包括至少一道焙烧工序，所述方法相继具有一道矿物料在一预热器(27)中预热的工序、至少一道预热的矿物料在一燃烧室(15)中焙烧的工序以及一道焙烧的矿物料在一冷却器(31)中冷却的工序；

所述焙烧工序具有以下步骤：

-使来自所述预热器(27)的矿物料输入到所述燃烧室(15)中；

-燃烧燃料，以便在所述燃烧室(15)中保持700℃至900℃的温度，所述燃烧步骤包括使来自一冷却器(31)的助燃气体输入到所述燃烧室(15)中；

-将二氧化碳含量受控制的处理气体输入到所述燃烧室(15)中，以阻止碳酸盐在所述燃烧室(15)中分解；以及

-提取焙烧的矿物料，以使之输入到所述冷却器(31)中；

其特征在于，所述焙烧工序包括一道在所述燃烧室(15)中形成一流化床的步骤；

并且，所述处理气体输入步骤包括至少部分地分流一部分在烟雾排放工序时排放的燃烧烟雾，还包括将所述分流的燃烧烟雾供给燃烧室(15)。

15.根据权利要求14所述的焙烧方法，其特征在于，所述流化床形成部件(51)包括多个注入液化气体的喷口(67)，并且所述喷口(67)布置在所述燃烧室(15)的底部。