CN115380014A - 用于生产水泥熟料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产水泥熟料的方法，包括以下步骤：在预热器(12)中预热生料，在煅烧炉(14)中煅烧预热的生料，在炉(16)中燃烧预热并煅烧的生料以得到水泥熟料，其中，向所述炉(16)供应具有氧含量的燃烧气体并且确定所述炉(16)内的温度，和在冷却器(18)中冷却所述水泥熟料，其中，根据在所述炉(16)内确定的温度对所述炉(16)的氧气供应进行闭环控制，其中，将所确定的温度与目标值进行比较，并且在所确定的温度与所述目标值有任何差异的情况下，增加或减少对炉(16)和/或煅烧炉(14)的氧气供应，其中，所述目标值根据粒度分布和/或石灰标准来调节。

Description

用于生产水泥熟料的方法

技术领域

本发明涉及一种用于生产水泥熟料的方法。

背景技术

现有技术公开了将含氧气体引入水泥生产设备的回转炉或煅烧炉中以供应燃料。为了减少废气的量，并且为了能够省去复杂的净化方法，例如从DE 10 2018 206 673A1已知使用具有最大氧含量的燃烧气体，使得废气中的CO₂含量高。DE 10 2018 206 673A1公开了将富氧气体引入较冷的入口区域以预热气体和冷却熟料。

水泥熟料组成和质量的一个指标是石灰标准。例如，在石灰标准为95的情况下，钠长石(硅酸三钙，C₃S)的比例通常为60-65％，贝利特(硅酸二钙，C₂S)的比例为10-20％，通过生料组合物和选定的燃烧条件建立熟料矿物学。由上述方法生产的水泥通常具有相当大比例的贝利特(硅酸二钙)。这通常导致水泥早期强度低和水泥研磨时能量耗费高。

发明内容

因此，本发明的目的是克服上述缺点并具体说明一种用于节能地生产水泥的方法，其中，水泥最佳地具有高比例的钠长石(硅酸三钙)。

根据本发明，该目的通过具有独立装置权利要求1的特征的方法和具有独立装置权利要求10的特征的设备来实现。有利的发展将从从属权利要求中显而易见。

在第一方面，生产水泥熟料的方法包括以下步骤：

在预热器中预热生料，

在煅烧炉中煅烧预热的生料，

在炉中燃烧预热并煅烧的生料以得到水泥熟料，其中，向炉供应具有氧含量的燃烧气体并且确定炉内的温度，和

在冷却器中冷却水泥熟料。

该方法还包括通过开环/闭环控制根据炉内确定的温度来控制向炉的氧气供应。氧供应应当理解为是指每单位时间流入炉中的氧的量，特别是体积。

石灰标准的提高是可能的，例如，通过在烧结区建立较高的温度，同时待在炉中燃烧的材料具有相同的停留时间。在这种情况下，给定产品中相同的游离石灰含量，获得较高的钠长石含量。与低钠长石熟料相比，富钠长石熟料在水泥中获得更好的强度性能。由于贝利特组分比钠长石组分更难研磨，因此更高的钠长石含量另外导致研磨水泥熟料所需的电能耗费的降低。石灰标准尤其可以通过上述方法调节。

供应给炉的燃烧气体的氧含量例如大于20.5％，特别是大于30％，优选大于95％。燃烧气体例如完全由纯氧组成，燃烧气体的氧含量为100％。对于氧气供应的开环/闭环控制，例如，增加或减少燃烧气体的氧含量，在这种情况下，例如，进入炉的燃烧气流保持恒定。同样可以想到的是，增加或减少燃烧气流，以便增加或减少对炉的氧气供应。例如，为了对炉的氧气供应进行闭环/开环控制，增加或减少燃烧气流和/或燃烧气流中的氧含量。

炉优选地是具有能够围绕其纵向轴线转动的回转管的回转炉，该回转管优选地在待燃烧材料的输送方向上略微倾斜，使得材料由于回转管的转动和重力而在输送方向上移动。炉优选在一端具有用于引入预热生料的材料入口，在其与材料入口相对的一端具有用于将燃烧的熟料排放到冷却器中的材料出口。在炉的材料出口端，优选设置有炉头，该炉头具有用于燃烧材料的燃烧器，并且优选具有用于将燃料引入炉中、优选引入燃烧器的燃料入口。炉优选具有烧结区并且特别地具有1500℃至1800℃的温度，优选1450℃至1700℃，材料在该烧结区中至少部分熔化。烧结区包括例如炉头，优选在材料的输送方向上炉的后部三分之一或后部三分之二。温度优选在烧结区和/或炉的材料入口内确定。

燃烧气体例如全部或部分地直接引入到炉头中，炉头具有例如燃烧气体入口。燃烧气体优选完全或部分地经由炉的材料出口引入炉中。

炉的材料出口优选与用于冷却水泥熟料的冷却器邻接。

根据炉内温度，特别是烧结区或炉的材料入口的向炉供应氧气的闭环/开环控制提供了炉温度的简单控制的优点，优选地建立化学计量或超化学计量燃烧。

在第一实施例中，炉内的温度直接通过温度测量装置或间接通过过方法参数测量，比如特别是炉中的氮氧化物含量、炉的功率消耗、炉中的氧含量、炉的燃料供应、炉壁的外部温度和/或对预热器的生料供应。方法参数优选地分别通过相应的测量装置来确定，并且优选地传送到控制装置。控制装置特别设计为使用所确定的一个或多个参数来确定炉内的温度。特别地，控制装置设计为对温度进行开环和/或闭环控制。

在另一实施例中，调节向炉和煅烧炉的氧气供应，使得在煅烧炉和炉中存在超化学计量的、尤其接近化学计量的燃烧。供应给炉的氧气和供应给煅烧炉的氧气的总和是方法中氧气的总量。优选在预热器内设置氧测量装置，从而确定流过预热器的气体的氧含量。优选地，控制装置设计为使得其使用在流过预热器的气体中所确定的氧含量来确定方法中的氧的总量。特别地，优选通过控制装置根据流经预热器的气体中确定的氧浓度来控制在煅烧炉和熔炉之间的方法中的氧总量的分配，使得燃料优选在熔炉和煅烧炉中存在接近化学计量或超化学计量的燃烧。该方法中所确定的氧气总量根据在炉内、特别是在烧结区和/或炉的材料入口内所确定的温度在炉和煅烧炉之间分配。优选地，控制装置设计为使得其以这样的方式分配流入炉和/或煅烧炉的氧的量，使得总和对应于超化学计量燃烧所需的氧的总量。优选另外根据供应到炉和/或煅烧炉的燃料量和/或引入预热器的生料量对向煅烧炉和炉的氧气供应进行闭环控制。

将所确定的温度与目标值进行比较，并且在所确定的温度与目标值有任何差异的情况下，增加或减少对炉和/或煅烧炉的氧气供应。目标值是构成炉的烧结区和/或材料入口内的期望温度的目标温度值。

目标值根据粒度分布和/或石灰标准来调节。不同的目标温度值应该优选地分配给不同的石灰标准。例如，如果石灰标准为95，目标值为1360℃至1520℃，或者如果石灰标准为100，目标值为1480℃至1620℃，或者如果石灰标准为104，目标值为1580℃至1680℃。

同样可以想到，不同的目标值被分配给不同的粒度分布。与更细的粒度分布相比，粗粒度分布需要更高的目标值。具有相对粗粒度分布的生料具有例如约20％至25％或更多残留物至90μm。相应温度目标值的建立确保生料在烧结区中以与通常相同的停留时间完全反应，并且形成相应的熟料矿物，特别是钠长石。这导致在水泥生料的生产中相当大地节省电研磨能量。

目标值对特定粒度分布和/或石灰标准的分配优选预先确定，并且尤其记录在控制装置中。

优选将该方法中的氧的总量供应给炉，其中供应给炉的燃烧气体具有大于95％的氧含量，使得炉中的燃烧是超化学计量的并且炉废气中的氧含量为50％至70％。然后将炉废气供给到煅烧炉并形成用于煅烧炉的全部燃烧气体。

同样可以想到的是，在该方法中仅向炉供应氧气的总量的一部分，来自煅烧炉的燃烧气体仅部分地由炉废气形成，并且将一部分燃烧废气直接供应到煅烧炉。

在上述两种情况下，控制装置的设定如下：如果所确定的温度超过目标值，则优选增加燃烧气体的量和/或燃烧气体中的氧气的量。如果所确定的温度低于目标值，则当所确定的目标温度低于目标值时，减少燃烧气体的量和/或燃烧气体中的氧气的量。发明人已经发现，过量的燃烧气体引起炉内温度的下降，因为炉内被在燃烧过程中未转化的过量燃烧气体冷却。

在另一实施例中，向炉供应燃料，并且燃料的供应根据炉内确定的温度而处于闭环控制之下。优选地，当所确定的温度从预定目标值变化时增加或减少燃料供应。如果所确定的温度超过预定目标值，则例如减少燃料供应。如果所确定的温度低于预定目标值，则例如增加燃料供应。同样可以想到的是，根据在炉入口中确定的温度和/或预热器废气中氮氧化物的量对燃料供应进行闭环控制。

在另一实施例中，冷却器具有冷却气体空间，用于冷却松散材料的冷却气流可以交叉流过冷却气体空间，其中，冷却气体空间包括第一冷却气体空间区段和第二冷却气体空间区段，第一冷却气体空间区段具有第一冷却气流，第二冷却气体空间区段在熟料的输送方向上邻接第一冷却气体空间区段并且具有第二冷却气流，其中，供应到炉的燃烧气体完全或部分地由第一冷却气流形成，并且其中，根据炉内确定的温度对燃烧气体的供应进行闭环控制。优选地，当所确定的温度偏离预定目标值时，增加或减少燃烧气体的供应。如果所确定的温度超过预定目标值，则例如减少燃烧气体的供应。如果所确定的温度低于预定目标值，则例如增加燃烧气体的供应。

冷却器具有用于沿输送方向将松散材料输送到冷却气体空间的输送装置。冷却气体空间包括第一冷却气体空间区段和第二冷却气体空间区段，第一冷却气体空间区段具有第一冷却气流，第二冷却气体空间区段在松散材料的输送方向上邻接第一冷却气体空间区段并且具有第二冷却气流。冷却气体空间优选地在顶部由冷却气体空间顶部界定，并且在底部由动态和/或静态栅格界定，优选地是位于其上的松散材料。冷却气体空间尤其是整个冷却空间，冷却气体在松散材料上方流过该冷却空间。冷却气流流过动态和/或静态栅格，特别是流过输送装置，流过松散材料并进入冷却气体空间。第一冷却气体空间区段优选地沿待冷却的松散材料的流动方向直接设置在冷却器入口、特别是炉的材料出口之外。熟料优选从炉中落入第一冷却气体空间区段。

第一冷却空间区段优选地具有设置在炉的材料出口下方的静态栅格和/或动态栅格，使得离开炉的熟料在重力作用下落到静态栅格上。例如，静态栅格是与水平面成10°至35°的角度设置的栅格，优选12°至33°，尤其是13°至21°，第一冷却气流从下方流过该栅格。优选地，流入第一冷却气体空间区段的仅仅是第一冷却气流，该第一冷却气流例如通过通风机被加速。第二冷却气体空间区段在松散材料的输送方向上邻接第一冷却气体空间区段，并且优选地为了气体目的通过分隔装置与第一冷却气体空间区段分离。优选地，流入第二冷却气体空间区段的仅仅是第二冷却气流，该第二冷却气流例如通过通风机被加速。

第二冷却气体空间区段优选地具有用于输送松散材料通过冷却气体空间的动态栅格。动态栅格包括用于在输送方向上输送材料的输送单元，其中输送单元具有例如通风地板，冷却气体可以流过通风地板，并且该通风地板具有用于引入冷却气体的多个流动开口。冷却气体例如由设置在通风地板下方的通风机提供，使得冷却气体(例如冷却气体)以横向于输送方向的流动流过待冷却的松散材料。通风地板优选地形成松散材料所在的平面。输送单元另外具有多个输送元件，这些输送元件可在输送方向上移动并且与输送方向相反。通风地板优选部分地或完全地由输送元件形成，所述输送元件彼此并排布置，形成用于容纳松散材料的平面。

流过第一冷却气体空间区段的第一冷却气流例如是纯氧或具有按体积计小于35％，特别是按体积计小于21％，优选按体积计为15％或更少的比例的氮和/或氩和/或氧含量大于20.5％，特别是大于30％，优选大于95％的气体。第一冷却气体区段优选直接邻接炉的材料出口，优选地邻接炉的炉头，使得冷却气体在冷却器中被加热，然后流入回转炉并用作燃烧气体。第二冷却气流例如是空气。

冷却器优选具有用于将冷却气体区段彼此分离以用于气体目的的分隔装置。

在另一个实施例中，炉具有多个燃烧气体入口，燃烧气体通过这些入口被引入到炉中，其中，根据在炉内确定的温度，对相应的燃烧气体入口中的么一个的燃烧气体供应进行闭环控制。燃烧气体入口优选设置在炉的烧结区中或通过导管或引导器件连接到烧结区。燃烧气体的供应例如通过诸如阀、限制器或节流阀的供应来调节。

在另一实施例中，确定引入炉和煅烧炉的燃料量、炉废气中氮氧化物的比例、炉废气中氧气的比例、引入预热器的生料量，并且根据所确定的值中的至少一个来对炉和/或煅烧炉的氧气供应进行闭环控制。

优选地，烧结区内的材料温度为1450℃至1800℃，优选地为1500℃至1700℃。烧结区内的气体温度，特别是炉壁内侧的温度优选地为2000℃至2600℃，优选地为2100℃至2500℃。确定烧结区内的位置，例如，通过在多个测量点确定炉壁的外部温度，并且优选地在炉的外壁上创建温度分布。

在另一实施例中，确定炉内的温度包括确定气相的温度、烧结区域内的内壁表面和/或熟料的温度以及炉的所有材料入口，例如以非接触方式确定温度。同样可以想到的是，通过热电偶确定温度。

炉内的温度优选通过安装在烧结区和/或炉的材料入口中的一个或多个温度测量装置来确定。温度测量装置例如是高温计。高温计优选地设计用于非接触式温度测量，其中测量装置优选地工作在短波和中波光范围中。例如，测量装置设计为使得其确定炉壁内侧和/或炉内熟料的温度。测量装置例如是红外测量装置(NIR，MIR)。

本发明还包括水泥生产设备，其具有

-用于预热生料的预热器，

-用于煅烧预热的生料的煅烧炉，

-用于燃烧生料以得到水泥熟料的炉，其中，炉具有用于确定炉内温度的温度测量装置和用于将具有氧含量的燃烧气体引入到炉中的燃烧气体入口，和

-用于冷却水泥熟料的冷却器。

水泥生产设备另外具有控制装置，该控制装置连接到温度测量装置和燃烧气体入口，并且设计为使得该控制装置根据在炉内确定的温度来控制向炉的氧气供应。

用于生产水泥熟料的方法的上述细节和优点也以用于设备目的的相应方式应用于水泥生产设备。

燃烧气体入口优选地包括对进入炉的燃烧气流进行闭环控制的器件，例如挡板、限制器、节流阀、阀或用于加速进入炉的燃烧气体的通风机。控制装置特别地连接到该器件，使得其控制进入炉的燃烧气流。

在另一实施例中，预热器具有氧测量装置，该氧测量装置连接到控制装置，用于确定流过预热器的气体的氧含量，并且其中，控制装置设计为使得其以化学计量或超化学计量、尤其是接近化学计量的燃烧的方式控制向煅烧炉和炉的氧供应。特别地，氧测量装置沿气体的流动方向设置在预热器中的最后的旋风级的上游。第一旋风级是最上面的旋风级，生料被引入其中。最后的旋风级直接位于炉的材料入口的上游。同样可以想到，氧测量装置设置在第二旋风器的下游，优选设置在煅烧炉的下游。氧测量装置也可以连接在预热器的下游。

控制装置优选地连接到氧测量装置，使得氧测量装置将所确定的氧浓度传送到控制装置。优选地，控制装置设计为使得其将所确定的氧浓度与预定目标值进行比较，并且在氧浓度与目标值有任何差异的情况下，增加或减少对煅烧炉和/或炉的氧供应。例如，控制装置设计为其在所确定的氧浓度低于目标值时增加对煅烧炉和/或炉的氧供应。例如，控制装置设计为其在所确定的氧浓度超过目标值时减少对煅烧炉和/或炉的氧供应。

控制装置设计为将在炉中确定的温度与目标值进行比较，并且在确定的温度与目标值有任何差异的情况下，增加或减少向炉和/或煅烧炉的氧气供应。例如，控制装置设计为当所确定的温度超过目标值时增加氧气供应。例如，控制装置设计为使得其增加氧供应超过目标值。目标值根据粒度分布和/或石灰标准来设定。

在另一实施例中，煅烧炉和炉各自具有分别向熔炉和煅烧炉供应燃料的器件，其中，控制装置连接到该至少一个器件并且设计为使得其根据在熔炉内确定的温度来控制向煅烧炉和/或熔炉供应燃料。该至少一个器件例如是具有翻板阀、节流阀或阀的燃料导管，其调节通过导管的燃料流率。例如，控制装置设计为当所确定的温度超过目标值时减少燃料供应。特别地，控制装置设计为当所确定的温度低于目标值时增加燃料供应。

在另一个实施例中，炉具有多个燃烧气体入口，燃烧气体通过这些入口被引入到炉中，其中控制装置设计为使得其根据炉内确定的温度来控制向相应燃烧气体入口中的每一个供应燃烧气体。

在另一实施例中，温度测量装置设计为在炉壁的内表面和/或烧结区内的熟料上执行非接触式温度测量。

附图说明

以下参照附图通过多个工作示例来详细阐述本发明。

图1示出根据一个工作示例的具有控制装置的水泥生产设备的示意图。

图2示出根据另外的工作示例的具有控制装置的水泥生产设备的示意图。

具体实施方式

图1示出了生产设备10，其具有用于预热生料的单股预热器12、用于煅烧生料的煅烧炉14、用于将生料燃烧成熟料的炉16，尤其是回转炉，以及用于冷却在炉16中燃烧的熟料的冷却器18。

预热器12包括用于将生料从生料气流中分离出的多个旋风器20。例如，预热器12具有五个旋风器20，其彼此上下布置的四个旋风级。预热器12具有用于将生料引入包括两个旋风器20的预热器12的最上面的旋风级的材料入口(未示出)。生料以与炉废气和/或煅烧炉废气逆流的方式连续流过旋风级的旋风器20，并且因此被加热。煅烧炉14设置在最后和倒数第二旋风级之间。煅烧炉14具有提升管，该提升管具有用于加热生料的至少一个燃烧位置，使得生料在煅烧炉14中煅烧。此外，煅烧炉14具有用于将燃料引入提升管的燃料入口24。煅烧炉14还具有燃烧气体入口26，用于将燃烧气体引入煅烧炉14的提升管中。燃烧气体例如是空气、富氧空气、纯氧或氧含量至少为85％的气体。煅烧炉废气被引入预热器12，优选引入倒数第二旋风级，并作为预热器废气22离开最上面的旋风级之外的预热器12。

在原料料的流动方向上连接在预热器12下游的是炉16，使得在预热器12中预热并且在煅烧炉14中煅烧的原料料流入炉16。炉16的材料入口25直接连接到煅烧炉14的提升管，使得炉废气流入煅烧炉14并随后流入预热器12。炉16例如是具有能够围绕其纵向轴线转动的回转管的回转炉，该回转管以稍微倾斜的角度布置。炉12在回转管内的材料出口端具有燃烧器28和相应的燃料入口30。炉16的材料出口设置在回转管的与材料入口25相反的端部处，使得生料通过回转管沿燃烧器28和材料出口的方向转动而在回转管内输送。生料在炉16内燃烧以产生水泥熟料，其中生料基本上在回转管中经历熟料形成阶段，并且在料流方向上在炉C3S的大约最后三分之一处形成。这在炉的最后三分之一永久地形成厚度约250mm的硬壳层，其在化学/矿物学术语中相当于水泥熟料。在炉16中形成C3S的区域在下文中称为烧结区32。烧结区32包括在材料出口侧的回转管的远区域，优选地，在第三材料流动方向的后部，特别是回转管的后部三分之二。烧结区32优选是炉16的温度为约1450℃至1800℃，优选1500℃至1700℃的区域。

在炉16的材料出口之后是用于冷却熟料的冷却器18。冷却器18具有冷却气体空间34，其中熟料被冷却气流冷却。熟料沿输送方向F输送通过冷却气体空间34。冷却气体空间34具有第一冷却气体空间区段36和从第一冷却气体空间区段36沿输送方向F跟随的第二冷却气体空间区段38。炉16经由炉16的材料出口连接到冷却器18，使得在回转炉20中燃烧的熟料落入冷却器18中。

第一冷却气体空间区段36设置在炉16的材料出口下方，使得熟料从炉16落入第一冷却气体空间区段36中。第一冷却气体空间区段36构成冷却器18的进口区域，并且优选地具有静态栅格40，其接收从炉16排出的熟料。静态栅格40尤其完全设置在冷却器10的第一冷却气体空间区段36内。熟料优选地从炉16中直接落到静态栅格40上。静态栅格40优选地以与水平面成10°至35°、优选14°至33°、尤其是21°至25°的角度完全延伸，使得熟料在输送方向上沿着静态栅格40滑动。

在第一冷却气体空间区段36之后是冷却器18的第二冷却气体空间区段38。在冷却器18的第一冷却气体空间区段36中，熟料尤其被冷却到低于1100℃的温度，冷却以这样的方式进行，即存在于熟料中的液相完全固化成固相。当其离开冷却器18的第一冷却气体空间区段36时，熟料优选完全处于固相并且温度不超过1100℃。在冷却器18的第二冷却气体空间区段38中，熟料被进一步冷却，优选达到低于100℃的温度。第二冷却气流可优选分成具有不同温度的多个气体子流。

第一冷却气体空间区段36的静态栅格例如具有通道，冷却气体通过该通道进入冷却器18和熟料。冷却气体例如通过设置在静态栅格40下方的至少一个通风机产生，使得第一冷却气流42从下方通过静态栅格流入第一冷却气体空间区段36。第一冷却气流42例如是纯氧或具有15体积％或更少比例的氮和50体积％或更多比例的氧的气体。第一冷却气流42流过熟料，然后流入炉16。第一冷却气流例如形成炉16的燃烧气体的一部分或全部。燃烧气体中高比例的氧导致预热器废气基本上由CO₂和水蒸气组成，并且具有的优点是可以省去用于废气清洁的复杂下游净化方法。还实现了过程气体体积的减少，使得设备可以具有相当小的尺寸。

在冷却器18内，待冷却的熟料沿输送方向F移动。第二冷却气体区段38优选地具有动态的、特别是可移动的栅格44，栅格44沿输送方向F从静态栅格40跟随。动态栅格44尤其具有沿输送方向F输送熟料的输送单元。输送单元例如，具有用于输送松散材料的多个输送元件的移动地板输送机。移动地板输送机中的输送元件是形成通风地板的多个板，优选栅格板。输送元件彼此并排设置并且能够在输送方向F上移动并且与输送方向F相反。优选地，冷却气流可以以输送板或栅格板的形式流过输送元件，并且这些布置在冷却器18的第二冷却气体区段38的整个长度上并且形成熟料所在的表面。输送单元也可以是移动的输送机，在这种情况下，输送单元具有固定的通风地板和多个能够相对于通风地板移动的输送元件，冷却气流可以流过该通风地板。移动输送机的输送元件优选地设置在通风地板上方并且具有横向于输送方向伸展的夹带器。为了沿通风地板输送熟料，输送元件可沿输送方向F移动并与输送方向F相反。移动输送机的输送元件和移动地板输送机的输送元件可通过“行走地板原理”移动，其中，输送元件均沿输送方向同时移动且与输送方向不同时移动。可选地，也可想到来自松散材料技术的其他输送原理。

例如，在动态栅格44下方设置有多个通风机，通过这些通风机，第二冷却气流46从下方吹过动态栅格44。第二冷却气流46例如是空气。

在图1中第二冷却气体空间区段38的动态栅格44之后，例如是粉碎装置48。粉碎装置48例如是破碎机，其具有至少两个可沿相反方向转动的破碎机辊以及在其之间形成的破碎机辊隙，在破碎机辊隙中进行材料的粉碎。在粉碎装置48之后是粉碎装置48下方的另一动态栅格50。离开冷却器18的冷熟料52的温度优选为100℃或更低。

例如，将较冷的输出空气54从第二冷却气体空间区段38移除并且引导到分离器56(例如旋风器)中以分离固体。固体例如被供给回到冷却器18。空气-空气热交换器58连接在分离器56的下游，使得冷却的输出空气预热热交换器58内的空气，并且该空气-空气热交换器58例如被供给到原料磨机。

在炉16内，优选在炉16的烧结区32内，设置有温度测量装置60，用于确定炉16内的气体和/或熟料的温度。温度测量装置60连接到控制装置62，使得所确定的温度数据被传送到控制装置62。控制装置62连接到煅烧炉14的燃烧气体入口26，用于控制流入煅烧炉14的燃烧气体的量。控制装置62优选地设计为使得其控制进入冷却器18的第一冷却气体空间区段36的第一冷却气流42的量。控制装置62尤其如此设计，使得其优选地根据在炉16内、特别是在烧结区32内确定的温度来控制进入炉内的燃烧空气的量和/或进入煅烧炉的燃烧空气的量。特别地，控制装置62被设置为使得其控制供给到煅烧炉14和/或炉16的氧气的量。例如，通过燃烧气体的量或燃烧气体中的氧含量来调节进入煅烧炉14或炉16的氧的量。控制装置62优选地连接到一个通风机或多个通风机，用于加速来自炉16和/或煅烧炉14的燃烧气体，使得控制装置例如控制通风机的速度。

同样可以想到的是，控制装置62连接到用于将燃烧气体引入煅烧炉14或炉16的相应入口，从而控制相应入口的开口尺寸。同样可以想到的是，控制装置62连接到用于将氧气引导到燃烧气体中的氧气导管，并且控制经由该导管流入燃烧气体中的氧气的量。氧气优选以气体或液体形式从压力容器提供。气体例如从液氧源被引导到蒸发器中，在蒸发器中气体被转化为液相。在从蒸发器或压力下的气体源提供气体的情况下，优选产生供应压力，使得仅需要由通风机或压缩机产生低水平的压缩/加速功。优选地，通过一个或多个阀调节通向炉中相应入口的导管。例如，在管道段中提供测量氧气流量的器件。

优选地，控制装置62设计为使得其将在炉16的烧结区32内确定的温度与预定的目标值进行比较，并且在确定的温度与目标值的任何偏差的情况下，增加或减少流入炉16和/或煅烧炉14中的燃烧气体的量，尤其是氧气的量。例如，控制装置62设计为在所确定的温度超过目标值的情况下增加燃烧气体的量，尤其是燃烧气体中的氧气的量。优选地，控制装置62被设置成使得其在所确定的温度低于目标值的情况下减少燃烧气体的量，尤其是燃烧气体中的氧气的量。发明人已经发现，过量的燃烧气体导致炉16内的温度下降，因为炉的内部被在燃烧过程中未转化的过量燃烧气体冷却。原则上，这里可以假设超化学计量燃烧。

这种炉温度的控制能够以简单的方式生产具有所需比例的钠长石的熟料。

炉内、特别是烧结区32内的温度的预定目标值允许在生料中以及因此在水泥熟料中建立高石灰标准，并且因此对于产品质量至关重要。尽管石灰标准高，例如大于100-105，但比通常更高的烧结区温度可导致贝利特与氧化钙完全或几乎完全反应以得到钠长石。所得水泥熟料具有至少65％，特别是大于75％，但优选85％的钠长石比例，而贝利特和未转化的氧化钙(游离石灰)的比例接近于零。

对于根据DIN EN 197-1的具有95-100％熟料含量的CEM I，即使在根据Blaine小于600m²/kg，但优选根据Blaine小于500m²/kg的低水泥细度的情况下，这导致2天的初始强度远高于30MPa，特别是高于40MPa，但优选高于50MPa，和28天的标准强度远高于50MPa，特别是高于60MPa，但优选高于70MPa。

超化学计量燃烧通过调节燃烧过程的全部氧气供应，特别是煅烧炉14的氧气供应和炉16的氧气供应来建立。优选地，具有测量装置，用于确定预热器12中的氧含量，优选地在预热器气体中的氧含量，在气流方向上布置在第二旋风级之外，其中第一旋风级是最上面的旋风级。供应给煅烧炉14和炉16内的燃烧过程的氧气的量根据在第二旋风级下游确定的氧气含量、供应给燃烧过程的燃料量和优选引入预热器的生料量来控制，使得在煅烧炉14和炉16内存在超化学计量燃烧。

所确定的氧气总量根据在炉16内、特别是在烧结区32内确定的温度在炉16和煅烧炉14之间分配。控制装置62设计为使得其将流入炉16和/或煅烧炉14中的氧气的量分配成使得总和对应于超化学计量燃烧所需的氧气的总量。

图2示出了水泥生产设备的另一工作示例，其大部分对应于图1的工作示例，并且其中相同的元件被给予相同的附图标记。与图1的工作实例相比，温度测量装置60例如设置在炉16的材料入口25中。温度测量装置60优选地设计为使得其确定进入炉16的材料的温度。所确定的温度被传送到控制装置62，并且特别用于如上文参考图1所述的向炉和/或煅烧炉供应氧气的闭环控制。同样可以想到的是，温度测量装置60设计为既确定炉16的材料入口25中的温度又测量炉16的烧结区32中的温度并且将其传送到控制装置62。

除了在烧结区32和/或炉16的材料入口25中的温度之外，同样可以想到的是，其他参数，例如向煅烧炉14和/或炉16的燃料供应，向预热器12的生料供应，或者炉废气、煅烧炉废气或预热器废气中氮氧化物的比例，被确定并传送到控制装置62。向炉16和/或煅烧炉的氧气供应例如根据前述参数来控制。

例如，附加地确定炉16的功率消耗并将其传送到控制装置。这给出了炉操作的指示和控制干预的需要。例如，通过控制装置62附加地根据炉16的功率消耗对炉的氧气供应进行闭环控制。

附图标记表

10 水泥生产设备

12 预热器

14 煅烧炉

16 炉

18 冷却器

20 旋风器

22 预热器废气

24 煅烧炉的燃料入口

25 煅烧炉的材料入口

26 煅烧炉的燃烧气体入口

28 炉的燃烧器

30 炉的燃料入口

32 烧结区

34 冷却气体空间

36 第一冷却气体空间区段

38 第二冷却气体空间区段

40 静态栅格

42 第一冷却气流

44 动态栅格

46 第二冷却气流

48 粉碎装置

50 动态栅格

52 冷熟料

54 冷却器输出空气

56 分离器

58 热交换器

60 温度测量装置

62 控制装置

Claims (13)

1.一种用于生产水泥熟料的方法，包括以下步骤：

在预热器(12)中预热生料，

在煅烧炉(14)中煅烧预热的生料，

在炉(16)中燃烧预热并煅烧的生料以得到水泥熟料，其中，向所述炉(16)供应具有氧含量的燃烧气体并且确定所述炉(16)内的温度，和

在冷却器(18)中冷却所述水泥熟料，

其特征在于，

根据在所述炉(16)内确定的温度对所述炉(16)的氧气供应进行闭环控制，

其中，将所确定的温度与目标值进行比较，并且在所确定的温度与所述目标值有任何差异的情况下，增加或减少对炉(16)和/或煅烧炉(14)的氧气供应，并且

其中，所述目标值根据粒度分布和/或石灰标准来调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述炉(16)内的温度直接通过温度测量装置(60)或间接通过方法参数来确定，比如特别是所述炉(16)中的氮氧化物含量、所述炉(16)的功率消耗、所述炉(16)中的氧含量、所述炉(16)的燃料供应、炉壁的外部温度和/或对所述预热器(12)的生料供应。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，调节向所述炉(16)和所述煅烧炉(14)供应的氧气，使得在所述煅烧炉(14)和所述炉(16)中存在超化学计量的、尤其是接近化学计量的燃烧。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，向所述炉(16)供应燃料，并且根据所述炉(16)内确定的温度对燃料供应进行闭环控制。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述冷却器(18)具有冷却气体空间(34)，用于冷却松散材料的冷却气流能够交叉流过所述冷却气体空间，其中，所述冷却气体空间(34)包括第一冷却气体空间区段(36)和第二冷却气体空间区段(38)，所述第一冷却气体空间区段具有第一冷却气流(42)，所述第二冷却气体空间区段在所述熟料的输送方向上邻接所述第一冷却气体空间区段并且具有第二冷却气流(46)，其中，供应到所述炉(16)的所述燃烧气体由所述第一冷却气流(42)形成，并且其中，根据在所述炉(16)内确定的温度对所述燃烧气体的供应进行闭环控制。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述炉(16)具有多个燃烧气体入口，所述燃烧气体通过所述燃烧气体入口引入到所述炉(16)中，其中，分别根据在所述炉(16)内确定的温度来控制对各个燃烧气体入口的所述燃烧气体的供应。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定施加到所述炉(16)和所述煅烧炉(14)的燃料量、炉废气中氮氧化物的比例、炉废气中氧气的比例、施加到所述预热器的生料的量，并且根据所确定的值中的至少一个来闭环控制对所述炉(16)和/或所述煅烧炉(14)的氧气供应。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述炉(16)和/或所述炉(16)的材料入口(25)内的温度包括确定烧结区(32)内的气相、内壁表面和/或熟料的温度，并且其中，非接触地确定所述温度。

9.一种水泥生产设备(10)，包括

-预热器(12)，其用于预热生料，

-煅烧炉(14)，其用于煅烧预热的生料，

-炉(16)，其用于燃烧所述生料以得到水泥熟料，其中，所述炉(16)具有用于确定所述炉(16)内的温度的温度测量装置(60)和用于将具有氧含量的燃烧气体引入所述炉(16)中的燃烧气体入口，和

-冷却器(18)，其用于冷却所述水泥熟料，

其特征在于，

所述水泥生产设备具有控制装置(62)，所述控制装置(62)连接到所述温度测量装置和所述燃烧气体入口并且设计为使得其根据在所述炉(16)内确定的温度来控制对所述炉(16)的氧气供应，

其中，所述控制装置(62)设计为使得其将在所述炉(16)中确定的温度与目标值进行比较，并且在所确定的温度与所述目标值有任何差异的情况下，增加或减少对所述炉(16)和/或所述煅烧炉(14)的氧气供应，并且

其中，所述目标值根据粒度分布和/或石灰标准来调节。

10.根据权利要求9所述的水泥生产设备，其中，所述预热器(12)具有连接到所述控制装置(62)的氧测量装置，用于确定流过所述预热器(12)的气体的氧含量，并且其中，所述控制装置(62)设计为使得其控制对所述煅烧炉(14)和所述炉(16)的氧气供应，使得在所述炉(16)和所述煅烧炉(14)中实现化学计量或超化学计量燃烧。

11.根据权利要求9和10中任一项所述的水泥生产设备，其中，所述煅烧炉(14)和所述炉(16)各自具有分别向所述炉(16)和所述煅烧炉(14)供应燃料的器件，并且其中，所述控制装置(62)连接到所述器件并且设计为使得其根据在所述炉(16)内确定的温度来控制向所述煅烧炉(14)和/或所述炉(16)的燃料供应。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的水泥生产设备，其中，所述炉(16)具有多个燃烧气体入口，所述燃烧气体通过所述燃烧气体入口引入到所述炉(16)中，其中，所述控制装置(62)设计为使得其根据在所述炉(16)内确定的温度来控制向相应燃烧气体入口中的每一个供应燃烧气体。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的水泥生产设备，其中，所述温度测量装置设计为对炉壁的内表面和/或烧结区内的熟料执行非接触式温度测量。

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