CN1227179C - 利用颗粒状水泥原料生产水泥熟料的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

这里说明了一种利用颗粒状水泥原料生产水泥熟料的方法和设备，通过该方法在与热废气进行热交换的条件下新原料在悬浮预热炉(1，3)中被预加热并且可能被预煅烧，被预加热并且可能被预煅烧的材料最终在回转窑(7)中被煅烧并且烧成水泥熟料，来自回转窑中热熟料在冷却器中被冷却并且在过滤装置中使灰尘与来自预热炉的废气分离，其特征在于，来自过滤装置(11)的灰尘沿着与炉窑气体流动方向相反的方向被输入回转窑(7)的材料入口端中。由此实现在立管壁上的包覆层的显著减少。

Description

利用颗粒状水泥原料生产 水泥熟料的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种利用颗粒状水泥原料制造水泥熟料的方法，通过该方法在与热废气进行热交换的条件下新原料在悬浮预热炉中被预加热并且可能被预煅烧，被预加热并且可能被预煅烧的材料最终在转窑中被煅烧并且烧成水泥熟料，来自回转窑中热熟料在冷却器中被冷却并且在过滤装置中使灰尘与来自预热炉的废气分离。本发明还涉及一种用于实施根据本发明的方法的设备。
背景技术
上述种类的方法和设备是现有技术。
基本上所有水泥原料混合物含有至少少量的Cl、K、Na和S，或者这些元素与输入燃料一起加入。在炉窑的燃烧区中，这些元素例如KCl、NaCl和KOH的各种组合会出现蒸发，而硫将是以SO2形式的气体。在回转窑的冷端处并且在烟气室或炉窑立管中，会存在各种盐的凝结作用，这些盐在900-1100℃的主导温度下将呈现熔融状态。还会出现硫化物的形成。这些盐的用作是不可避免将会存在的灰尘的一种粘接剂，并且会形成大块包覆层，并且伴随着在炉窑立管中容易出现堵塞的危险。这些包覆层的除去需要中止操作，并且由于与这些包覆层反应或者由于在清洗操作期间的机械损伤而可能会损坏窑衬。
在这以前，通常的做法是在废气从回转窑中排放出来之后紧接着将被预热的原料导入炉窑立管中，因为这能确保将这些盐收集在原料的大部分表面上而不是收集在管壁上。但是，难以实现使在废气中的被预热原料分布在炉窑立管的整个横断面上。其原因在于原料是通过下流管从第二低的旋流器输送的，因此妨碍了它获得确保在宽度为几米的整个横断面上分布所需要的速度。
从美国专利No.4002420和美国专利No.4108593的方法和设备中可以了解，其中热原料从旋流式预热炉的第二低旋流器段中抽出并且在炉窑的材料入口端中被导入进废气中。由此实现炉窑气体温度降低，并且因此实现不想要的气体例如碱、氯气和硫磺气体的特定凝结，从而减小了在该炉窑立管中的包覆层的问题。但是，所实现的包覆层的减小已经被证实是不充分的。这可能是由于以下几个因素。一个解释是，温度没有降低到足够的程度并且没有以确保这些气体在废气中的原料颗粒上而不是在立管的管壁上凝结所要求的速度。另一个解释是，原料在炉窑的横断面上的分布没有以足够的均匀性进行和/或原料的比表面积不够。
采用被预热原料的另一个一般缺点在于，它往往包含以凝结形式的盐，并且在这些主导温度下，这些盐会使这些颗粒形成块状，从而减小用于收集包含在炉窑气体中的盐的有效表面积。
将来，由于这些炉窑的热负载中的增加同时这些炉窑缩短从而可以通过两个基座而不是三个来支承它们，所以可料到在炉窑立管中的包覆层是一个主要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产水泥熟料的方法和设备，通过所述设备可以基本上减小在立管中的包覆层方面的上述问题。
这可以通过在前言中所述的那种方法来实现，其区别在于，沿着与炉窑气体的流动方向相反的方向将来自过滤装置的灰尘导入回转窑的材料入口端。过滤灰尘的温度通常小于300℃，并且可以使用包括有喷管的装置利用加压气体适当地将它喷射进回转窑的材料入口端中，所述喷管终止在回转窑的烟气腔室中或者终止在回转窑自身中，并且与回转窑的纵向轴线基本上平行地延伸。
这样就可以实现在立管壁上的包覆层的显著减少。其主要原因一部分在于：过滤灰尘的温度低于被预热原料的温度，从而使得它能够吸收更大量的凝结热，并且一部分在于：过滤灰尘构成原料的最细小的部分，这意味着它具有相当大的表面积，还有一部分在于：过滤灰尘沿着与炉窑气体的流动方向相反的方向喷射，从而确保炉窑气体在炉窑的整个横断面上均匀分布。
在这以前，常规做法是，在将过滤灰尘输入预热炉中之前将过滤灰尘混合进原料混合物中。通过如根据本发明所提出的一样抽出至少一部分过滤灰尘并且将它输入到转炉的材料入口端中，这将导致在预热炉中的热交换过程的效率的适度减小。但是，该直接缺点可以由以下事实补偿，即原料在过滤灰尘含量减小时在旋流器中将获得更好的粉末特性。因此，在预热炉中将存在更小的内部灰尘循环，因此提高了预热炉的效率，并且还可以预料到由于旋流器堵塞而导致的故障时间将减小。另外，以每小时由过滤器收集的灰尘吨数计算的过滤器负载将减小，从而就该灰尘输送装置而言可以产生节约。
根据本发明，优选的是通过将它喷射进转炉的材料入口端利用整个过滤灰尘体积而不是只是局部体积来作为防止包覆层的工具。因此实现一个重要的附带好处。因此，通过将过滤灰尘喷射进在炉窑系统内深处，从而将更容易控制该熟料的化学性质。一般来说，过滤器灰尘的组分相对于原料的剩余部分存在偏差，并且可能例如具有过量的石灰例如高达200LSF。如果如以往做法一样使过滤器灰尘返回到原料筒仓中的话，则必须确保有效的混合，并且其主要目的在于保持与熟料所必须的组分存在一定偏差的原料组分。但是，如果优选的是将整个过滤灰尘体积喷射进炉窑，则只需要将原料的组分与燃料中的灰尘成分相对应调节到与所要求的熟料化学成分稍微不同的程度。在这方面，必然结果是生料研磨设备包括用于使水泥原料与废气分离的装置，这些废气随后通向用于最终除尘的过滤装置。不论何时该过滤装置还用于分离水泥原料，在最大可行程度上优选的是该最细小的过滤组分被用来喷射进回转窑中。
根据本发明，可以在输入过滤灰尘的同时输入冷原料和/或烟灰。
附图说明
现在将参照示意性附图对本发明进行更详细地说明，并且其唯一的附图显示出根据本发明用于生产水泥的设备。
具体实施方式
该附图显示出用于生产水泥的设备，该设备包括：多级悬浮预热炉1；煅烧炉3，该煅烧炉被提供有通过多个燃烧器4的燃料和通过炉窑立管5和烟气腔室6的燃烧气体；回转窑7，该回转窑由燃烧器8供应燃料；熟料冷却器9以及过滤装置11。
在F处将来自非特定的磨制腔室13的原料输入预热炉1。从这里，原料将沿着逆流方向从回转窑7向下穿过预热炉1和锻烧炉3导入热废气中。从煅烧炉3的单独旋流器中，被煅烧的原料被导入回转窑7，在其中它被烧成水泥熟料，随后该熟料在冷却器9中冷却。炉窑气体沿着相反的方向从冷却器9穿过回转窑7行进，其中它被加热并且持续穿过烟气腔室6、炉窑立管5、煅烧炉3以及预热炉1，并且通过风扇15穿过炉窑系统被抽出。在预热过程中，不可避免的是，一部分原料尤其是最细小的那部分原料在预热炉的旋流器中不会有效地分离，而是夹带在废气中并且借助于风扇15以及可能地磨制部分终止在过滤装置11中。
为了消除在前言中所提到的关于在炉窑立管5中的包覆层方面的问题，根据本发明建议从过滤装置11将灰尘输入到回转窑7的材料入口端。可以通过喷管17利用加压气体将该过滤灰尘被适当地喷射进回转窑7的材料入口中，所述喷管终止在回转窑的烟气腔室6中或者终止在回转窑7自身中，并且基本上与回转窑的纵向轴线平行地延伸。
因此，在根据本发明的设备的操作期间，来自过滤装置11的灰尘沿着与炉窑气体流动方向相反的方向被喷射进炉窑7中。一般来说，灰尘在过滤装置11中将冷却到小于300℃的温度，并且往往低至100-150℃，另外将存在足够的量以确保在回转窑7的材料入口端中的炉窑气体的正确冷却。过滤灰尘的喷射可以受到控制，以便根据所述气体中存在的盐来实现炉窑气体的最优冷却。过滤灰尘的喷射必然伴随着在炉窑7的材料入口中的炉窑气体的温度可以从900-1200℃的范围冷却到大约830-850℃的范围，该温度是主要材料组分碳酸钙的脱碳温度，因此导致盐在细小过滤灰尘颗粒的表面上凝结。
在运行的水泥工厂处已经对本发明进行现场试验，该试验结果表明，在立管5中进行清除工作的必要从每8个小时一次减少到每星期一次。

Claims (6)

1.一种利用颗粒状水泥原料生产水泥熟料的方法，通过该方法在与热废气进行热交换的条件下新原料在多级悬浮预热炉(1)和煅烧炉(3)中被预加热并且被预煅烧，被预加热并且被预煅烧的材料最终在回转窑(7)中被煅烧并且烧成水泥熟料，来自回转窑中的热熟料在冷却器(9)中被冷却并且在过滤装置(11)中使灰尘与来自预热炉的废气分离，其特征在于，来自过滤装置(11)的灰尘沿着与炉窑气体流动方向相反的方向被输入回转窑(7)的材料入口端中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，沿着与炉窑气体流动方向相反的方向将来自过滤装置(11)的整个过滤灰尘体积输入回转窑(7)的材料入口端中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过加压气体将所述过滤灰尘喷射进回转窑(7)。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，冷原料和/或粉煤灰与过滤灰尘同时输入。
5.一种用于实施根据权利要求1所述的方法的设备，它包括多级悬浮预热炉(1)、通过许多燃烧器(4)供给燃料的煅烧炉(3)、炉窑立管(5)、烟气腔室(6)、具有燃烧器(8)的回转窑(7)、熟料冷却器(9)以及过滤装置(11)，其特征在于它还包括沿着与回转窑气体流动方向相反的方向将来自过滤装置(11)的灰尘输入回转窑(7)的材料入口端的喷管(17)。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，输入喷管(17)包括终止在回转窑的烟气腔室(6)中或者终止在回转窑(7)自身中的喷管，并且该喷管与回转窑的纵向轴线平行地延伸。
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