CN88100725A - 半湿法生产水泥熟料的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明论述了由半湿法生产水泥熟料的方法和设备，此方法使用了供给附加燃料的两级预热器和一个短的转炉，冷却器的废空气直接送至干燥区。因此即使滤饼的水分含量有变化时，本方法仍能使转炉在恒定的脱酸程度下操作，并能够保证转炉操作稳定。

Description

本发明论述了半湿法生产水泥熟料的方法（见权利要求1的前序部分）和设备（见权利要求6的前序部分）。

半湿法生产水泥熟料的方法是已知的，例如可参阅“水泥-石灰-石膏”（“Zement-Kalk-Gips”）一书（1977）的369-371页。此篇文献披露，滤饼在冲击干燥器中干燥并破碎。然后生料在两级旋风预热器中利用来自转炉的废气进行预热，最后生料在一台长迴转炉中烧制成熟料。

此法的主要缺点是：由于仅使用两级旋风预热器，因此，实际上生料的脱酸作用只能在转炉中进行，这就必然要采用很长的转炉。另方面也不能随意增加预热器的级数，因为否则预热器的废气已不再具有干燥滤饼所需的热含量。为了能够利用从两级预热器得到的废气，充分干燥滤饼，在已知的方法中必须从滤饼中除去较大部分的水，这样用于过滤装置就需要消耗很高的费用。

权利要求6的前序部分所介绍的设备，也就是DE-A-2944659的发明主题，在此设备中生料不仅在两级预热器中用燃烧区的废气进行预热，而且通过附加燃料进行脱酸。同时供给预热区的附加燃料，也加热了来自预热区的废气，结果既使水含量相当高的滤饼，也可得到充分的干燥。因此用此法有可能降低机械过滤所需装置的费用。

半湿法制得的生料通常含有水分，而这种水含量的变化范围较大。如果不采取专门的措施，其后果是：生料到达燃烧区时，脱酸的程度将随着生料中的水含量而变化。由于这种情况限制了转炉操作的稳定性，因此按照DE-A-2944659的已知方法，就需要提供相当复杂的用于调节供给预热区附加燃料的装置。

本发明的目的就是提供根据权利要求1所谈到的方法和根据权利要求6的总构思所提出的设备。其特征为，不论湿纯制（Wet-cleaned）生料的水含量如何变化，均能以极简单的方法保证进入燃烧区的生料的脱酸程度基本相同，这样也就保证了转炉操作的稳定。

本发明提供半湿法生产水泥熟料的方法，其中

a）通过机械过滤从湿纯制（Wet-cleaned）生料中除去水分，

b）在干燥区利用热气流对所得滤饼进行干燥，并在粉碎区进行粉碎，

c）已干燥和粉碎了的生料，在两级预热区利用燃烧区的废气进行加热，并用附加燃料进行脱酸，

d）然后在燃烧区循环并烧制成熟料，

e）最后利用空气流在冷却区进行冷却;

其特征如下：

f）冷却器的废空气绕过燃烧区和预热区而直接送至干燥区，

g）直接送至干燥区的冷却器废空气量，可根据供给干燥区的滤饼水含量加以调节，因而生料进入燃烧区时具有基本恒定的脱酸程度。

本发明还提供半湿法生产水泥熟料的设备，此设备包括：

a）从湿净制生料中机械除水的过滤装置，

b）利用热气流干燥滤饼的装置和粉碎已干燥滤饼的装置，

c）利用转炉的废气加热已干燥和粉碎的生料和利用附加燃料使生料脱酸的两级旋风预热器，

d）转炉，已加热的生料在此烧制成熟料，

e）利用冷空气流冷却已烧制物料的冷却器;

其特征如下：

f）冷却器经由来自冷却器的废空气管道，与干燥滤饼的装置相连，

g）在输送冷却器废空气的管道中，设置调节装置，此装置根据供给干燥区的滤饼的水含量进行调节。

根据本发明，冷却器的废空气，绕过燃烧区和预热区直接送至干燥区，送至干燥区的冷却器的废空气量，根据送至干燥区的滤饼的水含量的变化加以调节，结果使到达燃烧区的生料的脱酸程度基本保持一致。

用此方法，转炉装置可在脱酸程度（预煅烧速度）恒定的条件下进行操作。调节由冷却器送往干燥区的废空气量，就能够实现供给干燥区的热源，会随着滤饼水含量的波动而作出相应的变化。这样就能保证转炉操作特别稳定。

根据本发明在干燥区使用冷却器的废空气还具有如下的优点，在干燥区可以提高进料的水含量，或在给定的生料水含量下可以降低热量消耗。

本发明的最佳实施，即所附权利要求的主题。附图中示意地说明了为实施本发明的方法所使用的设备。

设备包括从湿纯制生料机械除水的过滤装置（图中未画出），还包括干燥和粉碎滤饼的装置。图中所示的干燥装置是由立式干燥器1组成的，粉碎装置是一个与立式干燥器的下端相连的单杆（Singl-shaft）锤式粉碎机2。立式干燥器1直通分离器3，分离器3后面接电力除尘器4。

锤式粉碎机2与两级旋风预热器6的废气管5相连，两级旋风预热器6由旋风分离器7、8、9和10组成。

上升管12中设置了供给附加燃料的燃烧器13和14，上升管12由转炉11通到旋风预热器6的第一级的两个旋风分离器7和8。

利用燃烧器16加热的转炉11，在出料端与一个单独的冷却器15相连。

冷却器15的废空气管道25由该冷却器通到锤式粉碎机2，管道25装有阀门26。在图示的实施中，此废气管在锤式粹粉机前面不远的地方与旋风预热器6的废气管5相通;也可以使废气管25与锤式粉碎机2单独相连。

转炉11可以采用短的转炉。长度L与直径D之比值在12-17的范围内。转炉每单位体积的物料通过速率在1.5和2.5吨/日·米³之间最为有利。

三次空气管道30从冷却器15通到旋风预热器6的燃烧器13和14。阀门31用于调节三次空气量。

除尘装置32与冷却器15相连。多余的空气经过除尘装置32利用排风扇33排掉。

利用温度计28测定立式干燥器1中的气体温度。测得的温度值传到调节装置29，于是调节装置29就调节管道25中专为控制从冷却器15来的废空气而设置的阀门26。

在分离器3和旋风预热器6之间设置了输送装置27。

图示设备的功能如下：

转炉11在其出料端利用燃烧器16以通常的方式加热。转炉接受来自冷却器15的二次空气。旋风预热器中的燃烧器13和14所需要的三次空气，是经由三次空气管道30送来的。

转炉11的废气在上升管12中进一步被燃烧器13和14所加热。废气连续地穿过两级旋风预热器的两级，然后经由废气管5送给锤式粉碎机2和立式干燥器1。在电除尘器4中除去废气中的灰尘。

来自冷却器15的可用阀门26进行调节的废空气，通过废空气管25由冷却器15直接送到锤式粉碎机2和立式干燥器1，也就是说绕过转炉11和旋风预热器6。

机械除水所得到的滤饼送到锤式粉碎机2（标有箭头17）。在锤式粉碎机2中，滤饼被经过废气管5和来自冷却器15的废空气管25而供给的热气所干燥，然后被粉碎。已被充分干燥和粉碎的生料，在通过立式干燥器1时继续被干燥，并利用热气通过立式干燥器1输送分离器3。

生料经过输送装置27从分离器3送到旋风预热器6，在预热器中生料按箭头20和21送入气体管道18和19（这两个管道分别将旋风分离器7和9或8和10相互连接起来）。

在旋风分离器9和10中沉积下来的生料被引入上升管12中，在上升管中沉积生料被燃烧器13和14所加热的热废气强烈加热或者部分脱酸。

沉积在旋风分离器7和旋风分离器8中的生料送到转炉11中（标有箭头22和23），在转炉中烧制成熟料，然后在冷却器15中进行冷却。

经由燃烧器13和14送到旋风预热器6的附加燃料，根据滤饼所需要的干燥程度，用于使被预热的生料进一步加热和部分脱酸，并用于进一步加热废气。

经由废空气管道25直接送到干燥区（立式干燥器1和锤式粉碎机2）的冷却器的废空气量，是随滤饼水分含量的变化而加以调节的，因此生料送到燃烧区，即送到转炉11中，可以保持脱酸程度几乎恒定。

为此目的，譬如利用温度计28测量立式干燥器1中的热气的温度，并通过调节装置29根据测得的温度值，来调节来自冷却器的废气管道25中的阀门26。

考虑到供给预热区（经由燃烧器13和14）的附加燃料，经由废气管道25直接送往干燥区的来自冷却器的废空气量，最有利的情况应使滤饼在干燥区干燥到水分含量至多为2%，最好至多为1%。

来自旋风预热器6的废气的温度最好至少是600℃。

现在通过下面实例更详细地说明本发明。

实例

现在使用湿法的水泥厂，都要转而使用节能的方法。既然要使投资费用最低，就应当保留目前的湿法纯制（Wet    cleaning）。为了实施本发明的方法，这种转变可按如下的方式进行：

从现有湿式磨碎机和泥浆贮槽开始，在连续操作的过滤机中，例如带式过滤机中，连续地从泥浆中除去水分。根据生料的性质，水分含量在18至23%之间变动。使用较大的过滤机或者安装备用过滤机，就可以避免在过滤机后面安装任何的附加贮槽。用这种方式已经预干燥的泥浆连续送到干燥器中，例如上升管式干燥器中。由于生料的不同和过滤机不同的除水程度，送到上升管式干燥器的滤饼的水分含量将在18%（最低）和23%（最高）的范围内变化。为了避免出现露点，在上升管式干燥器后面的气体最终温度不应低于110℃。因此上升管式干燥器一方面接受温度约为580℃的转炉废气，另方面又通过一根单独的管道与冷却器相连。温度约为350°到400℃的热气体就是通过这根管子引出的。为使设备操作稳定，转炉系统中的燃料量应保持恒定。所需要的热量变化（由于滤饼水分含量不同而引起的），可利用由冷却器送给上升管式干燥器的附加量的热空气而得到补偿（在这期间，送到转炉11的二次空气量和送到燃烧器13和14的三次空气量仍保持恒定不变;从冷却器送给上升管式干燥器的一定量废空气是从冷却器的过量空气取得的，否则必须除尘。操作时测量上升管式干燥器上端热空气的温度，并根据温度的变化控制从冷却器通到上升管式干燥器的废空气管道中的阀门位置，就能有利地实现上述要求。

在上升管式干燥器中干燥的生料通过旋风分离器，而送入两级预热器中。生料在这里进一步预热，然后送往煅烧炉。这时供给燃料，是为使生料脱酸达到这样的程度，以致生料能在接着要通过的短转炉中，从脱酸的生料烧制成熟料。在预煅烧炉中大约有30%引入的燃料发生转化。由于前面已进行了很大程度的预先脱酸，因此可以采用短的转炉，长度与直径之比大约为15。例如对于生产量为700吨/日的熟料，转炉的尺寸可以是3.4×50米。

对于这种设备而言，假如滤饼的水分含量为21%（如果水分含量较高，则从冷却器引废空气送至干燥器），则转炉装置和干燥器可以产生如下的热量平衡。

1、总装置的热量平衡（包括干燥器）

输入热量：千卡/公斤熟料

预煅烧燃料    293

主燃烧器燃料    682

总输入    975

输出热量：千卡/公斤熟料

理论量    420

水蒸发热量    245

冷却器损耗（η≈70%）    95

废气损耗（2.51标准米³/公斤，133℃） 98

灰尘损耗（7%）    2

辐射损耗

-转炉85

-热交换器20

-干燥器10    115

总输出：975

2、干燥器热平衡

输入热量    千卡/公斤熟料

转炉废气：

1.74标准米³/公斤熟料，579℃ 360

转炉灰尘：

0.20公斤/公斤熟料，579℃    27

冷却器废空气（如果水分含量高于

21%的话）    ×

总输入    387+×

输出热量    千卡/公斤熟料

水蒸发热量    245

废气损耗：

2.51标准米³/公斤熟料，133℃ 98

灰尘损耗：

0.07公斤/公斤熟料，133℃    2

辐射损耗

进入转炉的生料：

1.7公斤/公斤熟料，113℃    32

总输出：387

Claims (8)

1、半湿法生产水泥熟料的方法，其中

a)通过机械过滤从湿纯制生料中除去水分，

b)在干燥区利用热气流对所得滤饼进行干燥，并在粉碎区进行粉碎，

c)已干燥和粉碎了的生料，在两级预热区利用燃烧区的废气进行加热，并用附加燃料进行脱酸，

d)然后在燃烧区循环并烧制成熟料，

e)最后利用空气流在冷却区进行冷却；

其特征如下：

f)冷却器的废空气绕过燃烧区和预热区直接送到干燥区，

g)直接送至干燥区的冷却器废空气量可根据供给干燥区的滤饼水分含量加以调节，因而生料进入燃烧区时，具有基本恒定的脱酸程度。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于使用了短的燃烧区。

3、根据权利要求2的方法，其特征在于燃烧区的长度（L）和直径（D）之比，L/D在12和17之间。

4、根据权利要求2的方法，其特征在于燃烧区每单位体积的物料通过速率在1.5和2.5吨/日·米³之间。

5、根据权利要求1的方法，其特征在于，考虑到供给预热区的附加燃料，由冷却器直接送给干燥区的废空气量是这样确定的，应使干燥区内的滤饼干燥到水分含量至多为2%，最好至多为1%。

6、半湿法生产水泥熟料的设备，此设备包括：

a）从湿纯制生料中机械除水的过滤装置，

b）利用热气流干燥滤饼的装置（1，2）和粉碎已干燥滤饼的装置（2），

c）利用转炉（11）的废气加热已干燥和粉碎的生料和利用附加燃料使生料脱酸的两级旋风预热器（6），

d）转炉（11），已加热的生料在此烧制成熟料，

e）利用冷空气流冷却已烧制物料的冷却器;

其特征如下：

f）冷却器15经由来自冷却器的废空气的管道（25）与干燥滤饼的装置（1和2）相连;

g）在输送冷却器废空气的管道（25）中设置调节装置（26），该调节装置根据供给干燥区的滤饼的水含量进行调节。

7、根据权利要求6的设备，其特征在于采用了短转炉（11），此转炉的长度（L）与直径（D）之比在12和17之间，每单位体积转炉的物料通过速率在1.5和2.5吨/日·米³之间。

8、根据权利要求6的设备，其特征在于，滤饼的干燥装置是立式干燥器（1），滤饼的粉碎装置是单杆锤式粉碎机（2）组成，此粉碎机（2）与立式干燥机（1）下端相连。

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