CS240675B1

CS240675B1 - A method for producing oementary clinker and apparatus for carrying out the process

Info

Publication number: CS240675B1
Application number: CS962082A
Authority: CS
Inventors: Petr Nemecek; Jitka Kruckova; Petr Fruehauf; Jan Skubna; Zdenek Krucek
Original assignee: Petr Nemecek; Jitka Kruckova; Petr Fruehauf; Jan Skubna; Zdenek Krucek
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1986-02-13

Abstract

Účelem způsobu a zařízení podle vynálezu je, že méněhodnotné palivo nebo hořlavý odpad je spalován nebo zplyňován s podstechiometrickým množstvím vzduchu a vzniklý hořlavý polopl^n je spalován teprvé po přidání dodatečného - sekundárního spalovacího vzduchu přímo v místě tepelné spotřeby. Tohoto účelu se dosahuje tím, že tepelná energie pro slinováni se získá z kaloricky hodnotnějšího paliva ve srovnání s palivem použitým pro dekarbonizaci, jímž je palivo nebo hořlavý průmyslový odpad o výhřevnosti nad 5000 kj. kg“1, ale přitom nižší než je výhřevnost paliva pro ’ slinováni.The purpose of the method and device according to the invention is that the inferior fuel or combustible waste is burned or gasified with a substoichiometric amount of air and the resulting combustible semi-gas is burned only after the addition of additional - secondary combustion air directly at the point of heat consumption. This purpose is achieved by obtaining thermal energy for sintering from a fuel with a higher calorific value compared to the fuel used for decarbonization, which is a fuel or combustible industrial waste with a calorific value of over 5000 kj. kg"1, but lower than the calorific value of the fuel for sintering.

Description

Vynález se týká způsobu výroby cementového slínku uplatňujícího technologii oddělené kalcinace, při níž je pro kalcinnční proces využito tepelného obsahu méněho^notných paliv.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing cement clinker employing a separate calcination technology, wherein the calorific process utilizes the thermal content of less noble fuels.

Mnohé tepelné procesy, zejména ty, při nichž probíhají endo-termické reakce nebo odpařování vlhkosti, představují značnou spotřebu paliva a často náklady na palivo Činí největší položku z celkových výrobních nákladů. V zájmu zlepšení celkové ekonomie procesu je proto nezbytné buň snížit spotřebu tepla, nebo vyvinout takovou techniku spalování, kterou by bylo možné všechnu nebo alespoň část potřebné tepelné energie získat spalováním méněhodnotného paliva, nebo odpadů obsahujících nezbytné množství hořlaviny, přičemž toto palivo je ve srovnání s palivy ušlechtilými podstatně nižší ceny.Many thermal processes, especially those involving endo-thermal reactions or evaporation of moisture, represent considerable fuel consumption and often fuel costs make up the largest part of the total production cost. In order to improve the overall economics of the process, it is therefore necessary to reduce the heat consumption of the cell or to develop such a combustion technique that all or at least part of the required thermal energy can be obtained by burning low-grade fuel or wastes containing the necessary amount fuel noble significantly lower prices.

Jsou známy způsoby,při nichž je méněhodnotné palivo nebo hořlavý odpad s vysokým obsahem popela spalován přímo v procesu výroby slínku. Vytvořený popel, který přijde-li do styku s cementářskou surovinou až v procesu výpalu, však není· dokonale promísen s vápencovou a ostatními přítomnými složkami a má snahu se odměšovat od zpracovávaného materiálu, takže není v surovině homogenně rozložen, a proto je i vyrobený cementový slínek nehomogenní s dopadem na kvalitu.Methods are known in which low-value fuel or combustible waste with a high ash content is combusted directly in the clinker production process. However, the ash formed, which comes into contact with the cementitious raw material only in the firing process, is not perfectly mixed with the limestone and other constituents present and tends to be separated from the material to be treated so that it is not homogeneously distributed in the raw material. clinker inhomogeneous with an impact on quality.

240 075240 075

Známé způsoby řešení tohoto problému spočívají tedy ve využití ušlechtilého paliva pro průběh slinovacích a dekarbonizačních reakcí, přičemž Část tohoto paliva je nahrazována hořlavým spalitelným materiálem, který nesplňuje ani požadavek výhřevnosti ani obsahu popela, a proto nemůže být využit v procesu přímo a je tudíž spalován v odděleném spalovacím zařízení, vně zóny nebo zón, v nichž probíhají endotermické reakce a teplo je přenášeno do místa tepelné potřeby horkými spalovacími plyny·Known methods of solving this problem are therefore utilizing a noble fuel for the sintering and decarbonisation reactions, a part of which is replaced by a combustible combustible material that does not meet either the calorific value or the ash content and therefore cannot be used directly in the process and is therefore burned in a separate combustion plant, outside the zone or zones where endothermic reactions take place and the heat is transferred to the heat demand point by the hot combustion gases ·

Největší část tepla v uvedeném dalším spalovacím zařízení je však uvolňována při procesu dokonalého spalování méněhodnotného paliva s dostatečným přebytkem vzduchu, který zajišťuje dostatek kyslíku i pro spalování ušlechtilého paliva, potřebného pro získání dostatečné teploty ve slinovacím pásmu rotační pece. Teplota spalin a horkých plynů vystupujících z tohoto přídavného spalovacího zařízení má však z důvodu nepřestoupení teplot bodů měknutí a tání popela maximální hodnotu 900°C (viz britský patent č. 1 561 966)· Největší podíl tepla se však tímto způsobem uvolňuje nikoliv bezprostředně v místě tepelné potřeby, ale v uvedeném přídavném spalovacím zařízení, čímž se účinnost využití méněhodnotných i odpadních paliv značně snižuje.However, most of the heat in the other combustion apparatus is released in the process of flawless combustion of low-grade fuel with sufficient excess air, which provides enough oxygen to burn the noble fuel needed to obtain sufficient temperature in the sintering zone of the rotary kiln. However, the temperature of the flue gases and hot gases exiting from this afterburner has a maximum value of 900 ° C due to the non-permeation of the softening and ash melting points (see British Patent No. 1,561,966). but in the aforementioned afterburner, whereby the efficiency of using both low-value and waste fuels is greatly reduced.

Podstata výroby cernentářského slínku, při němž separátně avšak současně probíhají reakce slinováni a dekarbonizace v navzájem oddělených reakčních prostorech, přičemž tepelná energie pro dekarhonizaci zpracovávané cementářské suroviny se získává spalováním méněhodnotného a nízkokalorického paliva ve dvou fázích tak, že v prvé fázi probíhá spalování s podstechiometrickým množstvím kyslíku a dochází k jeho zplynování, přičemž vzniklý hořlavý plyn je dokonale spálen až ve druhé fázi, po dodání zbývajícího sekundárního vzduchu tak, aby celkové množství spalovacího vzduchu odpovídalo množství vzduchu potřebného pro dokonalé spálení paliva^ podle vynálezu záleží v tom, že tepelná energie pro slinováni se získává z kaloricky hodnotnějšího paliva ve srovnání s palivem použitým pro dekarbonizaci, jímž je palivo nebo hořlavý průmyslový odpad o výhřevnosti nad 5000 kJ . kg“^, ale přitom nižší než je výhřevnost paliva pro slinováni. Prvá fáze spalování při dekarbonizaci se děje v ohništi bez přítomnosti zpracovávané cementářské suroviny a druhá fáze naopak za její přítomnosti v odděleném dekarbonizačním reakčním prostoru, v němž všechny přivedené substan3The essence of the production of cernent clinker, in which the sintering and decarbonisation reactions in separate reaction areas are separated but simultaneously, whereby the thermal energy for decarhonizing the processed cementitious raw material is obtained by burning the low-grade and low-calorie fuel in two phases. The resulting combustible gas is perfectly combusted only in the second phase, after the supply of the remaining secondary air so that the total amount of combustion air corresponds to the amount of air required for complete combustion of the fuel according to the invention is that Sintering is obtained from a more calorific fuel compared to the fuel used for decarbonisation, which is a fuel or combustible industrial waste with a calorific value above 5000 kJ. kg < -1 >, but lower than the calorific value of the sintering fuel. The first phase of combustion during decarbonisation takes place in the fireplace without the presence of the processed cementitious raw material, and the second phase, in its presence, in a separate decarbonisation reaction space in which all of the feedstock is introduced.

240 B75 ce, tj. hořlavý plyn z ohniště, plyn s dodatkovým kyslíkem a zpracovávaná cementářská surovina se nachází v dokonale disperzním stavu, za něhož probíhá intenzivní dekarbonizace. Tuhé zbytky 'paliva jsou po první fázi spálení hořlaviny v závislosti na jejich chemickém složení buň přidávány do technologického procesu jako jedna ze složek cementářské suroviny, nebo při vysokém obsahu nežádoucích složek jsou odváděny částečně nebo φΐηέ mimo technologický tok zpracovávané suroviny. Zařízení sestávající z disperzního předehřívače, rotační pece, kanálu plynů přímo napojeného na disperzní předehřívač, vzájemně propojených do výrobní linky je opatřeno generátorem, přičemž vedení hořlavého plynu z generátoru je zaústěno do spodní části disperzního předehřívače·240 B75 ce, ie the combustible gas from the fireplace, the gas with additional oxygen and the processed cementitious raw material are in a perfectly dispersed state under which intensive decarbonisation takes place. The solid fuel residues after the first phase of combustion of the combustible material, depending on their chemical composition of the cells, are added to the process as one of the components of the cement raw material, or at high contents of undesirable components are discharged partially or mimo. A device consisting of a dispersion preheater, a rotary kiln, a gas duct directly connected to the dispersion preheater, interconnected to a production line, is provided with a generator, wherein the combustible gas conduit from the generator is connected to the bottom of the dispersion preheater.

Hlavní výhoda způsobu a zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že méněhodnotné palivo nebo hořlavý odpad je spalován nebo zplyňován s podstechiometrickým množstvím vzduchu a vzniklý hořlavý poloplyn je spalován teprve po přidání dodatečného - sekundárního spalovacího vzduchu přímo v místě tepelné potřeby.The main advantage of the method and apparatus according to the invention is that the low-value fuel or combustible waste is burned or gasified with a substoichiometric amount of air and the resulting combustible half-gas is combusted only after the addition of additional secondary combustion air directly at the heat demand.

Na výkrese je schematicky znázorněno xaxxat zařízení podle vynálezu v nárysném pohledu.The drawing shows schematically an xaxxat of the device according to the invention in a front view.

Přiložené vyobrazení představuje část zařízení pro výrobu cementářského slínku sestávající z rotační pece 5, o předehřívače 4 zpracovávané suroviny, vzájemně propojené kanálem 6. plynů, přičemž toto známé uspořádání (podle PV 2932-75) je navíc opatřeno generátorem 1 s přívodem 2 paliva a vedením 3 plynu, které je zaústěno do spodní části předehřívače £. V generátoru 1 je převáděno méněhonotné palivo na hořlavý plyn, který je zaváděn vedením j do spodní části předehřívače 4., kde se nachází zpracovávaná surovina, předehřátá známým způsobem od horkých plynů z rotační pece Jž. Pokud tyto plyny obsahují dostatek volného kyslíku, dochází ke spalování plynu přiváděného z generátoru 1 a uvolněné teplo je využito ke kalcinaci zpracovávané suroviny.The attached drawing represents a part of a cement clinker device consisting of a rotary kiln 5, a feedstock preheater 4, interconnected by a gas channel 6. This known arrangement (according to PV 2932-75) is additionally provided with a fuel supply generator 2 and a conduit 3 of the gas which is connected to the lower part of the preheater. In the generator 1, the low-fuel fuel is converted to a combustible gas, which is introduced via a line j into the lower part of the preheater 4, where the feedstock to be treated is preheated in a known manner from the hot gases from the rotary kiln. If these gases contain enough free oxygen, the gas supplied from the generator 1 is combusted and the released heat is used to calculate the feedstock to be treated.

Surovina s vyšším stupněm kalcinace ja pak zaváděna do rotační pece j k dalšímu zpracování, přičemž zvýšený stupeň kalcinace má Vxiv na dosažení vyššího specifického výkonu pecní ltnky.The feedstock with a higher degree of calcination is then fed into a rotary kiln for further processing, wherein the increased degree of calcination has a Vxiv to achieve a higher specific kiln feed performance.

Toto uspořádání má zejména význam pro rekonstrukci stávajících pecních linek, u kterých je požadováno pouze malé zvýšení výkonu bez velkých nároků na rekonstrukční práce a investiční náklady, tedy v případech, kdy je snaha po využití případných vý4This arrangement is particularly important for the reconstruction of existing furnace lines where only a small increase in output is required without major demands on reconstruction work and investment costs, ie in cases where there is an

240 075 koňových rezerv stávající pecní linky. Zvýšení výkonů v těchto případech se pohybuje v rozmezích cca 20 &30%·240 075 horse reserves of the existing kiln line. The performance increase in these cases ranges between approx. 20 & 30% ·

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

The process for producing cement clinker, wherein the sintering and decarbonization reactions in separate reaction spaces are separated but simultaneously, wherein the thermal energy for decarbonizing the processed cementitious raw material is obtained by burning the low-grade and low-calorific fuel in two phases such that combustion with a substoichiometric amount of oxygen and gasification thereof, the resulting combustible gas being completely combusted only in the second phase, after the supply of the remaining secondary air so that the total amount of combustion air corresponds to the amount of air required for complete combustion of the fuel, thermal energy for sintering is obtained from the calorific value of the fuel compared to the fuel used for decarbonisation, which is a fuel or combustible industrial waste with a calorific value above 5000 kJ, kg but lower greater than the calorific value of the marlin fuel.

2. A method according to claim 1, wherein the first phase of combustion during decarbonisation is carried out in a fireplace without the presence of the cementitious raw material being treated and the second phase, in its presence, in a separate decarbonization reaction of the space. , the supplemental oxygen gas and the cementitious raw material being processed are in a perfectly dispersed state under which intense decarbonization takes place.

Process according to claims 1 to 2, characterized in that the solid fuel residues are added to the process as one of the components of the cementitious raw material after the first phase of combustion of the combustible material, depending on their chemical composition of the combustible material. technological flow of processed raw material.

4. An apparatus for carrying out the method according to Claims 1 to 3, comprising a dispersion preheater, a rotary kiln, a gas channel directly connected to the dispersion preheater interconnected to a production line, characterized in that it is provided with a generator (1); The gas from the generator (1) is connected to the bottom of the dispersion preheater (4).