CS253054B1 - The method of firing cement clinker using coal waste - Google Patents

The method of firing cement clinker using coal waste Download PDF

Info

Publication number
CS253054B1
CS253054B1 CS842382A CS238284A CS253054B1 CS 253054 B1 CS253054 B1 CS 253054B1 CS 842382 A CS842382 A CS 842382A CS 238284 A CS238284 A CS 238284A CS 253054 B1 CS253054 B1 CS 253054B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
fuel
calorific value
firing
chemical composition
coal waste
Prior art date
Application number
CS842382A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS238284A1 (en
Inventor
Josef Hradsky
Miroslav Hrazdira
Zdenek Krestak
Jaroslav Novak
Jana Vejpustkova
Original Assignee
Josef Hradsky
Miroslav Hrazdira
Zdenek Krestak
Jaroslav Novak
Jana Vejpustkova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Josef Hradsky, Miroslav Hrazdira, Zdenek Krestak, Jaroslav Novak, Jana Vejpustkova filed Critical Josef Hradsky
Priority to CS842382A priority Critical patent/CS253054B1/en
Publication of CS238284A1 publication Critical patent/CS238284A1/en
Publication of CS253054B1 publication Critical patent/CS253054B1/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Řešení se týká výpalu cementářského slínku. Účelem je použití méněhodnotného paliva a dosažení úspory ušlechtilého paliva. Tohoto účelu je dosaženo tím, že v jednom a/nebo více hořácích pálicí jednotky,, např. rotační pece, se současně spaluje ušlechtilé palivo s výhřevností nad 23 MJ.kg"i s uhelnými odpady s výhřevností nižší než 17 MJ.kg“! s obsahem popela vyšším než 30 %, jejichž množství je dáno chemickým složením popela z těchto odpadů i ušlechtilého paliva spolu s chemickým složením surovinové cementářské směsi v závislosti na požadovaných hodnotách silikátového modulu Mg = 1,8 až 3,0, aluminátového modulu Ma = 1,5 až 4,0 a sycení vápnem Slp = 90 až 100 výsledného portlandského slínku, přičemž teoretická teplota spalování výsledné palivové směsi musí být vyšší než 1 700 °C.The solution relates to the firing of cement clinker. The purpose is to use less fuel and save noble fuel. This is accomplished by the fact that in one and / or more burners of the firing unit, e.g., a rotary kiln, a noble fuel with a calorific value above 23 IU / kg is burned simultaneously with the coal waste with a calorific value of less than 17 IU / kg. an ash content of more than 30%, the amount of which is due to the chemical composition of the ash from these wastes and the noble fuel, together with the chemical composition of the cementitious mix as a function of the required silicate modulus Mg = 1.8 to 3.0, the aluminate module Ma = 1, 5 to 4.0 and lime slp = 90 to 100 of the resulting Portland clinker, the theoretical combustion temperature of the resulting fuel blend being greater than 1700 ° C.

Description

Vynález se týká způsobu výpalu cementářského slínku s použitím uhelných odpadů.The invention relates to a method of firing cement clinker using coal waste.

Výpal cementářského slínku se v současné době provádí převážně v rotačních pecích s použitím v rotačních pecích s použitím kvalitních plynných, kapalných nebo tuhých paliv, tj. především topného oleje, zemního plynu a černého uhlí o výhřevnosti nad 23 MJ.kg \ Obecně převládá názor, že tuhá paliva o výhřevnosti pod 23 MJ.kg jsou v důsledku nízké teploty spalování pro výpal cementářského slínku nevhodná.Cement clinker firing is currently carried out mainly in rotary kilns using high-quality gaseous, liquid or solid fuels, i.e. mainly fuel oil, natural gas and hard coal with a calorific value above 23 MJ.kg. The general opinion is that solid fuels with a calorific value below 23 MJ.kg are unsuitable for firing cement clinker due to their low combustion temperature.

Ojediněle se pro výpal slínku používají i hnědé uhlí a lignity, avšak jen o výhřevnostech a složení zaručujícím ve vysušeném stavu spalovací teploty na úrovni spalovací teploty černého uhlí o uvedené výhřevnosti 23 MJ.kg .Brown coal and lignite are occasionally used for clinker firing, but only with calorific values and compositions that guarantee, in the dried state, combustion temperatures at the level of the combustion temperature of black coal with the stated calorific value of 23 MJ.kg.

Nevýhodou stávajícího stavu je nedostatek kvalitních paliv a jejich stále se zvyšující cena. Možnost částečné náhrady těchto paliv černým nebo hnědým uhlím o nižší výhřevnosti způsobuje zvýšení měrné spotřeby tepla a tím i absolutní spotřeby paliva, nehledě k tomu, že podíl tohoto paliva je limitován obsahem a složením popela. Z hlediska ekonomického znamená použití tuhých paliv o nižší kvalitě určité vícenáklady na jejich dopravu, úpravnictví a sušení, oproti použití původního jednosložkového paliva.The disadvantage of the current situation is the lack of high-quality fuels and their ever-increasing price. The possibility of partial replacement of these fuels with black or brown coal with a lower calorific value causes an increase in specific heat consumption and thus absolute fuel consumption, notwithstanding the fact that the share of this fuel is limited by the ash content and composition. From an economic point of view, the use of lower-quality solid fuels means certain additional costs for their transportation, processing and drying, compared to the use of the original single-component fuel.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem výpalu cementářského slínku, jehož podstata spočívá v tom, že v jednom a/nebo více hořácích pálicí jednotky, např. rotační pece, se současně spaluje ušlechtilé palivo s výhřevností nad 23 MJ.kg s uhelnými odpady s výhřev ností nižší než 17 MJ.kg s obsahem popela vyšším než 30 %, jejichž množství se stanoví s ohledem na chemické složení popela z těchto odpadů i ušlechtilého paliva spolu s chemickým složením surovinové cementářské směsi v závislosti na požadovaných hodnotách silikátového modulu Mg = 1,8 až 3,0, aluminátového modulu M^ = 1,5 až 4,0 a sycení vápnem SLp = 9é až 100 výsledného portlandského slínku, přičemž teoretická teplota spalování výsledné palivové směsi musí být vyšší, než 1 700 °C.The above-mentioned shortcomings are eliminated by the method of firing cement clinker, the essence of which is that in one and/or more burners of a firing unit, e.g. a rotary kiln, noble fuel with a calorific value above 23 MJ.kg is simultaneously burned with coal waste with a calorific value below 17 MJ.kg with an ash content above 30%, the amount of which is determined with regard to the chemical composition of the ash from these wastes and noble fuel together with the chemical composition of the raw cement mixture depending on the required values of the silicate module Mg = 1.8 to 3.0, the aluminate module M^ = 1.5 to 4.0 and the lime saturation S Lp = 9é to 100 of the resulting Portland clinker, while the theoretical combustion temperature of the resulting fuel mixture must be higher than 1,700 °C.

Předmětným způsobem je možno částečně nahradit ušlechtilá paliva jako je topný olej či zemní plyn, méněhodnotnými tuhými palivy, např. uhelnými odpady. I takováto částečná náhrada výrobních ušlechtilých paliv pak představuje výrazné snížení výrobních nákladů při výpalu cementářského slínku.The method in question makes it possible to partially replace noble fuels such as heating oil or natural gas with lower-value solid fuels, e.g. coal waste. Even such a partial replacement of noble production fuels represents a significant reduction in production costs during the firing of cement clinker.

Vynález bude dále podrobněji objasněn na příkladech jeho praktického provedení.The invention will be explained in more detail below with examples of its practical implementation.

Při stanovování množství méněhodnotného paliva, které je možno spalovat aniž by byla ovlivněna kvalita výsledného produktu, se vychází z následujících vztahů:When determining the amount of inferior fuel that can be burned without affecting the quality of the resulting product, the following relationships are used:

S silikátový modul M_ = S a + F aluminátový modul Ma = A F sycení vápnem SLp S silicate module M_ = S a + F aluminate module M a = AF lime saturation S Lp

CC

2,85.S + 1,18.A + 0,65F kde C je obsah oxidu vápenatého CaO v % hmot.2.85.S + 1.18.A + 0.65F where C is the calcium oxide CaO content in % by weight.

S je obsah oxidu křemičitého SiC^ v % hmot.S is the content of silicon dioxide SiC^ in wt.%.

A je obsah oxidu hlinitého AJ^Og v % hmot.A is the content of aluminum oxide AJ^Og in % by mass.

F je obsah oxidu železitého F®2°3 v % ^mot· přičemž obsahy oxidů jsou vztaženy bud na slínek, nebo na surovinu.F is the content of iron oxide F®2°3 in % ^ mot · where the oxide contents are related either to the clinker or to the raw material.

Teoretická teplota spalováni Qn + QC02 + QH2O + QVZTheoretical combustion temperature Q n + Q C02 + Q H2O + Q VZ

T. _T. _

B + D + E + G + H + J + X + Y kde Qn je výhřevnost paliva (kJ.j paliva)B + D + E + G + H + J + X + Y where Q n is the calorific value of the fuel (kJ.j of fuel)

Qco je chemicky vázané teplo disociovaných podílů oxidu uhličitého CO^ (kJ.j 1 paliva) Q is the chemically bound heat of dissociated carbon dioxide CO^ (kJ.j 1 fuel)

QfO ~ . Q lu2 2 2 CO kde</cQ 3e stupeň disociace CO^QfO ~ . Q lu 2 2 2 CO where</cQ 3 e is the degree of dissociation of CO^

-* Λ-* Λ

3-1 VCO2 °kjein CC>2 ve spalinách (m . j paliva) _33-1 In CO2 °kj ein CC>2 in flue gas (m . j fuel) _3

Q je disociační teplo C09 na CO (kj.m )Q is the dissociation heat of C0 9 to CO (kj.m )

CO ' _]_ θ je chemicky vázané teplo disociovaných podílů H^O (kJ.j paliva) 3H O rf' O ‘ VH O ‘ Qn 2 2 2 H2 kde je stupeň disociace HnOCO ' _]_ θ is the chemically bound heat of dissociated H^O fractions (kJ.j fuel) 3 HO rf' O ' V HO ' Q n 2 2 2 H 2 where is the degree of dissociation of H n O

HqU zHQU from

3-1 θ je objem H^O ve spalinách (m .j paliva) v _3 je disociacni teplo H2O na H2 )kJ.m )3-1 θ is the volume of H^O in the flue gas (m .j of fuel) v _3 is the heat of dissociation of H 2 O to H 2 )kJ.m )

Qvz je tepelný obsah spalovacího vzduchu (kJ.j 3 paliva)Q vz is the heat content of the combustion air (kJ.j 3 fuel)

B .... tepelná kapacita nedisociovaného podílu CO2 ve spalinách B VCO2 (1 - CO2’ Cco2 B .... heat capacity of the undissociated portion of CO 2 in the flue gas BV CO2 (1 - CO2' C co 2

-3 -1 kde cnn je měrné teplo oxidu uhličitého (kJ.m .K ) cu2 tepelná kapacita disociovaného podílu CO? ve spalinách, tj. oxidu uhelnatého CO C VCO2 · CO2 · Cco kde cCQ je měrné teplo oxidu uhelnatého (kj.m \k 5-3 -1 where c nn is the specific heat of carbon dioxide (kJ.m .K ) cu 2 heat capacity of the dissociated portion of CO? in the flue gas, i.e. carbon monoxide CO CV CO 2 · CO 2 · C co where c CQ is the specific heat of carbon monoxide (kj.m \k 5

E .... tepelná kapacita kyslíku O, vzniklého disociací CO, D = VCO2 · 2 ^CO, · CO2E .... heat capacity of oxygen O, formed by dissociation of CO, D = V CO2 · 2 ^CO, · C O2

-3 -1 kde c je měrné teplo kyslíku 09 (kJ.m .K ) z 2 -3 -1 where c is the specific heat of oxygen 0 9 (kJ.m .K ) z 2

G .... tepelná kapacita nedisociovaného podílu H2O ve spalinách G = VH,0 ’ (1 ’^H20) · °H,0 z 2 zG .... heat capacity of the undissociated portion of H 2 O in the flue gas G = V H,0 ' (1 '^ H 2 0) °H,0 z 2 z

-3-1 kde cŤT . je měrné teplo HnO (kJ.m .K ) d2U z-3-1 where c ŤT . is the specific heat H n O (kJ.m .K ) d 2 U z

H ..... tepelná kapacita disociovaného podílu H2O, tj. vodíku, ve spalináchH ..... heat capacity of the dissociated portion of H 2 O, i.e. hydrogen, in the flue gas

H = VTT . <Á/H = V TT . <Á/

-3 -1 kde c.. je merne teplo vodíku (kJ.m .K ) H2-3 -1 where c.. is the specific heat of hydrogen (kJ.m .K ) H 2

J .... tepelná kapacita kyslíku vzniklého disociací H90J .... heat capacity of oxygen formed by dissociation of H 9 0

X .... tepelná kapacita dusíkuX .... heat capacity of nitrogen

X = V . c 2X = V . c 2

-1 kde VM je objem dusíku ve spalinách (m .j paliva) 2 i cM je měrné teplo dusíku (kJ.m ,Κ χ) W2-1 where V M is the volume of nitrogen in the flue gas (m .j fuel) 2 and c M is the specific heat of nitrogen (kJ.m ,Κ χ ) W 2

Y .... tepelná kapacita kyslíku O2 Y .... heat capacity of oxygen O 2

-1 kde Vn je objem kyslíku ve spalinách (m .j paliva) u2-1 where V n is the volume of oxygen in the flue gas (m .j fuel) u 2

Příklad 1Example 1

Pro výpal portlandského slínku bylo jako paliva použito těžkého topného oleje o výhřevnosti 40 MJ.kg . Současně byl v rotační peci spalován i uhelný odpad o výhřevnosti 11,7 MJ . .kg 1, o obsahu vody 3 % a obsahu poepla 55 %. Hmotnost spalovaného uhelného odpadu tvořila 20 % celkové dávky paliva. Toto množství bylo stanoveno s použitím výše uvedených vztahů, na základě chemického složení popela obou druhů paliv a zpracovávaných surovin pro dosažení požadovaných hodnot silikátového modulu Mg = 2,3, aluminátového modulu M^ = 1,8, sycení vápnem SLp = 92. Teoretická teplota spalování byla vypočtena na 1 750 °C. Vyrobený slínek vyhovoval ČSN 72 2121 pro cement třídy 325. Touto technologií výpalu došlo k úspoře 23 % topného oleje oproti tradičnímu způsobu výpalu.For the firing of Portland clinker, heavy fuel oil with a calorific value of 40 MJ.kg was used as fuel. At the same time, coal waste with a calorific value of 11.7 MJ. .kg 1, with a water content of 3% and an ash content of 55% was also fired in the rotary kiln. The weight of the burned coal waste constituted 20% of the total fuel charge. This amount was determined using the above-mentioned relations, based on the chemical composition of the ash of both types of fuel and the processed raw materials to achieve the required values of the silicate module Mg = 2.3, aluminate module M^ = 1.8, and lime saturation S Lp = 92. The theoretical combustion temperature was calculated at 1,750 °C. The produced clinker complied with ČSN 72 2121 for cement class 325. This firing technology resulted in a saving of 23% of fuel oil compared to the traditional firing method.

Při použití stejných paliv, avšak spalovaných při obohacení spalovacího vzduchu o 5 % kyslíku bylo dosaženo další úspory 10 % topného oleje.When using the same fuels, but burning them with combustion air enriched with 5% oxygen, an additional saving of 10% of heating oil was achieved.

Příklad 2Example 2

Pro pokusný výpal portlandského slínku byl v kombinaci s těžkým olejem o stejné výhřevnosti jako v předchozích případech použit uhelný odpad o výhřevnosti 6,5 MJ.kg s obsahem popela 70 %. S ohledem na chemické složení popela paliv a složení surovinové moučky byl pro požadované hodnoty silikátového modulu Mg - 2,6, aluminátového modulu MA = 1,6 a sycení vápnem SLp - 90 použitím výše uvedených vztahů stanoven poměr obou paliv na 1:2,5. Teoretická teplota spalování byla vypočtena na 1 720 °C. Vyrobený slínek odpovídal žádaným hodnotám pro cement třídy 250 dle ČSN 72 2122.For the experimental firing of Portland clinker, coal waste with a calorific value of 6.5 MJ.kg and an ash content of 70% was used in combination with heavy oil with the same calorific value as in the previous cases. With regard to the chemical composition of the fuel ash and the composition of the raw meal, the ratio of both fuels was determined to be 1:2.5 for the required values of the silicate module M g - 2.6, the aluminate module M A = 1.6 and the lime saturation S Lp - 90 using the above-mentioned relations. The theoretical combustion temperature was calculated to be 1,720 °C. The produced clinker corresponded to the required values for cement class 250 according to ČSN 72 2122.

Spalování obou druhů paliv je možno provést bud jedním kombinovaným hořákem nebo ve více hořácích spalujících samostatně jednotlivá paliva.Combustion of both types of fuel can be carried out either with one combined burner or in multiple burners burning individual fuels separately.

Vynález je možno rovněž využít pro výpal vápna v rotačních pecích.The invention can also be used for lime burning in rotary kilns.

IAND

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 1. Způsob výpalu cementářského slínku s použitím uhelných odpadů, vyznačující se tím, že v jednom a/nebo více hořácích pálicí jednotky, např. rotační pece, se současně spaluje ušlechtilé palivo s výhřevností nad 23 MJ.kg 1 s uhelnými odpady s výhřevností nižší nežA method for firing cement clinker using coal waste, characterized in that in one and / or more burners of a burning unit, eg a rotary kiln, a noble fuel with a calorific value above 23 MJ.kg 1 is simultaneously combusted with coal waste with a calorific value lower. than 17 MJ.kg 1 s obsahem popela vyšším než 30 % hmot., jejichž množství se stanoví s ohledem na chemické složení popela z těchto odpadů i ušlechtilého paliva spolu s chemickým složením surovinové cementářské směsi v závislosti na požadovaných hodnotách silikátového modulu Mg = = 1,8 až 3,0, aluminátového modulu M^ - 1,5 až 4,0 a sycení vápnem SLp = 90 až 100 výsledného portlandského slínku, přičemž teoretická teplota spalování výsledné palivové směsi musí být vyšší než 1 700 °C.17 MJ.kg 1 having an ash content greater than 30 wt.%, The amount is determined with regard to the chemical composition of ash from such wastes and noble fuel, together with the chemical composition of the cement raw mix depending on the desired value of the silicate modulus M g = 1 8 to 3.0, an aluminate modulus M 1 - 1.5 to 4.0 and lime saturation S Lp = 90 to 100 of the resulting Portland clinker, wherein the theoretical combustion temperature of the resulting fuel mixture must be greater than 1700 ° C. 2. Způsob výpalu cementářského slínku podle bodu 1, vyznačující se tím, že spalovací vzduch se obohacuje kyslíkem.2. A method for firing cement clinker according to claim 1, characterized in that the combustion air is enriched with oxygen.
CS842382A 1984-03-29 1984-03-29 The method of firing cement clinker using coal waste CS253054B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS842382A CS253054B1 (en) 1984-03-29 1984-03-29 The method of firing cement clinker using coal waste

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS842382A CS253054B1 (en) 1984-03-29 1984-03-29 The method of firing cement clinker using coal waste

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS238284A1 CS238284A1 (en) 1987-03-12
CS253054B1 true CS253054B1 (en) 1987-10-15

Family

ID=5360819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS842382A CS253054B1 (en) 1984-03-29 1984-03-29 The method of firing cement clinker using coal waste

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS253054B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS238284A1 (en) 1987-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5572938A (en) Oxygen lancing for production of cement clinker
CN101541702B (en) Preparation method of cement clinker capable of controlling CO2 emission
ES2387948T3 (en) Cement clinker manufacturing process in a facility, and cement clinker manufacturing facility as such
CN105733634B (en) The calcium base potassium magnesium silicon compound additive and preparation method of raising domestic coke high-temperature fixed sulfur effect and application
JPS59500911A (en) Cement clinker manufacturing method
CA2072893A1 (en) Combustion process
ES2750854T3 (en) Calcination procedure for mineral rock in a regenerative parallel flow vertical right furnace and used furnace
JPH03500903A (en) coal additives
BR112016012608B1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF A POZOLANIC OR HYDRAULIC LATENT CLINKER SUBSTITUTE
CA2240442A1 (en) Method for reducing nox emission from a kiln plant
FR2566388A1 (en) IMPROVEMENTS IN THE MANUFACTURE OF HYDRAULIC BINDERS AND PRODUCTS THUS OBTAINED
US4123288A (en) Calcination
JP7229665B2 (en) Cement clinker manufacturing method and manufacturing apparatus
EP3392563A1 (en) Fluidized bed process particularly for combustion or gasification of undried energy wood from thinning as well as green biomass
WO2001030944A1 (en) Clean combustion of coal, utility of the concomitant product of the clean combustion and the product by using the concomitant product
US4981667A (en) Removal of sulfur from petroleum coke with lime
CN100496673C (en) Composite sulfur fixing agent
WO1998038266A1 (en) Coal additive
CS253054B1 (en) The method of firing cement clinker using coal waste
CN101240206B (en) Shale coal-saving sulfur-solidifying agent
CN86105239A (en) Application of waste sand of steel casting workshop in coal combustion
US98786A (en) Improvement in artificial fuel
RU2186042C2 (en) Lime fabrication process
CN1039919C (en) Combustion accelerator
KR20040060900A (en) The material of promoting coal combustion