CS253054B1 - Method of cement clinker firing with coal wastes utilization - Google Patents

Method of cement clinker firing with coal wastes utilization 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
cement clinker
chemical composition
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 for 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 rotary kilns using high-quality gaseous, liquid or solid fuels, ie mainly fuel oil, natural gas and hard coal with a calorific value above 23 MJ.kg \ Solid fuels with a calorific value below 23 MJ.kg are unsuitable for firing cement clinker due to the 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 .Occasionally brown coal and lignite are also used for firing clinker, but only with calorific values and composition guaranteeing in the dried state combustion temperatures at the level of combustion temperature of black coal with the 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 quality fuels and their increasing price. The possibility of partially replacing these fuels with lower calorific or lignite charcoal causes an increase in the specific heat consumption and hence an absolute fuel consumption, despite the fact that the proportion 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 some extra costs for their transport, treatment and drying, as opposed to the use of the original one-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 drawbacks are overcome by the method of firing cement clinker, which consists in the fact that in one and / or more burners of a burning unit, eg a rotary kiln, noble fuel with a calorific value above 23 MJ.kg is simultaneously burned with coal waste less than 17 MJ.kg with an ash content of more than 30%, the quantity of which is determined by reference to the chemical composition of the ash from these wastes and the noble fuel, together with the chemical composition of the cementitious cement mix, 3.0, an aluminate module M = = 1.5 to 4.0 and lime saturation S Lp = 9 až to 100 of the resulting Portland clinker, wherein the theoretical combustion temperature of the resulting fuel mixture must be greater than 1700 ° 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.In this way, noble fuels such as fuel oil or natural gas can be partially replaced by low-grade solid fuels, such as coal wastes. Even such a partial substitution of the production of noble fuels represents a significant reduction of production costs during the firing of cement clinker.

Vynález bude dále podrobněji objasněn na příkladech jeho praktického provedení.The invention will now be explained in more detail by way of examples.

Při stanovování množství méněhodnotného paliva, které je možno spalovat aniž by byla ovlivněna kvalita výsledného produktu, se vychází z následujících vztahů:The determination of the amount of low-grade fuel that can be burned without affecting the quality of the resulting product is based on the following relationships:

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 CaO content in% by weight

S je obsah oxidu křemičitého SiC^ v % hmot.S is the SiO2 content in wt.

A je obsah oxidu hlinitého AJ^Og v % hmot.A is the content of alumina AJ? Og in wt.

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

Teoretická teplota spalováni Qn + QC02 + QH2O + QVZTheoretical combustion temperature Q n + Q CO 2 + Q H 2 O + 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 fuel calorific value (kJ.j of fuel)

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

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

-* Λ- * Λ

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

Q je disociační teplo C09 na CO (kj.m )Q is dissociation heat of CO 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 coupled heat of dissociated proportions of H ^ O (kJ.j of fuel) 3 HO rf' O ' V HO' Q n 2 2 2 H 2 where the degree of dissociation H n O

HqU zHqU z

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 2 O in flue gas (m .j of fuel) v 3 is the dissociation heat of H 2 O to H 2 ) kJ.m)

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

B .... tepelná kapacita nedisociovaného podílu CO2 ve spalinách B VCO2 (1 - CO2’ Cco2 B .... thermal capacity of undissociated CO 2 fraction in 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 thermal capacity of dissociated CO fraction? in flue gas, ie carbon monoxide CO CV CO 2 · CO 2 · C what 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 .... thermal 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) of 2

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

-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 ..... the thermal capacity of the dissociated H 2 O fraction, ie 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 .... thermal capacity of oxygen produced by dissociation H 9 0

X .... tepelná kapacita dusíkuX .... thermal 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 of fuel) 2 i c M is the specific heat of nitrogen (kJ.m, χ χ ) W 2

Y .... tepelná kapacita kyslíku O2 Y .... O 2 thermal capacity

-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 (mj fuel) at 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.Heavy fuel oil with a calorific value of 40 MJ.kg was used as fuel for firing the Portland clinker. At the same time, coal waste with a calorific value of 11.7 MJ was incinerated in the rotary kiln. kg 1, with a water content of 3% and a heat content of 55%. The weight of the coal-fired waste was 20% of the total fuel charge. This amount was determined using the above formulas, based on the chemical composition of the ash of both fuel types and processed raw materials to achieve the desired values of the silicate modulus Mg = 2.3, the aluminate modulus M ^ = 1.8, lime saturation S Lp = 92. the combustion temperature was calculated to 1750 ° C. The produced clinker complied with ČSN 72 2121 for cement of class 325. This firing technology saved 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.Using the same fuels, but burned when the combustion air was enriched with 5% oxygen, an additional saving of 10% fuel 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.Coal waste with a net calorific value of 6.5 MJ.kg with an ash content of 70% was used for the experimental firing of Portland clinker in combination with heavy oil of the same calorific value as in the previous cases. With regard to the chemical composition of the ash fuels and the composition of the raw meal, the ratio of both fuels to 1 was set 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. 2.5. The theoretical combustion temperature was calculated to be 1,720 ° C. The clinker produced 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 fuels can be carried out either with one combined burner or in several 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 Method of cement clinker firing with coal wastes utilization CS253054B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS842382A CS253054B1 (en) 1984-03-29 1984-03-29 Method of cement clinker firing with coal wastes utilization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS842382A CS253054B1 (en) 1984-03-29 1984-03-29 Method of cement clinker firing with coal wastes utilization

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 Method of cement clinker firing with coal wastes utilization

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
CN101541702B (en) Process for manufacturing clinker with controlled CO2 emission
US4517165A (en) Combustion method
JPS645204B2 (en)
CA2072893A1 (en) Combustion process
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
JPH03500903A (en) coal additives
BR112016012608B1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF A POZOLANIC OR HYDRAULIC LATENT CLINKER SUBSTITUTE
US4523532A (en) Combustion method
US4123288A (en) Calcination
US4599955A (en) Coal slagging burner for producing clean low-sulfur fuel gas
FR2566388A1 (en) IMPROVEMENTS IN THE MANUFACTURE OF HYDRAULIC BINDERS AND PRODUCTS THUS OBTAINED
WO2001030944A1 (en) Clean combustion of coal, utility of the concomitant product of the clean combustion and the product by using the concomitant product
JP7229665B2 (en) Cement clinker manufacturing method and manufacturing apparatus
US4981667A (en) Removal of sulfur from petroleum coke with lime
CN100496673C (en) Composite sulfur fixing agent
CN101240206B (en) Shale coal-saving sulfur-solidifying agent
WO1998038266A1 (en) Coal additive
CS253054B1 (en) Method of cement clinker firing with coal wastes utilization
US20110155028A1 (en) Combustion Catalyst
CN101225343A (en) Coal-saving combustion-supporting additive
US20040025753A1 (en) Cement manufacturing processes with a view to reducing NOx emissions in particular
CN101256025B (en) High-efficiency micro-discharging fire coal hot water boiler
CN86105239A (en) Application of waste sand of steel casting workshop in coal combustion
CN100516648C (en) Molded coal and gas mixed burning method