CZ287081B6 - Process and apparatus for producing cement clinker - Google Patents
Process and apparatus for producing cement clinker Download PDFInfo
- Publication number
- CZ287081B6 CZ287081B6 CZ19981305A CZ130598A CZ287081B6 CZ 287081 B6 CZ287081 B6 CZ 287081B6 CZ 19981305 A CZ19981305 A CZ 19981305A CZ 130598 A CZ130598 A CZ 130598A CZ 287081 B6 CZ287081 B6 CZ 287081B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cement clinker
- fuel
- cooling
- reactor
- rotary kiln
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 7
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 9
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 5
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical class [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 C 4 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
- F27B7/38—Arrangements of cooling devices
- F27B7/383—Cooling devices for the charge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/02—Portland cement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
- C04B7/47—Cooling ; Waste heat management
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
- F27D15/02—Cooling
- F27D15/0206—Cooling with means to convey the charge
- F27D15/0213—Cooling with means to convey the charge comprising a cooling grate
- F27D2015/024—Multiple grates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby cementového slínku, při kterém se nejprve cementový slínek vypaluje ve vypalovacím pásmu a potom se chladí v chladicím pásmu, přičemž chlazení probíhá alespoň částečně dodáváním paliva a páry. Vynález se týká také zařízení k provádění tohoto způsobu výroby cementového slínku, obsahujícího rotační pec pro vypalování cementového slínku, chladič pro chlazení vypáleného cementového slínku, ústrojí pro přivádění paliva a ústroj í pro vhánění páry.
Dosavadní stav techniky
Cementový slínek pro výrobu tak zvaného portlandského cementu sestává v podstatě z alitu (C3S), belitu (C2S), hlinitanu trivápenatého (C3A) a hlinitanu železitanu tetravápenatého (C4AF). Dalšími složkami jsou zejména volné oxidy hořečnaté a také hydroxidy alkalických kovů.
Chlazení cementového slínku ovlivňuje jeho strukturu, mineralogické složení a vlastnosti výsledného vyráběného cementu. Rychlost ochlazování slínku má vliv zejména na poměr mezi obsahem krystalické fáze a skelné fáze ve slínku. Při pomalém chlazení dochází ke krystalizaci téměř všech složek slínku, zatímco při rychlém ochlazování se zpomaluje tvorba krystalů a umožňuje se tuhnutí kapalné fáze (2,95 A12O3 + 2,2 Fe2 + MgO + alkálie) do skelné formy. Podíl kapalné fáze ve slíncích přicházejících z rotační pece je přibližně 20 až 28 %.
Rychlé chlazení slínku zvyšuje zejména odolnost cementu proti působení síranů (hořečnatého, sodného, draselného a podobně). Do tvorby skla vstupují také volné alkálie a krystaly MgO (periklas). To může být vysvětleno skutečností, že obsah C3A, který zvyšuje schopnost cementu odolávat působení síranů, se stává součástí skla a také volných alkálií a MgO (periklasu), díky rychlému ochlazování slínku, který tak bude v betonu odolný proti napadení sírany. Protože volné alkálie zmizí, nemohou dále napadat oxid křemičitý v přísadách do betonu, tvořených například kamenivem.
Cementový slínek, sestávající v podstatě pouze z alitu, belitu a skla, to znamená ve kterém jsou C3A a C3AF vázány ve skle, může být označován jako skelný portlandský cement. Ten se odlišuje od jiných cementů zejména zvláštní schopností odolávat nepříznivým vlivům okolního prostředí, aniž by se snižovala pevnost betonu.
I když byl již skelný portlandský cement vyroben v laboratoři, dosud není znám žádný způsob výroby takového cementu, který by umožnil jeho průmyslovou výrobu.
Nezbytná rychlost ochlazování nemůže být dosažena způsoby chlazení slínku, které jsou známé ze stavu techniky, zejména způsoby probíhajícími v roštových chladičích.
Způsob výroby aktivního belitového cementu je znám z DD-A-206 422. V tomto případě se přivádí belitový slínek z rotační pece do první chladicí fáze, do které se přivádí uhelný prach získávaný z hnědého uhlí, a vycházející plyn s nízkou teplotou obsahuje zejména oxid uhličitý a páru. To vede ke zplyňování přiváděného paliva parou nebo oxidem uhličitým, přičemž tyto zplyňovací procesy odebírají potřebné množství reakčního tepla z cementového slínku.
Úkolem vynálezu je vyřešit způsob a zařízení pro průmyslovou výrobu skelného portlandského cementu.
-1 CZ 287081 B6
Podstata vynálezu
Podstata vynálezu spočívá u způsobu výroby cementového slínku v tom, že přiváděné palivo se v první chladicí fázi mísí s cementovým slínkem a začíná se pyrolyzovat a výsledné produkty pyrolýzy mají silnou endotermickou reakci s párou, takže cementový slínek se prudce ochlazuje takovým postupem, že nejméně 95 %, zejména veškerá kapalná fáze obsažená ve směsi se přemění na sklo.
Plynné produkty pyrolýzy, které jsou výsledkem tepelného štěpení, reagují přímo s párou. Výsledkem toho je prudké ochlazení slínku z vypalovací teploty řádově kolem 1450 °C v průběhu několika sekund. Rychlý proces ochlazování vyvolává přeměnu kapalných složek slínku, tvořených C3A a C4AF, na sklo obsahující volné alkálie a MgO (periklas).
Další chlazení probíhá v průběhu obecně známého zplyňování paliva parou, avšak toto ochlazování probíhá výrazně pomaleji ve srovnání s reakcí plynných produktů pyrolýzy s parou.
Podstata vynálezu u zařízení k provádění způsobu výroby cementového slínku spočívá v tom, že zařízení obsahuje reaktor opatřený ústrojím pro přivádění paliva a ústrojím pro vhánění páry a vytvořený jako část rotační pece a otočný spolu s ní.
Další výhodná provedení způsobu výroby cementového slínku a zařízení k provádění tohoto způsobu jsou obsaženy v závislých patentových nárocích a jsou podrobněji vysvětlena pomocí příkladů provedení.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 schematický podélný řez zařízením podle vynálezu a obr. 2 příčný řez zařízením, vedený rovinou II-II z obr. 1.
Příklady provedení vynálezu
Zařízení podle vynálezu, sloužící pro výrobu cementového slínku, je zobrazeno v příkladném provedení na obr. 1 a 2. Toto zařízení sestává v podstatě z rotační pece 21 pro vypalování cementového slínku, z prvního chladicího stupně, vytvořeného ve formě reaktoru 23, a z druhého chladicího stupně, vytvořeného například ve formě roštového chladiče 22.
Ve znázorněném příkladném provedení je reaktor 23 tvořen částí rotační pece 21, mající výrazně zvětšený průměr a umístěnou na výstupním úseku rotační pece 21. Rotační pec 21 je ukončena výstupním koncem 21a, který tvoří společně se spojovacím úsekem 24 přechod z rotační pece 21 do roštového chladiče 22.
Výstupní konec 21a pece a také spojovací úsek 24 jsou vytvořeny podobně jako u konvenčních provedení. Drtič, zejména válcový drtič 25, který je výhodně chlazen zevnitř demineralizovanou vodou, je umístěn ve spojovacím úseku 24. V tomto válcovém drtiči 25 se slínek drtí například na částice velikosti do 25 mm před jeho vstupem do lopatkové propusti 26, kterou se slínek přivádí do roštového chladiče 22. Rotační lopatková propust 26 je výhodně rovněž zevnitř chlazena demineralizovanou vodou. V roštovém chladiči 22 je cementový slínek, který se předběžně ochladil v reaktoru 23, dále chlazen vzduchem. Chladicí vzduch, který se tak ohřívá,
-2 CZ 287081 B6 se využívá v zařízení jako vzduch využívaný obvyklým způsobem pro spalování jako sekundární vzduch 27 nebo jako terciální vzduch 28.
Ve spojovacím úseku 24 je bezprostředně před otočnou lopatkovou propustí 26 umístěno měřicí ústrojí 29 tlaku a pomocí regulačního ústrojí 30, napojeného na měřicí ústrojí 29 tlaku, se reguluje rychlost otáčení prvních dvou ventilátorů 31a, 31b chladiče 22 takovým způsobem, že v oblasti měřicího ústrojí 29 tlaku nevzniká žádný přetlak.
Sekundární vzduch 27, ohřívaný v roštovém chladiči 22, se přivádí do rotační pece 21, konkrétně do oblasti jejího výstupního konce 21a potrubím 31 pro přívod sekundárního vzduchu. Potrubí 31 pro přívod sekundárního vzduchu má dvoustěnnou konstrukci a je chlazeno demineralizovanou vodou. Ve středu potrubí 31 pro přívod sekundárního vzduchu je umístěn přídavný hořák 32, ke kterému je přiváděno libovolné palivo.
Reaktor 23 zobrazený v tomto příkladném provedení má přibližně třikrát větší průměr než rotační pec 21 a šířka reaktoru 23 je rovna přibližně 1/5 jeho průměru.
V zobrazeném příkladném provedení je rotační pec 21 podepřena v oblasti reaktoru 23 dvěma podpěrnými valivými obručemi 36, 37, z nichž jedna je umístěna v malém odstupu před reaktorem 23 a druhá valivá obruč 37 je umístěna v malém odstupu za reaktorem 23. V případě potřeby by mohly být vytvořeny další odvalovací podpěry, které by mohly byt umístěny v oblasti výstupního konce 21a rotační pece 21. Dvěma podpěrnými valivými obručemi 36, 37, umístěnými před a za reaktorem 23, se zajistí lepší rozložení hmotnosti rozšířeného úseku tvořeného reaktorem 23. Každá podpěrná valivá obruč 36, 37 je podepřena válečkovým stojanem sestávajícím ze dvou podpěrných válečků 36a, 37a, které jsou dobře patrny z příkladu zobrazeného na obr. 1, na kterém jsou znázorněny také podpěrné valivé obruče 36, 37.
Reaktor 23 je také opatřen ústrojím vytvořeným ve formě šnekového dopravníku 33 pro přívod paliva, zejména uhelného paliva. Šnekový dopravník 33 má rovněž dvoustěnnou konstrukci a je chlazen demineralizovanou vodou. Výstupní bod pro přívod paliva se nachází ve vstupní oblasti pro přívod horkého sypkého materiálu do reaktoru 23.
Nasycená pára, kterou je třeba přivádět do reaktoru 23, se získává plně nebo částečně z chladicí vody odebírané z různých částí zařízení, popsaných v předchozí části. Reaktor 23 je opatřen přívodním ústrojím 34 pro vhánění páry do cementového slínku, která se míchá s palivem. Toto přívodní ústrojí 34 je umístěno rovnoběžně s bočními stěnami omezujícími reaktor 23 a je vytvořeno ve formě desky, jejíž okraje jsou skoseny, aby kladly co nejmenší odpor přívodu slínku do reaktoru 23. Pára proudí ven zejména v oblasti základny reaktoru 23.
Ve spodním konci reaktoru 23 je také vytvořen uzavíratelný otvor 23a pro dopravu slínku nacházejícího se v reaktoru 23 k výstupu roštového chladiče 22 pomocí dopravního ústrojí 35, znázorněného čárkovanou čarou, jestliže je nutno na delší dobu zastavit provoz rotační pece 21.
Při výrobě cementového slínku pomocí zařízení popsaného v předchozí části se cementový slínek vypaluje v rotační peci 21 v jejím vypalovacím pásmu a potom se přivádí do reaktoru 23. Palivo, které se rovněž dopravuje do reaktoru 23 a které je tvořeno uhlíkovým palivem s pyrolyzovatelnou složkou, se míchá s cementovým slínkem v první chladicí fázi a pyrolyzuje se. Výsledný produkt štěpení teplem, zejména dehet, lehké uhlovodíky a částečně CO2 a CO, mají silnou endotermickou reakci s přiváděnou vodní parou. Mezi plynnými produkty pyrolýzy a parou probíhá zvláště rychlá reakce, takže cementový slínek se prudce ochlazuje natolik, že nejméně 95 % a zejména všechna kapalná fáze, obsažená ve směsi, se přeměňuje na sklo.
-3 CZ 287081 B6
V první chladicí fázi se cementový slínek prudce ochlazuje z vypalovací teploty dosahující řádově 1450 °C na teplotu kolem 1250 °C, přičemž rychlost ochlazování v první chladicí fázi se pohybuje mezi 600 K/min a 6000 K/min.
Při reakci produktů pyrolýzy spárou vznikají plyny, například CH4, H2, CO, CO2 až C4 uhlovodíky.
V druhé chladicí fázi, která rovněž probíhá v reaktoru 23, je hlavním jevem zplyňování přiváděného paliva a také produktů pyrolýzy, které jsou zde přítomny společně spárou. Tato zplyňovací reakce probíhá rovněž jako endotermická reakce a při ní se odebírá potřebný reakční tepelný obsah z cementového slínku. Při zplyňování probíhají zejména následující reakce:
C + H2O -> H2 + CO
CO + H2O -> H2 + CO2
C + CO2 -> 2 CO
Při způsobu výroby cementového slínku podle vynálezu se slínek nejprve prudce ochladí v první chladicí fázi z teploty přibližně 1450 °C na asi 1250 °C v průběhu několika sekund. V druhé chladicí fázi probíhá další chlazení cementového slínku v principu endotermickým zplyňováním. 20 V třetí chladicí fázi se cementový slínek, který se předtím ochladil na přibližně 1000 °C až 1100 °C, přivádí do roštového chladiče 22.
Množství uhlí nebo poměr mezi množstvím uhlí a kapalných nebo plynných paliv, přiváděných do reaktoru 23 pro dostatečně rychlou výrobu produktů zplyňování, je zcela nezávislé na palivu 25 potřebném pro předkalcinaci na výstupu předehřívače, umístěného před vstupem do rotační pece
21. Vzduch potřebný pro spalovací proces se přivádí do rotační pece 21 přívodním potrubím 31 sekundárního vzduchu. Teplota sekundárního vzduchu je přibližně 750 °C. Přídavný hořák 32, procházející středem přívodního potrubí 31 sekundárního vzduchu, se využívá zejména při uvádění rotační pece 21 do provozu a může být rovněž využíván v případě, když množství 30 plynného paliva produkovaného v reaktoru 23 není dostatečné pro spékání surového meliva na slínek ve slinovacím pásmu.
Pro dosažení co nejúplnější možné přeměny kapalné fáze na sklo je nutno zajistit dokonalé promísení paliva s cementovým slínkem a co nejrovnoměmější vhánění páry do této směsi. 35 Přívodní ústrojí 34 pro přívod páry je normálně vytvořeno jako stacionární ústrojí. Toto ústrojí však může být konstrukčně vytvořeno tak, že je pohyblivé ve směru dovnitř a ven ve směru rotačního pohybu rotační pece 21 a reaktoru 23, aby se dosáhlo jeho co nejúčinnějšího umístění pro výhodný průběh chemické reakce.
Kapalná a/nebo plynná paliva reagují v první chladicí fázi výrazně rychleji než tuhá uhlíková paliva, protože tato tuhá paliva se musí nejprve rozložit pyrolýzou. Proto pro dosažení dostatečné rychlosti chlazení může být do reaktoru 23 přiváděno přídavné palivo v kapalné a/nebo plynné formě. Pro tento účel jsou vhodná ústrojí podobná ústrojím používaným pro vhánění páry. Rychlost chlazení v první chladicí fázi může být nastavena na 600 K/min až 6000 K/min.
Promíchávání přiváděného paliva s cementovým slínkem se uskutečňuje zvláště účinně v reaktoru 23 podle vynálezu. Protože se reaktor 23 pohybuje společně s rotační pecí 21, přiváděný slínek se pohybuje konstantní rychlostí. Ve výhodném provedení může být reaktor opatřen uvnitř keramickými zvedacími prvky pro vynášení cementového slínku nahoru. To 50 způsobuje ještě intenzivnější promíchávání a kromě toho zvedání a klesání cementového slínku způsobuje jeho rozmělňování, takže dochází k homogenizaci velikosti kousků cementového slínku. Tím se na druhé straně současně zajišťuje rovnoměrné chlazení cementového slínku.
-4CZ 287081 B6
Po uvedení rotační pece 21 a reaktoru 23 do otáčivého pohybu se využije přídavného hořáku 32 umístěného v přívodním potrubí 31 pro přívod sekundárního vzduchu. Po nastavení poměru paliva a vodíku na zplyňovací kapacitu reaktoru 23 se může řídit spalovací proces nezávisle na přídavném hořáku 32, přičemž v tomto případě jsou druh spalovaného paliva, regulace plamene a množství paliva dodávaného do rotační pece 21 nezávislé na palivu dodávanému pro předkalcinaci.
Pomocí reaktoru 23 popsaného v předchozí části přichází horký sypký materiál do chladiče, který byl předtím předem ochlazen, takže veškeré množství vzduchu využívaného v chladiči může být dále používáno jako sekundární vzduch pro rotační pec 21 a jako terciální vzduch pro předkalcinaci. Množství vzduchu spotřebovávaného v chladiči 22 je postačující a nevzniká žádný přebytek vzduchu, takže do atmosféry se neodvádí žádné teplo. Při tomto postupu se uspoří 75 až 100 kg paliva. Kromě toho je možné vyloučit použití filtrů a čisticích zařízení pro značné množství vzduchu, které by jinak bylo odváděno do okolní atmosféry. Plyn (CO + H2) produkovaný v reaktoru 23 se setkává se sekundárním vzduchem majícím teplotu kolem 1000 °C, zatímco sekundární a terciální vzduch má teplotu přibližně 750 °C. Proto může teplota plamene snadno dosáhnout teploty mezi 2300 °C a 2500 °C. Spalovací proces se může regulovat mnohem snadněji díky této vysoké teplotě plamene. Také povlékání slínku, které je nutné pro ochranu vyzdívky spalovacího pásma pece, může být jednodušeji řízeno.
Protože cementový slínek se v reaktoru 23 prudce ochlazuje o 200 °C až 250 °C v průběhu několika sekund, dochází pouze ke kiystalizaci alitu a belitu. Jedinou další přítomnou složkou je sklo, ve kterém jsou zejména vázány C3A, C4AF, alkalické látky a oxid hořečnatý. Takový cementový slínek může být označován za skelný portlandský cement.
Popel z paliv používaných ve zplyňovací reakci nemusí být brán v úvahu při určování složení suroviny. Tyto druhy popela tvoří plnivo ve slínku. Hnědé uhlí z hlubinných a povrchových ložisek s vysokým podílem popela a také uhlí s vysokým podílem prchavých složek může proto být běžně používáno. Palivo přiváděné do reaktoru 23 nemusí být ani sušeno ani drceno a může být dodáváno ve formě částic s velikostí od 5 mm do 10 mm.
V důsledku rychlého ochlazení se sírany vápenaté nerozkládají a přecházejí do slínku jako CaSO4 (anhydrit).
Toto řešení může zmenšovat problém s cirkulací síry v rotační peci a podstatně zjednodušuje tento problém, což umožňuje použití paliv s vyšším obsahem síry.
Claims (14)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby cementového slínku, při kterém se nejprve cementový slínek vypaluje ve vypalovacím pásmu a potom se chladí v chladicím pásmu, přičemž chlazení probíhá alespoň částečně dodáváním paliva a páry, vyznačující se tím, že přiváděné palivo se v první chladicí fázi mísí s cementovým slínkem a začíná se pyrolyzovat a výsledné produkty pyrolýzy mají silnou endotermickou reakci s párou, přičemž cementový slínek se prudce ochlazuje a nejméně 95 %, zejména všechna kapalná fáze obsažená ve směsi se přemění na sklo.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako palivo se přivádí uhlíkaté palivo s pyrolyzovatelnými složkami.-5CZ 287081 B6
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že do směsi se přidává kapalné a/nebo plynné palivo pro nastavení rychlosti chlazení v první chladicí fázi.
- 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rychlost chlazení v první chladicí 5 fázi se udržuje mezi 600 K/min a 6000 K/min.
- 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že cementový slínek se ochladí v první chladicí fázi přibližně o 200 K.ío 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že cementový slínek se v první chladicí fázi prudce ochladí z vypalovací teploty rovné řádově 1450 °C na teplotu 1250 °C.7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v průběhu míšení paliva s cementovým slínkem probíhá současně rozmělňování cementového slínku.8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v následující druhé chladicí fázi se provádí zplyňování přiváděného paliva parou a zplyňovací reakcí se odebírá potřebný reakční tepelný obsah z cementového slínku.20 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že plynná paliva produkovaná při zplyňovací reakci se využívají při vypalování cementového slínku ve vypalovacím pásmu.10. Zařízení k provádění způsobu výroby cementového slínku podle nároků 1 až 9, obsahující rotační pec (21) pro vypalování cementového slínku, chladič (22) pro chlazení vypáleného 25 cementového slínku, ústrojí (33) pro přivádění paliva a ústrojí (34) pro vhánění páry, vyznačující se tím, že obsahuje reaktor (23) opatřený ústrojím (33) pro přivádění paliva a ústrojím (34) pro vhánění páry a vytvořený jako část rotační pece (21) a otočný spolu s ní.30 11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že reaktor (23) je vytvořen jako část rotační pece (21), mající zvětšený průměr.12. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že reaktor (23) je umístěn bezprostředně před výstupním koncem rotační pece (21).13. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že rotační pec (21) je podepřena bezprostředně před a za reaktorem (23).14. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že reaktor (23) je opatřen dalším 40 přívodním ústrojím pro přívod kapalného a/nebo plynného paliva.2 výkresy-6CZ 287081 B63. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že do směsi se přidává kapalné a/nebo plynné palivo pro nastavení rychlosti chlazení v první chladicí fázi.4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rychlost chlazení v první chladicí fázi se udržuje mezi 600 K/min a 6000 K/min.5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že cementový slínek se ochladí v první chladicí fázi přibližně o 200 K.
- 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že cementový slínek se v první chladicí fázi prudce ochladí z vypalovací teploty rovné řádově 1450 °C na teplotu 1250 °C.
- 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v průběhu míšení paliva s cementovým slínkem probíhá současně rozmělňování cementového slínku.
- 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v následující druhé chladicí fázi se provádí zplyňování přiváděného paliva parou a zplyňovací reakcí se odebírá potřebný reakční tepelný obsah z cementového slínku.
- 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že plynná paliva produkovaná při zplyňovací reakci se využívají při vypalování cementového slínku ve vypalovacím pásmu.
- 10. Zařízení k provádění způsobu výroby cementového slínku podle nároků 1 až 9, obsahující rotační pec (21) pro vypalování cementového slínku, chladič (22) pro chlazení vypáleného cementového slínku, ústrojí (33) pro přivádění paliva a ústrojí (34) pro vhánění páry, vyznačující se tím, že obsahuje reaktor (23) opatřený ústrojím (33) pro přivádění paliva a ústrojím (34) pro vhánění páry a vytvořený jako část rotační pece (21) a otočný spolu s ní.
- 11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že reaktor (23) je vytvořen jako část rotační pece (21), mající zvětšený průměr.
- 12. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že reaktor (23) je umístěn bezprostředně před výstupním koncem rotační pece (21).
- 13. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že rotační pec (21) je podepřena bezprostředně před a za reaktorem (23).
- 14. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že reaktor (23) je opatřen dalším přívodním ústrojím pro přívod kapalného a/nebo plynného paliva.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP95117163A EP0716052B1 (de) | 1994-12-07 | 1995-10-31 | Anlage mit einer besonderen Kühlereinrichtung zum Herstellen von Schüttgut |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ130598A3 CZ130598A3 (cs) | 1998-11-11 |
| CZ287081B6 true CZ287081B6 (en) | 2000-08-16 |
Family
ID=8219767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19981305A CZ287081B6 (en) | 1995-10-31 | 1996-07-29 | Process and apparatus for producing cement clinker |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5972104A (cs) |
| EP (1) | EP0858436B1 (cs) |
| JP (1) | JPH11500706A (cs) |
| CN (1) | CN1200714A (cs) |
| AT (1) | ATE186714T1 (cs) |
| AU (1) | AU6835496A (cs) |
| BR (1) | BR9611399A (cs) |
| CA (1) | CA2227470A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ287081B6 (cs) |
| DE (1) | DE69605209T2 (cs) |
| ES (1) | ES2140889T3 (cs) |
| GR (1) | GR3032400T3 (cs) |
| IL (1) | IL123548A0 (cs) |
| NO (1) | NO981889L (cs) |
| PL (1) | PL328166A1 (cs) |
| PT (1) | PT858436E (cs) |
| RU (1) | RU2133234C1 (cs) |
| TR (1) | TR199800709T2 (cs) |
| WO (1) | WO1997016390A1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ299983B6 (cs) * | 2000-01-26 | 2009-01-14 | Krupp Polysius Ag | Zpusob a zarízení pro tepelné zpracování jemne zrnitého materiálu |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6050813A (en) * | 1997-12-02 | 2000-04-18 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production by analysis of sulfur in the end product |
| US6383283B1 (en) | 1997-12-02 | 2002-05-07 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production by analysis of sulfur in the end product |
| US6183244B1 (en) | 1999-04-14 | 2001-02-06 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production in a wet process rotary kiln by analysis of sulfur in the end product |
| DE102007015089A1 (de) * | 2007-03-29 | 2008-10-02 | Khd Humboldt Wedag Gmbh | Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse |
| US8500902B2 (en) | 2009-09-04 | 2013-08-06 | Srinivas Kilambi | Methods of making cementitious compositions and products made thereby |
| DE102009041089C5 (de) * | 2009-09-10 | 2013-06-27 | Khd Humboldt Wedag Gmbh | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zement mit verringerter CO2-Emission |
| EP2390608A1 (de) * | 2010-05-25 | 2011-11-30 | Messer France S.A.S. | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen |
| FI126564B (fi) * | 2011-02-28 | 2017-02-15 | Andritz Oy | Menetelmä ja laitteisto meesan polttamiseksi |
| AT517813A1 (de) * | 2015-09-08 | 2017-04-15 | Holcim Technology Ltd | Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren der NOx-Emissionen eines Drehrohrofens |
| CN109401766B (zh) * | 2018-11-02 | 2024-01-02 | 湖北亚首生物质新能源科技有限公司 | 旋转床热解装置及采用其进行油泥热解的方法 |
| CN109504409B (zh) * | 2018-11-02 | 2024-01-02 | 北京鸿机装备科技有限公司 | 旋转床热解装置及采用其进行油泥热解的方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US21633A (en) * | 1858-09-28 | Improved embroidery and sewing stand | ||
| DE641122C (de) * | 1933-04-25 | 1937-01-20 | Ciments Francais Et Des Portla | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von farblosen (weissen) Zementen |
| US2130626A (en) * | 1937-09-20 | 1938-09-20 | California Portland Cement Co | Process for quenching portland cement clinker |
| DE2412695C3 (de) * | 1974-03-16 | 1980-11-06 | Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von heißem Schüttgut |
| GB1434339A (en) * | 1974-10-03 | 1976-05-05 | Smidth & Co As F L | Coolers for cooling granular or pulverous material |
| US4101337A (en) * | 1974-10-03 | 1978-07-18 | F. L. Smidth & Co. | Cement manufacture |
| US4174974A (en) * | 1978-04-14 | 1979-11-20 | Standard Oil Company (Indiana) | Process for converting coal ash slag into portland cement |
| DE3120683C2 (de) * | 1981-05-23 | 1985-04-11 | BKMI Industrieanlagen GmbH, 8000 München | Vorrichtung zum Kühlen von gebranntem Weißzementklinker |
| DD206422A1 (de) * | 1982-03-04 | 1984-01-25 | Jochen Stark | Verfahren zur abkuehlung heisser schuettgueter |
| DE3522839A1 (de) * | 1985-06-26 | 1987-01-02 | Valenciana Cemento | Verfahren und vorrichtung zur abkuehlung und weiteren behandlung von heissem weisszement-klinker |
| DK169177B1 (da) * | 1991-11-27 | 1994-09-05 | Smidth & Co As F L | Fremgangsmåde til fremstilling af cement |
| DE4414292A1 (de) * | 1994-04-23 | 1995-10-26 | Krupp Foerdertechnik Gmbh | Verfahren und Anlage zur Kühlung von Weißzementklinker |
-
1996
- 1996-07-29 CA CA002227470A patent/CA2227470A1/en not_active Abandoned
- 1996-07-29 BR BR9611399A patent/BR9611399A/pt not_active Application Discontinuation
- 1996-07-29 IL IL12354896A patent/IL123548A0/xx unknown
- 1996-07-29 US US08/983,246 patent/US5972104A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-29 ES ES96928656T patent/ES2140889T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-29 AT AT96928656T patent/ATE186714T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-07-29 RU RU98101130A patent/RU2133234C1/ru active
- 1996-07-29 EP EP96928656A patent/EP0858436B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-29 JP JP9517179A patent/JPH11500706A/ja active Pending
- 1996-07-29 TR TR1998/00709T patent/TR199800709T2/xx unknown
- 1996-07-29 PL PL96328166A patent/PL328166A1/xx unknown
- 1996-07-29 PT PT96928656T patent/PT858436E/pt unknown
- 1996-07-29 DE DE69605209T patent/DE69605209T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-29 WO PCT/IB1996/000956 patent/WO1997016390A1/en active IP Right Grant
- 1996-07-29 CZ CZ19981305A patent/CZ287081B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1996-07-29 CN CN96197910A patent/CN1200714A/zh active Pending
- 1996-07-29 AU AU68354/96A patent/AU6835496A/en not_active Abandoned
-
1998
- 1998-04-27 NO NO981889A patent/NO981889L/no not_active Application Discontinuation
-
2000
- 2000-01-17 GR GR20000400094T patent/GR3032400T3/el not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ299983B6 (cs) * | 2000-01-26 | 2009-01-14 | Krupp Polysius Ag | Zpusob a zarízení pro tepelné zpracování jemne zrnitého materiálu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL123548A0 (en) | 1998-10-30 |
| RU2133234C1 (ru) | 1999-07-20 |
| TR199800709T2 (xx) | 1998-07-21 |
| US5972104A (en) | 1999-10-26 |
| ES2140889T3 (es) | 2000-03-01 |
| AU6835496A (en) | 1997-05-22 |
| EP0858436B1 (en) | 1999-11-17 |
| CZ130598A3 (cs) | 1998-11-11 |
| ATE186714T1 (de) | 1999-12-15 |
| DE69605209D1 (de) | 1999-12-23 |
| GR3032400T3 (en) | 2000-05-31 |
| NO981889D0 (no) | 1998-04-27 |
| BR9611399A (pt) | 1999-07-13 |
| JPH11500706A (ja) | 1999-01-19 |
| CN1200714A (zh) | 1998-12-02 |
| PT858436E (pt) | 2000-04-28 |
| DE69605209T2 (de) | 2000-05-11 |
| EP0858436A1 (en) | 1998-08-19 |
| WO1997016390A1 (en) | 1997-05-09 |
| NO981889L (no) | 1998-04-27 |
| CA2227470A1 (en) | 1997-05-09 |
| PL328166A1 (en) | 1999-01-18 |
| MX9803499A (es) | 1998-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100254043B1 (ko) | 시멘트 클링커의 제조방법 및 장치 | |
| US6210154B1 (en) | Treatment of exhaust gases from kilns | |
| RU2146660C1 (ru) | Способ производства цементного клинкера и устройство для его осуществления | |
| CA1081265A (en) | Process for producing cement clinkers | |
| JP6461911B2 (ja) | 燃焼が困難な燃料用ガス化反応装置を有するセメントクリンカーの製造プラント | |
| US5989017A (en) | Disposal of waste tires | |
| JP2004026628A (ja) | セメントクリンカーを形成する設備 | |
| CZ287081B6 (en) | Process and apparatus for producing cement clinker | |
| EP2633004B1 (fr) | Installation pour la fabrication d'un clinker cimentier comprenant un dispositif pour la production de gaz de synthèse à partir de déchets solides | |
| US6773259B1 (en) | Continuous solid waste derived fuel feed system for calciner kilns | |
| US4102700A (en) | Process for the production of a mixture to be utilized in the production of building materials and a device for carrying out the process | |
| EP2807128B1 (en) | Use of organic fibre cement as a raw material in the production of cement clinker | |
| WO2024060552A1 (zh) | 一种净化磷石膏动态焙烧制半水石膏粉的方法 | |
| RU2690553C1 (ru) | Тепловой агрегат для совместного получения цементного клинкера, сернистого газа, тепловой и электроэнергии | |
| JP5733235B2 (ja) | セメントの製造方法 | |
| RU2547195C1 (ru) | Способ получения портландцементного клинкера (варианты) | |
| MXPA98003499A (en) | Method and apparatus for producing clinker de ceme | |
| RU2074842C1 (ru) | Способ производства строительных материалов с использованием топливосодержащих отходов и устройство для его осуществления | |
| Kaczyńska et al. | Experimental Studies of Fluidized Bed Calcination of Granulated Clay Material | |
| WO2002088282A1 (fr) | Procede et equipement pour la production simultanee de vapeur haute pression et de machefer de ciment calcine au moyen de combustible de substitution | |
| Stanger | THE ROTATORY PROCESS OF CEMENT MANUFACTURE. | |
| ITMI20132025A1 (it) | Uso di un combustibile alternativo in forni da cemento | |
| CZ288654B6 (cs) | Způsob výroby cementových slínků a zařízení pro provádění tohoto způsobu |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20010729 |