EA029683B1 - Способ и система для увеличения теплотворной способности материального потока, содержащего углерод - Google Patents

Способ и система для увеличения теплотворной способности материального потока, содержащего углерод Download PDF

Info

Publication number
EA029683B1
EA029683B1 EA201590017A EA201590017A EA029683B1 EA 029683 B1 EA029683 B1 EA 029683B1 EA 201590017 A EA201590017 A EA 201590017A EA 201590017 A EA201590017 A EA 201590017A EA 029683 B1 EA029683 B1 EA 029683B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
stream
reactor
hot gas
gas
carbon
Prior art date
Application number
EA201590017A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201590017A1 (ru
Inventor
Карл Лампе
Рихард Эрпельдинг
Юрген Денкер
Майке Дитрих
Дирк Шефер
Вернер Брозовски
Original Assignee
Тюссенкрупп Индастриал Солюшнс Аг
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 Тюссенкрупп Индастриал Солюшнс Аг filed Critical Тюссенкрупп Индастриал Солюшнс Аг
Publication of EA201590017A1 publication Critical patent/EA201590017A1/ru
Publication of EA029683B1 publication Critical patent/EA029683B1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • C04B7/44—Burning; Melting
    • C04B7/4407—Treatment or selection of the fuel therefor, e.g. use of hazardous waste as secondary fuel ; Use of particular energy sources, e.g. waste hot gases from other processes
    • 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
    • C04B7/475—Cooling ; Waste heat management using the waste heat, e.g. of the cooled clinker, in an other way than by simple heat exchange in the cement production line, e.g. for generating steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B21/00—Heating of coke ovens with combustible gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/08—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting without the aid of extraneous binders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/447—Carbonized vegetable substances, e.g. charcoal, or produced by hydrothermal carbonization of biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083—Torrefaction
    • 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
    • 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
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/001—Extraction of waste gases, collection of fumes and hoods used therefor
    • 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
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
    • 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
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/06—Heat exchange, direct or indirect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/08—Drying or removing water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/121—Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

В способе согласно изобретению для увеличения теплотворной способности материального потока, содержащего углерод, предпочтительно материального потока возобновляемого сырья, где этот материальный поток приводится в реакторе в прямое соприкосновение по меньшей мере с одним потоком инертного горячего газа с низким содержание кислорода, где поток горячего газа по меньшей мере на 50%, предпочтительно на 80% образован отходящим газом из процесса термообработки цементной сырьевой муки, и/или извести, и/или руды, где в качестве потока горячего газа для подогрева цементной сырьевой муки, и/или извести, и/или руды используется по меньшей мере часть отходящего газа подогревателя.

Description

Изобретение относится к способу и установке для увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока, предпочтительно потока, состоящего из возобновляемого сырья, где поток приводится в прямое соприкосновение в реакторе по меньшей мере с одним потоком инертного горячего газа с низким содержанием кислорода.
В процессах термообработки, например в процессах производства цементного клинкера и/или обжига извести, пирометаллургических процессах и/или процессах, предназначенных для выработки электроэнергии и/или для регенерации масел, иногда требуются большие объемы топлива, и чаще всего используются ископаемые топлива. Для уменьшения выбросов СО2 и ввиду экологически устойчивого использования ресурсов операторы таких установок делают попытки заместить по меньшей мере часть ископаемых топлив замещающими топливами, в частности биомассой с нейтральным показателем высвобождения СО2.
Использование биомассы в качестве топлива при производстве цемента известно из патента США № 7434332 В2, в соответствии с которым влажная биомасса высушивается путем приведения ее в прямое соприкосновение с отходящим воздухом из охладителя. Для сравнения, патент США № 7461466 В2 описывает непрямой процесс высушивания для влажной биомассы, который использует клинкерный отходящий воздух для того, чтобы впоследствии использовать высушенную биомассу в качестве топлива в процессе производства цемента.
Однако высушенная биомасса может быть использована еще более эффективно, если она используется в прокаленном состоянии. Для целей настоящего изобретения прокаливание представляет собой термообработку биомассы путем пиролитического разложения в условиях с низким содержанием кислорода при низких температурах от 240 до 320°С. Документ АО № 2012/007574 описывает такой процесс, в котором углеродсодержащий поток высушивают и прокаливают в ярусной печи, где предусмотрена зона высушивания, через которую течет первый поток горячего газа, и зона прокаливания, через которую течет второй поток горячего газа. Прокаливаемый поток газа, выпускаемый из зоны прокаливания через выпускное отверстие, затем сжигается и нагревается в устройстве для сгорания. Образуемый здесь отходящий газ используется в теплообменнике для нагревания потока газа, используемого для высушивания, где поток горячего газа из устройства для сгорания охлаждается до температуры прокаливания, а затем рециркулирует в зону прокаливания. Таким образом, поток материала приходит в прямое соприкосновение с соответствующим потоком инертного горячего газа с низким содержанием кислорода в зоне высушивания и в зоне прокаливания. В сравнении с непрямым нагреванием прямое соприкосновение обеспечивает значительно более эффективную теплопередачу. В дополнение прокаливание предпочтительно может достигаться с использованием потока инертного горячего газа с низким содержанием кислорода, потому что в противном случае в зоне прокаливания могли бы происходить нежелательные неуправляемые экзотермические реакции.
Из документа № ΌΕ 10 2009053059 А1 известны устройство и способ производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья путем прокаливания и измельчения. Кроме того, сделана попытка совместной газификации биомассы и угля в газогенераторе с газификацией в потоке, где отходящий газ из зоны прокаливания подается в зону газификацию, и отходящий газ из газификации используется при прокаливании.
Поэтому целью изобретения является предоставление более эффективного процесса и установки для увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока, предпочтительно потока, состоящего из возобновляемого сырья.
Эта цель достигается согласно изобретению посредством характерных признаков по пп. 1 и 11 формулы изобретения.
В способе согласно изобретению, предназначенном для увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока, предпочтительно потока, состоящего из возобновляемого сырья, поток приводится в реакторе в прямое соприкосновение по меньшей мере с одним потоком инертного горячего газа с низким содержанием кислорода, где поток горячего газа по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 80% образован отходящим газом из процесса термообработки цементной сырьевой муки, и/или извести, и/или руды, где в качестве потока горячего газа используется по меньшей мере часть отходящего газа подогревателя из подогрева цементной сырьевой муки, и/или извести, и/или руды.
В целях изобретения поток инертного горячего газа с низким содержанием кислорода представляет собой поток горячего газа, который имеет концентрацию кислорода <8%, предпочтительно <6%. Это значительно ниже предельно допустимой концентрации кислорода для древесных и других биомасс, что препятствует реакции окисления биогенных компонентов. Термообработка биомассы в таких условиях приводит к высвобождению летучих компонентов, которые не могут окисляться дальше, и, таким образом, не вызывают подвод дополнительного тепла в зону процесса.
Сочетание процесса прокаливания, предназначенного для увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока, с процессом термообработки позволяет использовать избыток отходящего тепла из процесса обработки в качестве потока горячего газа для высушивания и прокаливания. Таким образом, горячий газ может обеспечиваться без дополнительной энергии или, по меньшей мере, с относительно небольшой дополнительной энергией.
- 1 029683
Дополнительные варианты осуществления изобретения являются объектом зависимых пунктов формулы изобретения.
Дополнительное повышение эффективности получается, когда процесс увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока сочетается с процессом термообработки не только в отношении обеспечения горячим газом, но также и в обратном направлении за счет того, что углеродсодержащий поток, который был обработан в реакторе, используется в качестве твердого топлива в процессе термообработки, и/или отходящий газ из реактора подается в процесс термообработки в качестве газообразного топлива.
В целях данной патентной заявки горячие газы представляют собой отходящие газы из процесса термообработки цементной сырьевой муки, и/или извести, и/или руды, которые имеют температуру по меньшей мере >200°С и максимальную концентрацию кислорода 8%, предпочтительно меньше 6%. Отходящие газы из этих тепловых процессов, имеющие температуру выше 400°С, могут быть охлаждены до требуемой температуры посредством потоков более холодных отходящих газов с низким содержанием кислорода, которые, необязательно, также могут происходить из контуров процесса прокаливания.
Поток горячего газа предпочтительно вводится в реактор при температуре менее 400°С и с содержанием кислорода менее 8%. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения поток горячего газа используется для высушивания и/или прокаливания потока в реакторе. Здесь отходящий газ, образуемый при высушивании в области высушивания, может быть использован для извлечения воды. Кроме того, прокаленный материал, образуемый при прокаливании, может быть охлажден, и отходящий газ охладителя, образуемый при охлаждении, может быть использован в качестве потока горячего газа для высушивания потока.
Прокаленный материал, образуемый при прокаливании, может размалываться и/или брикетироваться в горячем состоянии для того, чтобы затем использоваться в качестве твердого топлива. Кроме того, при прокаливании может образовываться биоуглерод, используемый в качестве восстановителя в пирометаллургическом процессе. В дополнение по меньшей мере часть отходящего газа, выпускаемого из реактора, может использоваться для извлечения органической кислоты путем введения этого отходящего газа в конденсатор и/или ректификационную колонну. Кроме того, прокаленный материал, образующийся при прокаливании, может подаваться после горячего или холодного помола в газогенератор с газификацией в потоке или без измельчения в газогенератор с псевдоожиженным слоем с целью выработки горючих газов.
Изобретение также предусматривает установку для термообработки цементного сырья, известняка или руды и для увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока, содержащую подогреватель для подогрева и/или кальцинирования цементного сырья, известняка или руды, и реактор, в котором поток материала приводится в прямое соприкосновение по меньшей мере с одним потоком инертного горячего газа с низким содержанием кислорода, где подогреватель соединен с реактором с целью подачи отходящих газов подогревателя, получаемых в подогревателе, в реактор в качестве потока горячего газа.
Реактор, в частности, может иметь зону высушивания и зону прокаливания, где реактор сконфигурирован, например, как многоярусная печь. В одном дополнительном варианте осуществления изобретения реактор содержит линию отходящих газов для выпуска отходящих газов, образующихся в реакторе, и эта линия отходящих газов соединена с установкой для термообработки.
Дополнительные преимущества и варианты осуществления изобретения будут проиллюстрированы при помощи следующего описания и графических материалов.
Фигуры показывают:
фиг. 1 - блок-схема для иллюстрации способа согласно изобретению, и
фиг. 2 - блок-схема установки для термообработки цементного сырья, известняка или руды и установки для увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока.
На фиг. 1 ссылочная позиция 1 обозначает реактор для увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока 2, предпочтительно потока, состоящего из возобновляемого сырья. Этот реактор сконфигурирован, например, как многоярусная печь, содержащая, по меньшей мере, верхнее пространство для осуществления процесса и нижнее пространство для осуществления процесса, где верхнее пространство для осуществления процесса сконфигурировано как зона 1а высушивания, а нижнее пространство для осуществления процесса сконфигурировано как зона 1Ь прокаливания.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждая из зоны 1а высушивания и/или зоны 1Ь прокаливания состоит из нескольких расположенных друг над другом подов. В качестве средств переноса используются, например, гребки механической мешалки и зубья механической мешалки, которые вращаются вокруг центрального вала. Кроме того, между двумя зонами может быть предусмотрено механическое передающее устройство, предназначенное для передачи высушенного углеродсодержащего потока; это устройство предпочтительно сделано газонепроницаемым для предотвращения смешивания двух атмосфер.
Углеродсодержащий поток 2 подается в зону 1а высушивания и, необязательно, заблаговременно подвергается предварительной обработке в мельнице или прессе 3. В зоне высушивания углеродсодер- 2 029683
жащий поток 2 приходит в прямое соприкосновение с первым потоком 4 инертного горячего газа с низким содержанием кислорода и таким образом высушивается. Температура потока 4 горячего газа преимущественно находится в диапазоне от 150 до 400°С, предпочтительно в интервале от 200 до 300°С. Содержание кислорода предпочтительно составляет менее 8%. Поток 4 горячего газа поглощает влагу из потока 2 и выпускается из зоны 1а высушивания как отходящий воздух 4', а затем может, например, подаваться в конденсатор 5 для извлечения воды или обратно в процесс 7 термообработки или выпускаться напрямую через выводную трубу 19.
Поток 4 горячего газа формируется отходящим газом из процесса 7 термообработки, который отбирается в месте, которое предоставляет требуемые свойства в отношении содержания кислорода и температуры. В дополнение можно смешивать подпоток отходящего газа 4' осушителя с потоком 4 горячего газа для того, чтобы задавать требуемые свойства горячего газа. Процесс 7 термообработки может представлять собой, например, процесс производства цементного клинкера и/или обжига извести, пирометаллургический процесс и/или процесс выработки электроэнергии и/или регенерации масел.
Поток 2, который был высушен в зоне 1а высушивания потоком 4 горячего газа, затем проходит в зону 1Ь прокаливания, в которой он приводится в прямое соприкосновение со вторым потоком 6 инертного горячего газа с низким содержанием кислорода. Температура второго потока 6 горячего газа обычно выше и предпочтительно находится в диапазоне от 250 до 400°С, что приводит к прокаливанию углеродсодержащего высушенного потока 2. Второй поток 6 горячего газа также берется из процесса 7 термообработки и может быть приведен в соответствие с требуемыми свойствами путем смешивания с другими потоками отходящих газов, например из самого процесса прокаливания. Согласно изобретению два потока 4, 6 горячих газов для реактора 1 по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 80% образованы отходящим газом из процесса 7 термообработки.
В зоне 1Ь прокаливания углеродсодержащий поток преобразовывается в прокаленный материал 8, который может использоваться в качестве твердого топлива в процессе 7 термообработки. Прокаленный материал 8 может быть заблаговременно охлажден в охладителе 9, где образуемый отходящий газ 10 охладителя является, по меньшей мере, частично пригодным для использования в качестве первого потока 4 горячего газа в зоне 1а высушивания для высушивания потока 2. Однако прокаленный материал 8 перед использованием в процессе 7 термообработки также может размалываться и/или брикетироваться в мельнице или прессе 11 в горячем состоянии без охлаждения. В дополнение прокаленный материал 8 можно временно хранить в бункере 12 в охлажденном, размолотом или брикетированном состоянии.
Помимо прокаленного материала 8 в зоне 1Ь прокаливания также образуется отходящий газ 13, и он может быть использован как газообразное топливо в процессе 7 термообработки. Горючий газ 13 прокаливания подается либо непосредственно в процесс 7 термообработки, либо заблаговременно дожигается посредством горелки 18 и подается в процесс 7 обработки как горячий отходящий газ. В качестве альтернативы по меньшей мере часть отходящего газа 13 может подаваться в конденсатор 14 для извлечения кислоты и/или соли.
Фиг. 2 показывает один из примеров, в котором процесс термообработки осуществляется в установке 70 для обработки цементного сырья, известняка или руды, которая содержит по меньшей мере один подогреватель 700, который соединен посредством линии 15 горячего газа с реактором 1 с целью подачи отходящих газов подогревателя, образующихся в подогревателе, в реактор 1 в качестве потока 4 горячего газа. В дополнение линия 17 горячего газа для подачи второго потока 6 горячего газа соединяет подогреватель 700 с зоной 1Ь прокаливания. Реактор 1 дополнительно соединен с установкой 70, например с ротационной трубчатой печью 701, посредством линии 16 отходящих газов для вывода отходящего газа 13, образующегося в реакторе. Если установка 70 представляет собой установку для производства цемента, ротационная трубчатая печь 701 служит для обжига цементного сырья, которое было подогрето и/или предварительно кальцинировано в подогревателе 700 и в кальцинаторе, который необязательно имеется в наличии для подачи цементного клинкера. Подогреватель обычно приводится в действие с использованием отходящего газа из ротационной трубчатой печи, который по показателям содержания в нем кислорода и инертных свойств представляет идеальный горячий газ для реактора 1. Требуемые температуры двух горячих газов 4, 6 задаются тем, что отходящий газ подогревателя отбирается точно в том месте на подогревателе 700, в котором отходящий газ подогревателя имеет требуемую температуру, или отбираемый отходящий газ подогревателя смешивается с дальнейшим потоком газа.

Claims (12)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ осуществления процесса термообработки цементной сырьевой муки, и/или извести, и/или руды, в котором
    используют реактор (1), который сконфигурирован как многоярусная печь, содержащая по меньшей мере одно верхнее пространство для осуществления процесса и нижнее пространство для осуществления процесса,
    углеродсодержащий поток (2) высушивают в верхнем пространстве для осуществления процесса посредством прямого соприкосновения с первым потоком (4) инертного горячего газа, имеющего темпе- 3 029683
    ратуру в диапазоне от 150 до 400°С и содержание кислорода менее 8%, и прокаливают в нижнем пространстве для осуществления процесса посредством прямого соприкосновения с вторым потоком (6) инертного горячего газа, имеющего температуру в диапазоне от 250 до 400°С и содержание кислорода менее 8%, получая при этом углеродсодержащий поток (8) с повышенной теплотворной способностью,
    отличающийся тем, что первый и второй потоки (4, 6) горячего газа по меньшей мере на 50% образованы отходящим газом из процесса (7) термообработки цементной сырьевой муки, и/или извести, и/или руды, где в качестве потоков (4, 6) горячего газа используют по меньшей мере часть отходящего газа подогревателя из зоны подогрева цементной сырьевой муки, и/или извести, и/или руды.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеродсодержащий поток (2), который был обработан в реакторе (1), используют в виде твердого топлива в процессе (7) термообработки, и/или отходящий газ (13) из реактора (1) подают в процесс (7) термообработки в виде газообразного топлива.
  3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отходящий газ (4'), образуемый при высушивании углеродсодержащего потока, используют для извлечения воды.
  4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный углеродсодержащий поток (8), образуемый при прокаливании, охлаждают, и отходящий газ (10) охладителя, образуемый при охлаждении, в смеси с потоком (4) используют в качестве потока горячего газа для высушивания потока (2).
  5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный углеродсодержащий поток (8), образуемый при прокаливании, размалывают и/или брикетируют в горячем состоянии.
  6. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный углеродсодержащий поток (8), образуемый при прокаливании, после горячего или холодного помола подают в газогенератор с газификацией в потоке или без измельчения - в газогенератор с псевдоожиженным слоем для получения горючих газов.
  7. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при прокаливании образуется биоуглерод, который используют в пирометаллургическом процессе в качестве восстановителя.
  8. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток (4) горячего газа вводят в реактор (1) при температуре в диапазоне от 200 до 300°С и с содержанием кислорода менее 8%.
  9. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть отходящего газа, выпускаемого из реактора (1), используют для извлечения органической кислоты путем введения отходящего газа в конденсатор и/или ректификационную колонну (14).
  10. 10. Установка для термообработки цементного сырья, известняка или руды способом по п.1, содержащая подогреватель (700) для подогрева и/или кальцинирования цементного сырья, известняка или руды и реактор (1) для увеличения теплотворной способности углеродсодержащего потока, отличающаяся тем, что подогреватель (700) соединен с реактором (1) с целью подачи отходящих газов подогревателя, получаемых в подогревателе, в реактор (1) в качестве первого потока (4) инертного горячего газа, имеющего температуру в диапазоне от 150 до 400°С и содержание кислорода менее 8%, и второго потока (6) инертного горячего газа, имеющего температуру в диапазоне от 250 до 400°С и содержание кислорода менее 8%, причем реактор (1) сконфигурирован как многоярусная печь, содержащая верхнее пространство для осуществления процесса, сконфигурированное как зона (1а) высушивания, и нижнее пространство для осуществления процесса, сконфигурированное как зона (1Ь) прокаливания, причем подогреватель (700) соединен посредством линии (15) горячего газа с зоной (1а) высушивания для подачи первого потока (4) инертного горячего газа и подогреватель (700) соединен посредством другой линии (17) горячего газа с зоной (1Ь) прокаливания для подачи второго потока (6) инертного горячего газа.
  11. 11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что реактор (1) содержит линию (16) отходящих газов для выпуска отходящих газов (13), образуемых в реакторе (1), причем эта линия (16) отходящих газов соединена с устройством (70) для термообработки.
  12. 12. Установка по п.10, отличающаяся тем, что она предназначена для производства цемента и содержит ротационную трубчатую печь (701) для последующего обжига подогретого цементного сырья, дающего цементный клинкер.
    - 4 029683
EA201590017A 2012-06-22 2013-06-17 Способ и система для увеличения теплотворной способности материального потока, содержащего углерод EA029683B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012105428A DE102012105428A1 (de) 2012-06-22 2012-06-22 Verfahren und Anlage zur Erhöhung des Brennwerts eines kohlenstoffhaltigen Stoffstroms
PCT/EP2013/062534 WO2013189893A1 (de) 2012-06-22 2013-06-17 Verfahren und anlage zur erhöhung des brennwerts eines kohlenstoffhaltigen stoffstroms

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201590017A1 EA201590017A1 (ru) 2015-06-30
EA029683B1 true EA029683B1 (ru) 2018-04-30

Family

ID=48669944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201590017A EA029683B1 (ru) 2012-06-22 2013-06-17 Способ и система для увеличения теплотворной способности материального потока, содержащего углерод

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20150336845A1 (ru)
EP (1) EP2864454A1 (ru)
AP (1) AP2015008187A0 (ru)
BR (1) BR112014032103B1 (ru)
CA (1) CA2877418C (ru)
DE (1) DE102012105428A1 (ru)
EA (1) EA029683B1 (ru)
UA (1) UA116350C2 (ru)
WO (1) WO2013189893A1 (ru)
ZA (1) ZA201500393B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014107969A1 (de) * 2014-06-05 2015-12-17 EnBW Energie Baden-Württemberg AG Verfahren zur Behandlung einer feuchten, heizwertarmen Masse
DE102016209037A1 (de) * 2016-05-24 2017-11-30 Thyssenkrupp Ag Anlagenverbund zur Herstellung mineralischer Baustoffe sowie ein Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5199987A (en) * 1990-11-30 1993-04-06 Wopfinger Stein- Und Kalkwerke Schmid & Co. Method of producing cement clinker
DE102005046408A1 (de) * 2004-10-04 2006-04-20 Korea Institute Of Machinery & Materials Pyrolysator zur direkten Erwärmung von Abfällen durch Verwendung von Abgas eines Schmelzofens und Pyrolyseverfahren unter Verwendung des Pyrolysators
EP2039663A1 (en) * 2006-06-28 2009-03-25 Taiheiyo Cement Corporation Cement burning apparatus and method of drying highly hydrous organic waste
WO2011161525A1 (de) * 2010-06-22 2011-12-29 Holcim Technology Ltd Verfahren zum verwerten von organischen abfallstoffen
DE102010036425A1 (de) * 2010-07-15 2012-01-19 Polysius Ag Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung von wenigstens einem kohlenstoffhaltigen Stoffstrom in einem Etagenofen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3841992A (en) * 1972-12-01 1974-10-15 Paraho Corp Method for retorting hydrocarbonaceous solids
JPS55136154A (en) * 1979-04-03 1980-10-23 Sumitomo Cement Co Method and device for utilizing combustible matter
US5040972A (en) * 1990-02-07 1991-08-20 Systech Environmental Corporation Pyrolyzer-kiln system
US5122189A (en) * 1990-04-13 1992-06-16 Hoke M. Garrett Manufacture of cement clinker in long rotary kilns by the addition of volatile fuels components directly into the calcining zone of the rotary kiln
JP4472380B2 (ja) * 2004-02-27 2010-06-02 住友大阪セメント株式会社 バイオマス半炭化燃料の製造方法及び装置
US7434332B2 (en) 2004-06-14 2008-10-14 Lehigh Cement Company Method and apparatus for drying wet bio-solids using excess heat from a cement clinker cooler
US7461466B2 (en) 2004-06-14 2008-12-09 Lehigh Cement Company Method and apparatus for drying wet bio-solids using excess heat from a cement clinker cooler
DK2027233T3 (en) * 2006-06-14 2016-01-18 Torr Coal Technology B V Process for the preparation of solid fuels by roasting (torrefaction) as well as that achieved solid fuel and use of this fuel
US8161663B2 (en) * 2008-10-03 2012-04-24 Wyssmont Co. Inc. System and method for drying and torrefaction
FI20096059A0 (fi) * 2009-10-13 2009-10-13 Valtion Teknillinen Menetelmä ja laitteisto biohiilen valmistamiseksi
DE102009053059A1 (de) * 2009-11-16 2011-05-19 Schäfer Elektrotechnik und Sondermaschinen GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines feinkörnigen Brennstoffs aus festen oder pastösen Energierohstoffen durch Torrefizierung und Zerkleinerung
DE102009055976A1 (de) * 2009-11-27 2011-06-01 Choren Industries Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Synthesegases aus Biomasse durch Flugstrom-Vergasung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5199987A (en) * 1990-11-30 1993-04-06 Wopfinger Stein- Und Kalkwerke Schmid & Co. Method of producing cement clinker
DE102005046408A1 (de) * 2004-10-04 2006-04-20 Korea Institute Of Machinery & Materials Pyrolysator zur direkten Erwärmung von Abfällen durch Verwendung von Abgas eines Schmelzofens und Pyrolyseverfahren unter Verwendung des Pyrolysators
EP2039663A1 (en) * 2006-06-28 2009-03-25 Taiheiyo Cement Corporation Cement burning apparatus and method of drying highly hydrous organic waste
WO2011161525A1 (de) * 2010-06-22 2011-12-29 Holcim Technology Ltd Verfahren zum verwerten von organischen abfallstoffen
DE102010036425A1 (de) * 2010-07-15 2012-01-19 Polysius Ag Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung von wenigstens einem kohlenstoffhaltigen Stoffstrom in einem Etagenofen

Also Published As

Publication number Publication date
AP2015008187A0 (en) 2015-01-31
ZA201500393B (en) 2016-09-28
US20150336845A1 (en) 2015-11-26
DE102012105428A1 (de) 2013-12-24
EA201590017A1 (ru) 2015-06-30
UA116350C2 (uk) 2018-03-12
BR112014032103A2 (pt) 2017-06-27
EP2864454A1 (de) 2015-04-29
WO2013189893A1 (de) 2013-12-27
CA2877418A1 (en) 2013-12-27
BR112014032103B1 (pt) 2021-05-18
CA2877418C (en) 2020-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240018039A1 (en) Method of calcining a raw material to obtain a cementitious material
US10618088B2 (en) Pyrolytic furnace, water gas generation system, and combustion gas supply method for water gas generation system
RU2466950C2 (ru) Способ производства цемента
RU2498182C2 (ru) Способ получения цементного клинкера и установка для производства цементного клинкера
CN105858660B (zh) 制备电石的系统和方法
CN104334511B (zh) 具有用于难燃燃料的气化反应器的用于制造水泥熟料的设备
RU2498181C2 (ru) Способ получения цементного клинкера и установка для производства цементного клинкера
JP4502331B2 (ja) 炭化炉による熱併給発電方法及びシステム
JP5857340B2 (ja) 石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム
CN102732274A (zh) 以燃煤热风炉作为供热的褐煤干馏方法
CN104428397A (zh) 用于在生产水泥的设施中处理生物质的方法和与之相应的设施
JP2879657B2 (ja) 焼成バルク材の製造装置
SU698553A3 (ru) Способ термообработки дисперсного материала
RU2536578C2 (ru) Способ получения цементного клинкера в установке и установка для производства цементного клинкера
TW201932430A (zh) 污泥之處理方法及水泥製造系統
JP3838591B2 (ja) セメント製造装置と製造方法
JP2007302777A (ja) 高含水有機物の炭化処理方法及びその装置
EA029683B1 (ru) Способ и система для увеличения теплотворной способности материального потока, содержащего углерод
RU2608599C2 (ru) Устройство и способ производства древесного угля
AU2009280905B2 (en) Method for preparing alternative, low-caloric hydrocarbon waste materials for use in furnace systems
AU2008348039A1 (en) Method of improving the product properties of clinker in the firing of raw meal
CN114735956B (zh) 一种水泥熟料的低碳生产方法及其系统
JP4360477B2 (ja) セメント焼成用廃棄物処理装置
JP2004358371A (ja) 水分を含む有機廃棄物の処理方法および処理システム
JP2013539813A (ja) 間接的加熱ガス化中にコークスを生産する方法および設備

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG TJ TM