EA043128B1 - INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF CEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF CEMENT CLINKER - Google Patents
INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF CEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF CEMENT CLINKER Download PDFInfo
- Publication number
- EA043128B1 EA043128B1 EA202292693 EA043128B1 EA 043128 B1 EA043128 B1 EA 043128B1 EA 202292693 EA202292693 EA 202292693 EA 043128 B1 EA043128 B1 EA 043128B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- calciner
- fuel
- inlet
- inert gas
- gas
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к установке для производства цемента и к способу производства цементного клинкера, в котором в по меньшей мере в один процесс сжигания вводится инертный газ.The invention relates to a plant for the production of cement and to a method for the production of cement clinker, in which an inert gas is introduced into at least one combustion process.
Из уровня техники известна подача кислородсодержащего газа для горения углеродсодержащего топлива во вращающуюся печь или кальцинатор установки для производства цемента. Чтобы уменьшить количество отходящего газа и чтобы можно было отказаться от сложных способов очистки, например, из документа DE 102018206673 A1 известно использование максимально богатого кислородом газа для горения, так что содержание CO2 в отходящем газе является высоким. В данном документе раскрыта подача богатого кислородом газа во впускную зону охладителя для подогрева газа и охлаждения клинкера.It is known in the art to supply an oxygen-containing gas for combustion of a carbonaceous fuel to a rotary kiln or calciner of a cement plant. In order to reduce the amount of off-gas and to avoid complex purification processes, it is known for example from DE 102018206673 A1 to use a combustion gas that is as oxygen-rich as possible, so that the CO 2 content of the off-gas is high. This document discloses supplying an oxygen-rich gas to the inlet zone of a cooler to preheat the gas and cool the clinker.
При использовании обогащенных кислородом газов для горения, имеющих высокое содержание кислорода по меньшей мере от 30 до 100%, в кальцинаторе и печи могут возникнуть очень высокие температуры. Если эти высокие температуры возникают в течение длительного периода времени или постоянно рядом со стенками кальцинатора, то это может привести к разрушению внутренней стенки кальцинатора. При возникновении горячих зон в комбинации с подаваемой горячей смесью следует ожидать также жидких фаз кальцинируемой горячей смеси.When using oxygen-enriched combustion gases having a high oxygen content of at least 30 to 100%, very high temperatures can occur in the calciner and kiln. If these high temperatures occur for a long period of time or constantly near the walls of the calciner, then this can lead to the destruction of the inner wall of the calciner. If hot zones occur in combination with the hot mixture fed, liquid phases of the hot mixture to be calcined are also to be expected.
Задачей изобретения является создание установки и способа производства цемента, которые обеспечивали бы надежный режим работы печной линии и одновременное получение отходящего газа с высоким содержанием CO2. Дополнительная задача заключается в том, чтобы загружать подогретую сырьевую смесь в кальцинатор равномерно распределенной и приводить во взаимодействие с горячими газами, возникающими вследствие горения в кальцинаторе. Предпочтительная задача изобретения заключается в том, чтобы реализовать горение в кальцинаторе за счет целенаправленной подачи топлива, кислородсодержащих газов и горячей сырьевой смеси поэтапно и чтобы обеспечить полное превращение загруженного топлива, полную кальцинацию загруженных частиц сырьевой смеси и транспортировку частиц твердых веществ вдоль стояка кальцинатора без возникновения перегревов в стояке и агломераций частиц твердых веществ вдоль стояка.The object of the invention is to provide a plant and method for the production of cement, which would ensure reliable operation of the kiln line and the simultaneous production of off-gas with a high content of CO2. An additional task is to load the heated raw mixture into the calciner evenly distributed and bring into interaction with the hot gases resulting from combustion in the calciner. A preferred object of the invention is to realize combustion in the calciner by targeted supply of fuel, oxygen-containing gases and hot raw mixture in stages and to ensure complete conversion of the loaded fuel, complete calcination of the loaded particles of the raw mixture and transport of solids particles along the calciner riser without overheating. in the riser and agglomerations of solid particles along the riser.
Эта задача решена согласно изобретению посредством установки для производства цемента с признаками независимого п. 1 и посредством способа с признаками независимого п.12. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы.This problem is solved according to the invention by means of a plant for the production of cement with features of independent claim 1 and by means of a method with features of independent claim 12. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Согласно изобретению установка для производства цемента содержит подогреватель для подогрева сырьевой смеси, кальцинатор для кальцинирования подогретой сырьевой смеси, печь с горелкой, такой как труба горелки, для обжига кальцинированной горячей смеси для получения цементного клинкера, причем печь имеет вход для ввода газа для горения в печь с содержанием кислорода от 30 до 100%, и охладитель для охлаждения цементного клинкера, при этом кальцинатор и печь имеют соответственно по меньшей мере один вход для ввода топлива в кальцинатор и в печь.According to the invention, a cement production plant comprises a preheater for preheating the raw mix, a calciner for calcining the preheated raw mix, a kiln with a burner such as a burner tube for burning the calcined hot mix to produce cement clinker, the kiln having an inlet for introducing combustion gas into the kiln. with an oxygen content of 30 to 100%, and a cooler for cooling the cement clinker, while the calciner and the furnace respectively have at least one input for introducing fuel into the calciner and into the furnace.
Подогреватель установки имеет несколько циклонных ступеней по меньшей мере с одним циклоном каждая для отделения твердых веществ от газового потока.The plant heater has several cyclone stages with at least one cyclone each for separating solids from the gas stream.
Изобретение позволяет эксплуатировать подогреватель с заметно меньшим количеством газа по сравнению с установкой, использующей воздух в качестве газа для горения. Объемный расход отходящего газа из подогревателя составляет, например, от 0,50-до 0,90 Нм3/кг клинкера. В соответствии с этим отношение загружаемого количества сырьевой смеси к отходящему газу может быть выше, чем в установках, эксплуатируемых с воздухом, и составляет, например, до 3 кг/кг твердого вещества к газу, предпочтительно от 1,3 до 1,9 кг/кг твердого вещества к газу. В подогревателе загруженная на самой верхней, первой циклонной ступени сырьевая смесь подогревается в противотоке отходящим газам печи и проходит при этом последовательно циклонные ступени.The invention makes it possible to operate the heater with a noticeably smaller amount of gas compared to a plant using air as combustion gas. The volumetric flow rate of the exhaust gas from the preheater is, for example, from 0.50 to 0.90 Nm 3 /kg of clinker. Accordingly, the ratio of feed mixture to off-gas can be higher than in plants operated with air, and is, for example, up to 3 kg/kg solids to gas, preferably from 1.3 to 1.9 kg/ kg solid to gas. In the preheater, the raw mixture loaded at the topmost, first cyclone stage is heated in countercurrent to the exhaust gases of the furnace and passes through successive cyclone stages.
Между последней и предпоследней циклонными ступенями расположен кальцинатор, содержащий стояк, в котором сырьевая смесь нагревается посредством горения в кальцинаторе, которое может включать в себя одно или несколько мест горения. Кальцинатор, предпочтительно, содержит устройство загрузки топлива, имеющее вход для топлива и вход для инертного газа. Устройство загрузки топлива выполнено, например, трубчатым или в виде радиального выступа на стояке кальцинатора. Предпочтительно устройство загрузки топлива входит в стояк кальцинатора, так что топливо и/или инертный газ через устройство загрузки топлива загружаются в стояк кальцинатора. Устройство загрузки топлива представляет собой пространство для термической обработки, которое служит для нагрева и регулируемой подачи топлива в стояк.Between the last and penultimate cyclone stages there is a calciner containing a riser, in which the raw mixture is heated by combustion in the calciner, which may include one or more combustion points. The calciner preferably includes a fuel loading device having a fuel inlet and an inert gas inlet. The fuel loading device is made, for example, tubular or in the form of a radial protrusion on the riser of the calciner. Preferably, the fuel feeder is inserted into the calciner riser so that fuel and/or inert gas is loaded into the calciner riser via the fuel feeder. The fuel loading device is a thermal treatment space that serves to heat and control the supply of fuel to the riser.
Предпочтительно, соотношение твердое вещество/газ в кальцинаторе заметно выше по сравнению с традиционными установками с воздухом в качестве окислителя.Preferably, the solids/gas ratio in the calciner is markedly higher compared to conventional air oxidizer plants.
Например, локально возникают концентрации твердого вещества более 2 кг на кг газа, например от 2 до 8 кг на кг газа. В кальцинаторе реализуется предпочтительно большая часть, более 60%, например около 80%, теплоты сгорания. За счет загруженной сырьевой смеси на нижнем конце кальцинатора, несмотря на начальную концентрацию кислорода от 40 до 80%, инициирующую интенсивное горение, возникает достаточный теплоотвод, предотвращающий перегрев. В случае, если должен сжигаться крупно- 1 043128 кусковой топливозаменитель, например с длиной кромок > 100 мм, следует предусмотреть, предпочтительно, наклонный участок с большей длительностью нахождения топлива. Примерами таких наклонных участков являются лестничные ступени, переталкивающие решетки, обратно-переталкивающие решетки или другие механические или пневматические устройства. Эти устройства действуют, например, в качестве камер сгорания, предкамер или служат лишь для сушки и подогрева или частичной газификации загруженных топлив. Топлива могут быть любого рода в отношении своего гранулометрического состава или своей теплотворной способности.For example, solid concentrations of more than 2 kg per kg of gas occur locally, for example 2 to 8 kg per kg of gas. In the calciner, preferably a large part, more than 60%, for example about 80%, of the calorific value is realized. Due to the loaded raw mixture at the lower end of the calciner, despite the initial oxygen concentration of 40 to 80%, which initiates intense combustion, there is sufficient heat removal to prevent overheating. In the event that a lumpy fuel substitute is to be burned, for example with an edge length > 100 mm, an inclined section with a longer residence time of the fuel should preferably be provided. Examples of such ramps are stairs, push grates, push back grates, or other mechanical or pneumatic devices. These devices act, for example, as combustion chambers, prechambers, or only serve to dry and preheat or partially gasify the loaded fuels. The fuels may be of any kind with regard to their particle size distribution or their calorific value.
Например, реакция кальцинации протекает при парциальных давлениях CO2 в диапазоне от 10 до 60% в начале кальцинации и до 98% в конце кальцинации. Соответственно, реакция кальцинации предпочтительно протекает при более высоких температурах от 700 до 1100°C, предпочтительно от 900 до 1000°C, чем в обычной установке.For example, the calcination reaction proceeds at CO2 partial pressures ranging from 10 to 60% at the start of calcination and up to 98% at the end of calcination. Accordingly, the calcination reaction preferably proceeds at higher temperatures of 700 to 1100°C, preferably 900 to 1000°C than in a conventional plant.
Подогретая в подогревателе и кальцинированная в кальцинаторе сырьевая смесь подается затем в печь. Печь предпочтительно представляет собой вращающуюся печь с вращающейся вокруг своей продольной оси трубой, которая, предпочтительно, слегка наклонена в направлении транспортировки обжигаемого материала, так что последний движется в направлении транспортировки за счет вращения вращающейся трубы и силы тяжести. Печь предпочтительно имеет на одном своем конце вход для материала, предназначенный для ввода через него подогретой кальцинированной сырьевой смеси, а на своем конце, противоположном входу для материала, выход для материала, предназначенный для вывода через него обожженного клинкера в охладитель. На конце печи со стороны выхода для материала предпочтительно расположена головка печи, которая содержит горелку для обжига материала и предпочтительно имеется по меньшей мере один вход для топлива, предназначенный ввода через него топлива в печь, предпочтительно через горелку печи и/или через топливную трубу. Печь предпочтительно имеет зону спекания, в которой материал, по меньшей мере, частично расплавляется и имеет, в частности, температуру 1500-1900°C, предпочтительно 1450-1750°C. Зона спекания включает в себя, например, головку печи, предпочтительно заднюю треть печи в направлении подачи материала.Heated in the preheater and calcined in the calciner, the raw mixture is then fed into the kiln. The kiln is preferably a rotary kiln with a tube rotating about its longitudinal axis, which is preferably slightly inclined in the transport direction of the material to be fired, so that the latter moves in the transport direction due to the rotation of the rotating tube and gravity. The kiln preferably has at one of its ends a material inlet for introducing the heated calcined raw mixture through it, and at its end opposite the material inlet a material outlet for leading the burned clinker through it into the cooler. At the end of the furnace on the material outlet side, there is preferably a furnace head which contains a burner for burning the material and preferably has at least one fuel inlet for introducing fuel into the furnace through it, preferably through the furnace burner and/or through the fuel pipe. The furnace preferably has a sintering zone in which the material is at least partially melted and has in particular a temperature of 1500-1900°C, preferably 1450-1750°C. The sintering zone includes, for example, a furnace head, preferably the rear third of the furnace in the material feed direction.
Газ для горения подается непосредственно в головку печи, например, полностью или частично, причем головка печи имеет, например, вход для газа для горения. Предпочтительно газ для горения вводится в печь через ее вход для материала полностью или частично. Подаваемый в печь газ для горения имеет содержание кислорода, например, более 30-75%, предпочтительно более 95%. Газ для горения состоит, например, полностью из чистого кислорода, причем в этом случае содержание кислорода в газе для горения составляет 100%. Горелка печи представляет собой, например, трубу горелки. К выходу для материала печи, предпочтительно, примыкает охладитель для охлаждения цементного клинкера.The combustion gas is fed directly into the furnace head, for example completely or partially, and the furnace head has, for example, a combustion gas inlet. Preferably, the combustion gas is introduced into the furnace through its material inlet in whole or in part. The combustion gas supplied to the furnace has an oxygen content of, for example, more than 30-75%, preferably more than 95%. The combustion gas consists, for example, entirely of pure oxygen, in which case the oxygen content of the combustion gas is 100%. The furnace burner is, for example, a burner tube. Preferably adjacent to the material outlet of the kiln is a cooler for cooling the cement clinker.
Охладитель содержит транспортирующее устройство для транспортировки сыпучего материала в направлении транспортировки через камеру для охлаждающего газа. Последняя имеет первую секцию с первым потоком охлаждающего газа и примыкающую к ней в направлении транспортировки сыпучего материала вторую секцию со вторым потоком охлаждающего газа. Вверху камера для охлаждающего газа предпочтительно ограничена перекрытием, а внизу подвижной и/или неподвижной решеткой, предпочтительно лежащим на ней сыпучим материалом. Камера для охлаждающего газа представляет собой, в частности, всю камеру охладителя над сыпучим материалом, через которую течет охлаждающий газ. Поток охлаждающего газа течет через подвижную и/или неподвижную решетку, в частности через транспортирующее устройство и сыпучий материал, в камеру для охлаждающего газа. Ее первая секция расположена предпочтительно в направлении течения охлаждаемого сыпучего материала непосредственно за входом охладителя, в частности выходом для материала печи. Предпочтительно клинкер падает из печи в первую секцию камеры для охлаждающего газа.The cooler comprises a conveying device for conveying bulk material in the conveying direction through the cooling gas chamber. The latter has a first section with a first flow of cooling gas and a second section adjacent to it in the direction of transportation of bulk material with a second flow of cooling gas. At the top, the cooling gas chamber is preferably defined by a cover, and at the bottom by a movable and/or fixed grate, preferably by bulk material lying on it. The cooling gas chamber is in particular the entire cooling chamber above the bulk material through which the cooling gas flows. The flow of cooling gas flows through the movable and/or fixed grate, in particular through the transport device and bulk material, into the cooling gas chamber. Its first section is preferably arranged in the direction of flow of the bulk material to be cooled, directly downstream of the cooler inlet, in particular the furnace material outlet. Preferably the clinker falls from the kiln into the first section of the cooling gas chamber.
Первая секция камеры для охлаждающего газа содержит предпочтительно неподвижную и/или подвижную решетку, расположенную под выходом для материала печи, так что выходящий из печи клинкер падает на неподвижную решетку, что обусловлено действием силы тяжести. В первую секцию камеры для охлаждающего газа течет предпочтительно только первый поток охлаждающего газа, ускоряемый, например, посредством вентилятора, или котла под давлением, или другого соответствующего устройства. Вторая секция камеры для охлаждающего газа примыкает в направлении транспортировки сыпучего материала к первой секции и газонепроницаемо отделена от первой секции разделительным устройством. Во вторую секцию течет предпочтительно только второй поток охлаждающего газа, ускоряемый, например, посредством по меньшей мере одного вентилятора.The first section of the cooling gas chamber preferably comprises a fixed and/or movable grate located below the material outlet of the kiln, so that the clinker leaving the kiln falls onto the fixed grate due to gravity. Preferably, only the first cooling gas flow flows into the first section of the cooling gas chamber, accelerated, for example, by means of a fan or pressurized boiler or other appropriate device. The second section of the cooling gas chamber adjoins the first section in the bulk material transport direction and is gas-tightly separated from the first section by a separating device. Preferably only the second cooling gas stream flows into the second section, accelerated, for example, by means of at least one fan.
Вторая секция камеры для охлаждающего газа содержит предпочтительно подвижную решетку для транспортировки сыпучего материала через камеру для охлаждающего газа. Поток, протекающий через первую секцию камеры для охлаждающего газа, представляет собой, например, поток чистого кислорода или газа с содержанием азота менее 35 об.%, в частности менее 21 об.%, предпочтительно 15 об.% или менее, и/или содержанием кислорода более 20,5%, в частности более 30-75%, предпочтительно более 95%. Первая секция камеры для охлаждающего газа примыкает, предпочтительно, непосредственно к выходу для материала печи, предпочтительно к головке печи, так что охлаждающий газ нагревается в охладителе, а затем течет во вращающуюся печь и используется в качестве газа для горения. Второй поток охлаждающего газа представляет собой, например, поток воздуха.The second section of the cooling gas chamber preferably comprises a movable grate for conveying bulk material through the cooling gas chamber. The stream flowing through the first section of the chamber for cooling gas is, for example, a stream of pure oxygen or a gas with a nitrogen content of less than 35 vol.%, in particular less than 21 vol.%, preferably 15 vol.% or less, and/or more than 20.5% oxygen, in particular more than 30-75%, preferably more than 95%. The first section of the cooling gas chamber is preferably adjacent directly to the material outlet of the furnace, preferably to the furnace head, so that the cooling gas is heated in the cooler and then flows into the rotary kiln and is used as combustion gas. The second cooling gas stream is, for example, an air stream.
- 2 043128- 2 043128
Охладитель содержит предпочтительно разделительное устройство для газонепроницаемого отделения друг от друга секций камеры для охлаждающего газа.The cooler preferably comprises a separating device for gas-tight separation of the sections of the cooling gas chamber from one another.
Инертный газ представляет собой, например, CO2 или водяной пар. Подача инертного газа в кальцинатор и/или печь дает преимущество задержки, в частности замедления, сжигания, что предотвращает повреждение печи и/или кальцинатора.The inert gas is, for example, CO2 or water vapour. The supply of an inert gas to the calciner and/or kiln has the advantage of delaying, in particular slowing down, combustion, which prevents damage to the kiln and/or calciner.
Согласно первому варианту осуществления изобретения вход для топлива и вход для инертного газа расположены отдельно друг от друга и образуют соответственно вход в печь и/или в кальцинатор. Например, вход для инертного газа выполнен в виде кольцеобразного входа вокруг входа для топлива. Линия для подачи топлива и инертного газа выполнена, например, в виде сдвоенной трубы, предпочтительно в виде концентрических труб разных диаметров. Предпочтительно инертный газ подается непосредственно вблизи входа для топлива или устройства для загрузки топлива. Это обеспечивает экономную подачу дорогого инертного газа.According to a first embodiment of the invention, the fuel inlet and the inert gas inlet are located separately from each other and form an inlet to the kiln and/or calciner, respectively. For example, the inert gas inlet is provided as an annular inlet around the fuel inlet. The line for supplying fuel and inert gas is made, for example, in the form of a double pipe, preferably in the form of concentric pipes of different diameters. Preferably, the inert gas is supplied directly adjacent to the fuel inlet or fuel loading device. This provides an economical supply of expensive inert gas.
Согласно другому варианту осуществления изобретения вход для топлива и вход для инертного газа образуют вместе один вход. Топливо и инертный газ подаются соответственно в кальцинатор или в печь предпочтительно по одной общей линии. Это конструктивно менее сложно и, тем самым, рентабельнее.According to another embodiment of the invention, the fuel inlet and the inert gas inlet together form one inlet. The fuel and the inert gas are fed respectively to the calciner or to the kiln, preferably via one common line. This is structurally less complex and thus more cost-effective.
Согласно другому варианту осуществления изобретения кальцинатор и/или печь имеет соответственно несколько входов для инертного газа, в частности для ввода разных инертных газов. Также возможно, чтобы кальцинатор содержал несколько устройств для загрузки топлива, в частности два или три, каждому из которых соответствует один вход для инертного газа. Устройства для загрузки топлива расположены, предпочтительно, на расстоянии друг от друга по длине и/или ширине стояка. Например, устройства для загрузки топлива расположены с угловым смещением по отношению друг к другу под углом 0°, предпочтительно 60-270°, по поперечному сечению стояка кальцинатора. При этом разные виды устройств для загрузки топлива могут быть скомбинированы между собой и также расположены иначе.According to another embodiment of the invention, the calciner and/or the kiln respectively has a plurality of inert gas inlets, in particular for the inlet of different inert gases. It is also possible for the calciner to comprise several fuel loading devices, in particular two or three, each corresponding to one inert gas inlet. The fuel loading devices are preferably spaced apart along the length and/or width of the riser. For example, the fuel loading devices are located with an angular offset relative to each other at an angle of 0°, preferably 60-270°, along the cross section of the riser of the calciner. In this case, different types of fuel loading devices can be combined with each other and also arranged differently.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения кальцинатор имеет по меньшей мере один вход для ввода сырьевой смеси в кальцинатор, который расположен в направлении течения газа внутри кальцинатора выше по потоку относительно входа для топлива и входа для инертного газа. Например, вход для сырьевой смеси расположен между двумя устройствами для загрузки топлива или входами для топлива кальцинатора. Предпочтительно по меньшей мере один впуск для сырьевой смеси расположен в направлении течения перед топливным впуском. За счет этого предотвращен перегрев сырьевой смеси. Созданная местом горения в кальцинаторе зона сжигания может отдавать тепло непосредственно частицам сырьевой смеси. Инертный газ предпочтительно дополнительно служит в качестве поглотителя тепла и к тому же предотвращает спонтанное воспламенение загруженного топлива непосредственно на устье горелки или трубы горелки, или на входе устройства для загрузки топлива.According to another embodiment of the invention, the calciner has at least one input for introducing the raw mixture into the calciner, which is located in the direction of gas flow inside the calciner upstream of the fuel inlet and the inert gas inlet. For example, the raw mix inlet is located between two fuel feeders or calciner fuel inlets. Preferably, at least one feed mixture inlet is located in the flow direction upstream of the fuel inlet. Due to this, overheating of the raw mixture is prevented. The combustion zone created by the combustion site in the calciner can give off heat directly to the particles of the raw mixture. The inert gas preferably additionally serves as a heat sink and also prevents spontaneous ignition of the loaded fuel directly at the mouth of the burner or burner tube, or at the inlet of the fuel loading device.
Согласно другому варианту осуществления изобретения кальцинатор имеет по меньшей мере один вход для ввода сырьевой смеси в кальцинатор, предпочтительно два или более таких входов, причем по меньшей мере один из входов для ввода сырьевой смеси и предпочтительно по меньшей мере один вход для топлива расположены в направлении течения газа внутри стояка кальцинатора выше по потоку относительно входа для топлива, в частности выше по потоку относительно устройства для загрузки топлива. Предпочтительно по меньшей мере один или все входы для сырьевой смеси расположены выше по потоку относительно одного или всех входов для топлива. Например, вход для сырьевой смеси расположен в кальцинаторе на расстоянии от устройства для загрузки топлива.According to another embodiment of the invention, the calciner has at least one input for introducing the raw mixture into the calciner, preferably two or more such inputs, and at least one of the inputs for introducing the raw mixture and preferably at least one input for the fuel are located in the direction of flow gas inside the calciner riser upstream of the fuel inlet, in particular upstream of the fuel loading device. Preferably, at least one or all of the feedstock inlets are located upstream of one or all of the fuel inlets. For example, the raw mix inlet is located in the calciner at a distance from the fuel loading device.
Согласно другому варианту осуществления изобретения установка содержит устройство управления, которое соединено с устройством для измерения температуры внутри кальцинатора и выполнено таким образом, что оно управляет/регулирует количеством/количество сырьевой смеси, инертного газа и/или топлива в кальцинаторе в зависимости от температуры, измеренной устройством для ее измерения. Устройство для измерения температуры соединено с устройством управления, предпочтительно, таким образом, что оно передает измеренную температуру на устройство управления. Устройство для измерения температуры расположено, например, ниже по потоку относительно одного из устройств для загрузки топлива. Кальцинатор содержит, например, несколько устройств для измерения температуры, каждое из которых соединено с устройством управления для передачи измеренной температуры. Например, к каждому устройству для загрузки топлива подключено устройство для измерения температуры. Также возможно, чтобы несколько устройств для измерения температуры были расположены внутри стояка кальцинатора, предпочтительно равномерно распределенными.According to another embodiment of the invention, the installation comprises a control device that is connected to a device for measuring the temperature inside the calciner and is designed in such a way that it controls / regulates the amount / amount of raw mixture, inert gas and / or fuel in the calciner depending on the temperature measured by the device to measure it. The temperature measuring device is connected to the control device, preferably in such a way that it transmits the measured temperature to the control device. The temperature measuring device is located, for example, downstream of one of the fuel loading devices. The calciner contains, for example, several temperature measuring devices, each of which is connected to a control device for transmitting the measured temperature. For example, a temperature measuring device is connected to each fuel loading device. It is also possible for several temperature measuring devices to be located within the calciner riser, preferably evenly distributed.
Например, в зависимости от температуры происходит управление количеством топлива в отдельных устройствах для загрузки топлива. За счет этого настраивается равномерное и регулируемое сжигание внутри кальцинатора с гомогенизированным распределением температуры, и предотвращаются пики температур, которые могут повредить кальцинатор или привести к расплавлению материала.For example, depending on the temperature, the amount of fuel in the individual fuel loading devices is controlled. This sets up a uniform and controlled combustion within the calciner with a homogenized temperature distribution and prevents temperature peaks that could damage the calciner or lead to melting of the material.
Устройство управления выполнено, например, таким образом, что оно сравнивает измеренную температуру с заранее определенным заданным значением и при отклонении измеренной температуры от заданного значения управляет/регулирует количеством/количество топлива, инертного газа и/или сырьевой смеси в кальцинаторе. Если измеренная температура превышает, например, заранее определенноеThe control device is designed, for example, in such a way that it compares the measured temperature with a predetermined set value and, when the measured temperature deviates from the set value, controls/regulates the amount/amount of fuel, inert gas and/or raw mixture in the calciner. If the measured temperature exceeds, for example, a predetermined
- 3 043128 заданное значение, то устройство управления выполнено таким образом, что оно уменьшает количество топлива и увеличивает количество сырьевой смеси и/или инертного газа. Если измеренная температура не достигает, например, заранее определенного заданного значения, то устройство управления выполнено таким образом, что оно увеличивает количество топлива и уменьшает количество сырьевой смеси и/или инертного газа.- 3 043128 set value, the control device is designed in such a way that it reduces the amount of fuel and increases the amount of raw mixture and/or inert gas. If the measured temperature does not reach, for example, a predetermined setpoint, then the control device is configured such that it increases the amount of fuel and decreases the amount of raw mixture and/or inert gas.
Согласно другому варианту осуществления изобретения внутри кальцинатора имеется по меньшей мере одно сужение его поперечного сечения. Например, кальцинатор имеет несколько сужений поперечного сечения стояка. За счет этого течение внутри стояка ускоряется, а затем замедляется, в результате чего образуются, предпочтительно, области спокойного течения.According to another embodiment of the invention, there is at least one narrowing of its cross section inside the calciner. For example, a calciner has several riser cross-sectional constrictions. As a result, the flow within the downcomer is accelerated and then slowed down, resulting in preferably regions of calm flow.
Согласно другому варианту осуществления изобретения внутри кальцинатора расположен по меньшей мере один направляющий элемент для направления течения газа. Этим достигается, предпочтительно, лучшее перемешивание газа с сырьевой смесью. Для ведения процесса с высоким содержанием кислорода и низким содержанием азота указанная функция имеет особое значение в том смысле, что за счет уменьшенного количества газа в кальцинаторе вследствие отсутствия содержания азота после загрузки материала устанавливается более высокая нагрузка, чем в установках, эксплуатируемых с воздухом в качестве окислителя. Поэтому для несущей способности частиц, предпочтительно, если материал равномерно распределяется по сечению стояка кальцинатора. Предотвращается осаждение смеси в более глубокую, лежащую ниже по потоку зону стояка кальцинатора. Направляющий элемент выполнен, например, пластинчатым, коробчатым, коническим и/или пирамидальным. Предпочтительно внутри стояка расположены несколько направляющих элементов, которые отстоят друг от друга, например, на равное расстояние. Направляющие элементы выполнены, например, из керамики или керамического волокнистого композита. Направляющие элементы расположены, в частности, внутри стояка и/или в устройстве для загрузки топлива. Предпочтительно один направляющий элемент расположен на входе устройства для загрузки топлива в стояк, так он направляет ввод топлива в стояк. Предпочтительно направляющий элемент проходит от устройства для загрузки топлива внутрь стояка. Направляющий элемент выполнен и расположен, например, таким образом, что он направляет топливо под углом к внутренней стенке стояка. Например, направляющий элемент образует диффузор с сечением, расширяющимся относительно устройства для загрузки топлива.According to another embodiment of the invention, at least one guiding element is located inside the calciner to direct the gas flow. This preferably achieves better mixing of the gas with the feed mixture. For a process with a high oxygen content and a low nitrogen content, this function is of particular importance in the sense that, due to the reduced amount of gas in the calciner due to the absence of nitrogen content, after loading the material, a higher load is established than in plants operated with air as an oxidizing agent. . Therefore, for the bearing capacity of the particles, it is preferable if the material is evenly distributed over the cross section of the calciner riser. The mixture is prevented from settling into the deeper, downstream zone of the calciner riser. The guide element is made, for example, lamellar, box-shaped, conical and/or pyramidal. Preferably, a plurality of guiding elements are disposed within the riser and spaced apart, for example by an equal distance. The guide elements are made, for example, of ceramic or ceramic fiber composite. The guide elements are arranged in particular inside the riser and/or in the fuel loading device. Preferably one guide element is located at the inlet of the device for loading fuel into the riser, so that it directs the introduction of fuel into the riser. Preferably, the guide element extends from the fuel loading device into the interior of the riser. The guide element is designed and positioned, for example, in such a way that it guides the fuel at an angle to the inner wall of the riser. For example, the guide element forms a diffuser with a section expanding relative to the fuel loading device.
Согласно другому варианту осуществления изобретения кальцинатор содержит несколько устройств для загрузки топлива, каждое из которых имеет вход для топлива и вход для инертного газа, причем каждому устройству для загрузки топлива соответствует один направляющий элемент. Каждое устройство для загрузки топлива расположено, например, на одном уровне с направляющим элементом или непосредственно выше или ниже по потоку относительно направляющего элемента. Это обеспечивает оптимальное распределение сырьевой смеси и инертного газа внутри стояка, в частности в зоне устройства для загрузки топлива.According to another embodiment of the invention, the calciner comprises a plurality of fuel loading devices, each of which has a fuel inlet and an inert gas inlet, with one fuel loading device corresponding to one guide element. Each fuel loading device is located, for example, at the same level as the guide element or immediately upstream or downstream of the guide element. This ensures an optimal distribution of the raw mixture and the inert gas inside the riser, in particular in the area of the fuel loading device.
Согласно другому варианту осуществления изобретения между печью и кальцинатором или только в кальцинаторе расположена камера сгорания, имеющая вход для смеси, вход для топлива, например устройство для загрузки топлива, и вход для инертного газа. Камера сгорания имеет, например, круглое сечение или выполнена в виде циклона. Также возможно, чтобы камера сгорания была выполнена в виде реакционной камеры кальцинатора для одновременной кальцинирования, так что последовательно или параллельно включены два кальцинатора. Это обеспечивает регулирование оборота топлива и кальцинацию внутри кальцинатора или кальцинаторов.According to another embodiment of the invention, between the furnace and the calciner, or only in the calciner, there is a combustion chamber having a mixture inlet, a fuel inlet, such as a fuel loading device, and an inert gas inlet. The combustion chamber has, for example, a circular cross section or is made in the form of a cyclone. It is also possible for the combustion chamber to be designed as a reaction chamber of a calciner for simultaneous calcination, so that two calciners are connected in series or in parallel. This provides fuel circulation control and calcination within the calciner or calciners.
Изобретение относится также к способу производства цементного клинкера, включающему следующие этапы:The invention also relates to a method for the production of cement clinker, comprising the following steps:
подогрев сырьевой смеси в подогревателе, кальцинацию подогретой сырьевой смеси в кальцинаторе, обжиг подогретой и кальцинированной сырьевой смеси в печи с горелкой для получения цементного клинкера, причем в печь подается газ для горения с содержанием кислорода от 30 до 100%, и охлаждение цементного клинкера в охладителе, при этом в печь и в кальцинатор подается топливо.preheating the raw mix in a preheater, calcining the preheated and calcined raw mix in a calciner, roasting the heated and calcined raw mix in a kiln with a burner to produce cement clinker, wherein combustion gas with an oxygen content of 30 to 100% is supplied to the kiln, and cooling the cement clinker in a cooler , while fuel is supplied to the furnace and to the calciner.
Как в печь, так и в кальцинатор подается инертный газ.Both the kiln and the calciner are fed with an inert gas.
Описанные выше варианты и преимущества установки для производства цемента относятся также к способу производства цементного клинкера.The options and advantages of the cement production plant described above also apply to the cement clinker production process.
Согласно одному варианту осуществления изобретения инертный газ подается в кальцинатор и/или в печь вместе с топливом и/или сырьевой смесью или отдельно. Например, в кальцинатор и/или в печь подаются по меньшей мере два разных инертных газа.According to one embodiment of the invention, the inert gas is supplied to the calciner and/or to the kiln together with the fuel and/or raw mixture or separately. For example, at least two different inert gases are fed into the calciner and/or into the kiln.
Согласно другому варианту осуществления изобретения сырьевая смесь вводится в кальцинатор в направлении течения газа внутри него перед топливом и инертным газом. Например, по меньшей мере часть сырьевой смеси и топливо вводятся в кальцинатор в направлении течения газа внутри кальцинатора перед устройством для загрузки топлива. При вводе в кальцинатор сырьевая смесь имеет температуру, предпочтительно 700-900°C.According to another embodiment of the invention, the raw mixture is introduced into the calciner in the direction of the flow of gas inside it before the fuel and inert gas. For example, at least a portion of the raw mix and the fuel are introduced into the calciner in the direction of the gas flow inside the calciner before the fuel loading device. When entering the calciner, the raw mixture has a temperature, preferably 700-900°C.
Согласно другому варианту осуществления изобретения определяется температура внутри кальцинатора, и в зависимости от температуры управляется/регулируется количество сырьевой смеси, инертно- 4 043128 го газа и/или топлива, подаваемых в кальцинатор.According to another embodiment of the invention, the temperature inside the calciner is determined and, depending on the temperature, the amount of raw mixture, inert gas and/or fuel supplied to the calciner is controlled/adjusted.
Согласно другому варианту осуществления изобретения внутри кальцинатора посредством по меньшей мере одного направляющего элемента или по меньшей мере одного сужения поперечного сечения кальцинатора образуется область спокойного течения.According to another embodiment of the invention, a region of calm flow is formed inside the calciner by means of at least one guiding element or at least one narrowing of the cross section of the calciner.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Изобретение более подробно поясняется ниже на нескольких примерах его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.The invention is explained in more detail below on several examples of its implementation with reference to the accompanying drawings.
На фиг. 1 схематично показана установка для производства цемента с кальцинатором и печью в соответствии с одним примером осуществления изобретения;In FIG. 1 schematically shows a plant for the production of cement with a calciner and a kiln in accordance with one embodiment of the invention;
на фиг. 2 - кальцинатор с входом для инертного газа в соответствии с другим примером осуществления изобретения;in fig. 2 shows a calciner with an inert gas inlet according to another embodiment of the invention;
на фиг. 3 - кальцинатор с входом для инертного газа в соответствии с другим примером осуществления изобретения;in fig. 3 shows a calciner with an inert gas inlet according to another embodiment of the invention;
на фиг. 4 - кальцинатор с направляющим элементом в соответствии с двумя другими примерами осуществления изобретения.in fig. 4 shows a calciner with a guide element in accordance with two other embodiments of the invention.
На фиг. 1 изображена установка 10 для производства цемента с имеющим одну ветвь подогревателем 12 для подогрева сырьевой смеси, кальцинатором 14 для кальцинирования сырьевой смеси, печью 16, в частности вращающейся печью, для обжига сырьевой смеси для получения клинкера и охладителем 18 для охлаждения клинкера, обожженного в печи 16.In FIG. 1 shows a plant 10 for the production of cement with a single-branch preheater 12 for preheating the raw mix, a calciner 14 for calcining the raw mix, a kiln 16, in particular a rotary kiln, for burning the raw mix to produce clinker, and a cooler 18 for cooling the kiln-calcined clinker. 16.
Подогреватель 12 содержит несколько циклонов 20 для выделения сырьевой смеси из газового потока сырьевой смеси. Например, подогреватель 12 содержит пять циклонов 20, расположенных друг под другом в четыре циклонные ступени. Подогреватель 12 имеет вход для материала (не показан), предназначенный для ввода через него сырьевой смеси в самую верхнюю циклонную ступень подогревателя 12, содержащую два циклона 20. Сырьевая смесь проходит последовательно через циклоны 20 циклонных ступеней в противотоке отходящему газу печи и/или кальцинатора и за счет этого нагревается. Между последней и предпоследней циклонными ступенями расположен кальцинатор 14. Он содержит стояк по меньшей мере с одним местом горения для нагрева сырьевой смеси, в результате чего в кальцинаторе 14 происходит кальцинирование сырьевой смеси. Кроме того, кальцинатор 14 имеет вход для топлива, предназначенный для ввода через него топлива, и вход для инертного газа, предназначенный для ввода через него инертного газа в стояк. Кальцинатор 14 имеет также вход 26, предназначенный для ввода через него кислородсодержащего газа для горения в стояк кальцинатора 14. Газ для горения представляет собой, в частности, отходящий газ печи, обогащенный кислородом. Между печью 16 и кальцинатором 14 содержание кислорода в газе для горения составляет максимум 85%. Отходящий газ кальцинатора подается в подогреватель 12, предпочтительно в предпоследнюю циклонную ступень, и покидает подогреватель 12 за самой верхней циклонной ступенью в виде отходящего газа 22 подогревателя.The heater 12 includes a plurality of cyclones 20 for separating the feed mixture from the feed mixture gas stream. For example, the preheater 12 contains five cyclones 20 arranged one below the other in four cyclone stages. The preheater 12 has a material inlet (not shown) for introducing through it the raw mixture into the uppermost cyclone stage of the preheater 12, which contains two cyclones 20. The raw mixture passes successively through the cyclones 20 of the cyclone stages in countercurrent to the off-gas of the kiln and/or calciner and this heats up. A calciner 14 is located between the last and penultimate cyclone stages. It contains a riser with at least one combustion site for heating the raw mixture, as a result of which the raw mixture is calcined in the calciner 14. In addition, the calciner 14 has a fuel inlet for introducing fuel through it and an inert gas inlet for introducing inert gas into the riser through it. The calciner 14 also has an inlet 26 for introducing through it an oxygen-containing combustion gas into the calciner riser 14. The combustion gas is, in particular, an oxygen-enriched furnace off-gas. Between the furnace 16 and the calciner 14, the oxygen content of the combustion gas is a maximum of 85%. The off-gas from the calciner is fed into the preheater 12, preferably the penultimate cyclone stage, and leaves the preheater 12 after the uppermost cyclone stage as preheater off-gas 22.
В направлении течения сырьевой смеси ниже по потоку относительно подогревателя 12 подключена печь 16, так что подогретая в подогревателе 12 и кальцинированная в кальцинаторе 14 сырьевая смесь поступает в печь 16. Вход 25 для материала/выход 25 для газа печи 16 соединен непосредственно со стояком кальцинатора 14, так что отходящий газ печи течет в кальцинатор 14, а затем в подогреватель 12. Печь 16 представляет собой, например, вращающуюся печь с вращающейся трубой, которая способна вращаться вокруг своей продольной оси и слегка наклонена вниз. На своем конце со стороны выхода для материала печь 16 содержит внутри вращающейся трубы горелку 28 и соответствующий вход 30 для топлива. Выход для материала печи 16 расположен на конце вращающейся трубы, противоположном входу 25 для материала, так что сырьевая смесь за счет вращения вращающейся трубы транспортируется внутри нее в направлении горелки 28 и выхода для материала. Сырьевая смесь обжигается внутри печи 16 для получения цементного клинкера. Зона 32 спекания охватывает задний со стороны выхода для материала участок вращающейся трубы, предпочтительно заднюю треть в направлении течения материала.A kiln 16 is connected downstream of the preheater 12 so that the preheated in the preheater 12 and calcined in the calciner 14 feeds into the kiln 16. The material inlet 25/gas outlet 25 of the kiln 16 is connected directly to the calciner riser 14 , so that the kiln off-gas flows into the calciner 14 and then into the preheater 12. The kiln 16 is, for example, a rotary kiln with a rotating tube which is capable of rotating about its longitudinal axis and tilted slightly downward. At its material outlet end, the furnace 16 comprises a burner 28 and a corresponding fuel inlet 30 inside the rotating tube. The material outlet of the kiln 16 is located at the end of the rotating tube opposite the material inlet 25, so that the raw material mixture is transported within it by the rotation of the rotating tube towards the burner 28 and the material outlet. The raw mix is fired inside kiln 16 to produce cement clinker. The sintering zone 32 encloses the rear section of the rotating tube on the material outlet side, preferably the rear third in the material flow direction.
К выходу для материала печи 16 примыкает охладитель 18, предназначенный для охлаждения клинкера. Охладитель 18 содержит камеру 34 для охлаждающего газа, в которой клинкер охлаждается потоком охлаждающего газа. Клинкер транспортируется через камеру 34 в направлении F транспортировки. Камера 34 содержит первую секцию 36 и вторую секцию 38, примыкающую в направлении F транспортировки к первой секции 36. Печь 16 соединена с охладителем 18 через свой выход для материала, так что обожженный в печи 16 клинкер падает в охладитель 18.A cooler 18 is adjacent to the material outlet of the kiln 16 for cooling the clinker. The cooler 18 includes a cooling gas chamber 34 in which the clinker is cooled by a cooling gas flow. The clinker is transported through the chamber 34 in the transport direction F. The chamber 34 comprises a first section 36 and a second section 38 adjoining the first section 36 in the transport direction F. The kiln 16 is connected to the cooler 18 via its material outlet so that the clinker fired in the kiln 16 falls into the cooler 18.
Первая секция 36 камеры 34 расположена под выходом для материала печи 16, так что клинкер падает из печи 16 в первую секцию 36. Она представляет собой входную зону охладителя 18 и, предпочтительно, содержит неподвижную решетку 40, на которую попадает выходящий из печи 16 клинкер. Неподвижная решетка 40 расположена, в частности, полностью в первой секции 36 охладителя 18. Предпочтительно, клинкер падает из печи 16 прямо на неподвижную решетку 40. Последняя проходит предпочтительно полностью под углом 10-35°, предпочтительно 14-33°, в частности 21-25°, к горизонтали, так что клинкер в направлении транспортировки скользит по неподвижной решетке 40.The first section 36 of the chamber 34 is located below the material outlet of the kiln 16 so that the clinker falls from the kiln 16 into the first section 36. This is the inlet area of the cooler 18 and preferably includes a fixed grate 40 onto which the clinker exiting the kiln 16 falls. The fixed grate 40 is located, in particular, completely in the first section 36 of the cooler 18. Preferably, the clinker falls from the kiln 16 directly onto the fixed grate 40. The latter preferably runs entirely at an angle of 10-35°, preferably 14-33°, in particular 21- 25° to the horizontal, so that the clinker slides in the transport direction on the fixed grate 40.
К первой секции 36 охладителя 18 примыкает его вторая секция 38. В первой секции 36 охладителя 18 клинкер охлаждается, в частности, до температуры менее 1000°C, причем охлаждение происходитThe first section 36 of the cooler 18 adjoins its second section 38. In the first section 36 of the cooler 18, the clinker is cooled, in particular to a temperature of less than 1000°C, and the cooling takes place
- 5 043128 таким образом, что имеющиеся в клинкере жидкие фазы полностью переходят в твердые фазы. Покидая первую секцию 36 охладителя 18, клинкер предпочтительно имеет полностью твердую фазу и температуру максимум 1000°C. Во второй секции 36 охладителя 18 клинкер продолжает охлаждаться предпочтительно до температуры менее 100°C. Предпочтительно второй поток охлаждающего газа может быть разделен на несколько отдельных газовых потоков разной температуры.- 5 043128 in such a way that the liquid phases present in the clinker are completely converted into solid phases. Leaving the first section 36 of the cooler 18, the clinker preferably has a completely solid phase and a temperature of maximum 1000°C. In the second section 36 of the cooler 18, the clinker continues to be cooled, preferably to a temperature of less than 100°C. Preferably, the second cooling gas stream can be divided into several separate gas streams of different temperatures.
Неподвижная решетка 40 первой секции 36 имеет, например, проходы, через которые охлаждающий газ поступает в охладитель 18 и клинкер. Охлаждающий газ создается, например, посредством по меньшей мере одного вентилятора, воздуходувки или резервуара высокого давления, расположенных под неподвижной решеткой 40, так что снизу через нее в первую секцию 36 поступает первый поток 42 охлаждающего газа. Первый поток 42 охлаждающего газа представляет собой, например, поток чистого кислорода или газа с содержанием азота 15 об.% или менее и содержанием кислорода 30 об.% или более. Первый поток 42 охлаждающего газа течет через клинкер, а затем в печь 16. Первый поток 42 охлаждающего газа образует, например, частично или полностью газ для горения. Результатом высокого содержания кислорода в газе для горения является отходящий газ подогревателя, который состоит по существу из CO2 и водяного пара, что позволяет отказаться от использования дорогостоящих осуществляемых ниже по потоку процессов очистки отходящего газа. Кроме того, достигается уменьшение количества технологического газа, так что установка может иметь значительно меньшие габариты.The fixed grate 40 of the first section 36 has, for example, passages through which the cooling gas enters the cooler 18 and the clinker. The cooling gas is generated, for example, by means of at least one fan, blower or pressure vessel located under the fixed grate 40, so that the first cooling gas flow 42 enters the first section 36 from below through it. The first quench gas stream 42 is, for example, a pure oxygen stream or a gas with a nitrogen content of 15 vol% or less and an oxygen content of 30 vol% or more. The first cooling gas stream 42 flows through the clinker and then into the kiln 16. The first cooling gas stream 42 forms, for example, part or all of the combustion gas. The result of the high oxygen content in the combustion gas is a preheater off-gas that consists essentially of CO 2 and water vapor, eliminating the need for costly downstream off-gas cleaning processes. In addition, a reduction in the amount of process gas is achieved, so that the plant can be considerably reduced in size.
Внутри охладителя 18 охлаждаемый клинкер движется в направлении F транспортировки. Вторая секция 38 предпочтительно содержит подвижную, в частности перемещающуюся, решетку 44, которая в направлении F транспортировки примыкает к неподвижной решетке 40. Под подвижной решеткой 44 расположены, например, несколько вентиляторов, посредством которых второй поток 46 охлаждающего газа продувается снизу через нее. Второй поток 46 охлаждающего газа представляет собой, например, поток воздуха.Inside the cooler 18, the cooled clinker moves in the transport direction F. The second section 38 preferably comprises a movable, in particular movable, grate 44, which in the transport direction F is adjacent to the fixed grate 40. Below the movable grate 44, for example, several fans are arranged, by means of which a second cooling gas stream 46 is blown through it from below. The second flow 46 of the cooling gas is, for example, an air flow.
Как показано на фиг. 1, к подвижной решетке 44 второй секции 38 примыкает измельчающее устройство 48. К измельчающему устройству 48 под ним примыкает вторая подвижная решетка 50. Покидая охладитель 18, холодный клинкер 52 имеет предпочтительно температуру 100°C или менее.As shown in FIG. 1, a breaker 48 adjoins the movable grate 44 of the second section 38. A second movable grate 50 adjoins the breaker 48 below it. Upon leaving the cooler 18, the cold clinker 52 preferably has a temperature of 100° C. or less.
Из второй секции 38 отводится, например, отходящий воздух 54 охладителя, который направляется в отделитель 56, например циклон, для отделения твердых веществ. Последние, например, снова подаются в охладитель 18. К отделителю 56 подключен воздухо-воздушный теплообменник 58, так что воздух подогревается внутри теплообменника 58 и подается, например, в сырьевую мельницу.From the second section 38 is removed, for example, the exhaust air 54 of the cooler, which is sent to the separator 56, such as a cyclone, to separate solids. The latter, for example, are again fed into the cooler 18. An air-to-air heat exchanger 58 is connected to the separator 56, so that the air is heated inside the heat exchanger 58 and fed, for example, to the raw mill.
На фиг. 2 изображен фрагмент установки 10, показанной на фиг. 1, причем не показанные зоны соответствуют зонам на фиг. 1, а одинаковые элементы обозначены теми же ссылочными позициями. На фиг. 2 кальцинатор 14 содержит, например, два устройства 60 для загрузки топлива. Также возможно, чтобы кальцинатор 14 содержал только одно устройство 60 для загрузки топлива или более двух таких устройств. Оба устройства 60 для загрузки топлива размещены на стояке 62 кальцинатора 14 на расстоянии друг от друга. Например, устройства 60 для загрузки топлива размещены на стояке 62 на разной высоте. Каждое устройство 60 для загрузки топлива имеет вход 24 для топлива и вход 64 для инертного газа, так что в устройство 60 для загрузки топлива направляются топливо и инертный газ. Устройства 60 для загрузки топлива расположены с угловым смещением по отношению друг к другу, например, на 180°. Например, устройство для загрузки топлива содержит средство для транспортировки топлива, такое как шнек или желоб. Загрузка топлива или топлив может происходить пневматически, например, также за счет транспортировки с помощью инертного газа.In FIG. 2 shows a fragment of the installation 10 shown in FIG. 1, the zones not shown corresponding to the zones in FIG. 1, and like elements are designated with the same reference numerals. In FIG. 2, the calciner 14 includes, for example, two fuel loading devices 60. It is also possible for the calciner 14 to contain only one fuel loading device 60 or more than two such devices. Both devices 60 for loading fuel placed on the riser 62 of the calciner 14 at a distance from each other. For example, the fuel loading devices 60 are placed on the riser 62 at various heights. Each fuel loading device 60 has a fuel inlet 24 and an inert gas inlet 64 such that fuel and inert gas are directed into the fuel loading device 60 . The fuel loading devices 60 are located at an angular offset relative to each other, for example by 180°. For example, the fuel loading device includes a means for transporting fuel, such as an auger or a chute. The loading of the fuel or fuels can take place pneumatically, for example also by conveying with the aid of an inert gas.
На фиг. 2 видно также, что горелка 28 печи имеет вход 30 для топлива и вход 68 для инертного газа, так что к горелке направляются топливо и инертный газ. Входы 24, 30 и 64, 68 выполнены, например, отдельно друг от друга или в виде одного общего входа в кальцинатор 14 или в печь 16. Инертный газ представляет собой, например, CO2 или водяной пар. Инертный газ может служить как в качестве транспортирующего средства, так и для воздействия на воспламенение или контроль процесса горения.In FIG. 2 also shows that the furnace burner 28 has a fuel inlet 30 and an inert gas inlet 68 so that fuel and inert gas are directed to the burner. The inlets 24, 30 and 64, 68 are, for example, separate from each other or as one common inlet to the calciner 14 or furnace 16. The inert gas is, for example, CO2 or water vapour. The inert gas can serve both as a vehicle and to influence ignition or control the combustion process.
Как показано на фиг. 2, вход 70 для сырьевой смеси кальцинатора 14 образован, например, выходом для твердого вещества предпоследней циклонной ступени. Вход 70 для сырьевой смеси расположен, например, между обоими горелками кальцинатора. В качестве альтернативы сырьевая смесь может загружаться предпочтительно под отдельной зоной горения внизу по потоку относительно входов 30 для топлива. Другая возможность загрузки сырьевой смеси и топлива заключается в том, что расположенная параллельно стояку кальцинатора камера сгорания служит для того, чтобы загружать одновременно топливо и смесь в бедную кислородом зону. Предпочтительно топливо загружается по центру в направленную вниз камеру сгорания. Вокруг места загрузки топлива на радиальной периферии или на периферии цилиндрической камеры сгорания загрузка сырьевой смеси происходит таким образом, что топливо окружается завесой из смеси. Своим нижним концом камера сгорания примыкает к направленному вверх стояку кальцинатора. Окруженное смесью топливо вводится в богатый кислородом поток в кальцинаторе и воспламеняется там. Тепло поглощается непосредственно за счет реакции кальцинирования сырьевой смеси.As shown in FIG. 2, the raw mix inlet 70 of the calciner 14 is formed, for example, by the solids outlet of the penultimate cyclone stage. The raw mix inlet 70 is located, for example, between both burners of the calciner. Alternatively, the feed mixture may be loaded preferably under a separate combustion zone downstream of the fuel inlets 30 . Another possibility for loading the raw mixture and fuel is that a combustion chamber located parallel to the calciner riser serves to load both fuel and mixture into the oxygen-poor zone. Preferably, the fuel is loaded centrally into the downwardly directed combustion chamber. Around the place of fuel loading on the radial periphery or on the periphery of the cylindrical combustion chamber, the loading of the raw mixture occurs in such a way that the fuel is surrounded by a curtain of the mixture. At its lower end, the combustion chamber adjoins the upwardly directed riser of the calciner. Surrounded by the mixture, the fuel is introduced into the oxygen-rich stream in the calciner and ignited there. The heat is absorbed directly by the calcination reaction of the raw mixture.
Кальцинатор 14 содержит, например, устройство 66 для измерения температуры внутри кальцинатора 14. Установка 10 включает в себя также устройство 72 управления, соединенное с устройством 66The calciner 14 includes, for example, a device 66 for measuring the temperature inside the calciner 14. The plant 10 also includes a control device 72 connected to the device 66
- 6 043128 для измерения температуры таким образом, что последнее передает измеренную температуру в устройство 72 управления. Оно соединено с входом 24 для топлива, входом 70 для сырьевой смеси и/или входом 64 для инертного газа и выполнено таким образом, что управляет/регулирует количеством/количество топлива, сырьевой смеси и/или инертного газа в кальцинаторе в зависимости от измеренной температуры.- 6 043128 for temperature measurement in such a way that the latter transmits the measured temperature to the control device 72. It is connected to the fuel inlet 24, the raw mixture inlet 70 and/or the inert gas inlet 64 and is configured to control/regulate the amount/amount of fuel, raw mixture and/or inert gas in the calciner depending on the measured temperature.
На фиг. 3 изображен другой пример выполнения кальцинатора 14, показанного на фиг. 1 и 2, причем одинаковые элементы обозначены теми же ссылочными позициями. Стояк 62 кальцинатора 14 имеет несколько разных поперечных сечений. Устройства 60 для загрузки топлива размещены, например, без углового смещения на одной стороне стояка 62, но на разной высоте. В направлении течения газа на стояке 62, непосредственно выше по потоку и/или ниже по потоку относительно каждого устройства 60 для загрузки топлива, имеется вход 70 для сырьевой смеси. Каждый из входа 24 для топлива и входа 64 для инертного газа расположен на устройстве 60 для загрузки топлива, в частности на одной высоте с ним.In FIG. 3 shows another example of the calciner 14 shown in FIG. 1 and 2, with like elements being designated by the same reference numerals. The riser 62 of the calciner 14 has several different cross sections. The fuel loading devices 60 are placed, for example, without angular offset on the same side of the riser 62, but at different heights. In the direction of flow of gas on the riser 62, immediately upstream and/or downstream of each device 60 for loading fuel, there is an input 70 for the raw mixture. Each of the inlet 24 for fuel and inlet 64 for inert gas is located on the device 60 for loading fuel, in particular at the same height with it.
Сужения поперечного сечения обеспечивают сбалансированное перемешивание внутри стояка и вызывают, тем самым, равномерное горение и распределение температуры в продольном и поперечном направлениях стояка.The cross-sectional constrictions ensure balanced mixing within the riser and thus cause uniform combustion and temperature distribution in the longitudinal and transverse directions of the riser.
На фиг. 4 изображен фрагмент кальцинатора 14, причем одинаковые элементы обозначены теми же ссылочными позициями. Кальцинатор 14 содержит направляющий элемент 73, который слева на фиг. 4 размещен внутри стояка 62, а справа прикреплен к устройству 60 для загрузки топлива в виде жаровой трубы.In FIG. 4 shows a fragment of the calciner 14, with the same elements designated by the same reference numbers. The calciner 14 includes a guide element 73 which, on the left in FIG. 4 is located inside the riser 62, and on the right is attached to the device 60 for loading fuel in the form of a flame tube.
Слева направляющий элемент 73 расположен таким образом, что он вызывает сужение поперечного сечения стояка 62. Направляющий элемент 73 выполнен, в частности, пластинчатым, в виде камеры или коробчатым и размещен на внутренней стенке стояка 62, причем, например, на одной высоте с устройством 60 для загрузки топлива и напротив него.On the left, the guide element 73 is located in such a way that it causes a narrowing of the cross section of the riser 62. The guide element 73 is made, in particular, in the form of a plate, in the form of a chamber or box-shaped and is placed on the inner wall of the riser 62, and, for example, at the same height as the device 60 for loading fuel and opposite it.
Справа направляющий элемент 73 имеет, например, форму диффузора, причем сечение направляющего элемента 73 увеличивается в направлении течения топлива. Направляющий элемент 73 прикреплен к устройству 60 для загрузки топлива, в частности в месте его входа в стояк 62, обеспечивая, в частности, целенаправленный ввод топлива в него. Также возможно, чтобы направляющий элемент 73 был расположен заподлицо со стояком и не выступал в него, что обеспечивает равномерный ввод топлива в стояк 62.On the right, the guide element 73 has, for example, the shape of a diffuser, with the cross section of the guide element 73 increasing in the direction of fuel flow. The guide element 73 is attached to the fuel loading device 60, in particular at its entry into the riser 62, ensuring in particular a targeted injection of fuel into it. It is also possible for the guiding member 73 to be flush with the riser and not protrude into the riser so that fuel is introduced uniformly into the riser 62.
Направляющий элемент 73 изготовлен, например, из высокожаропрочной керамики или волокнистого композита.The guide element 73 is made of, for example, high-temperature ceramic or fiber composite.
Перечень ссылочных позицийList of reference positions
- установка для производства цемента- plant for the production of cement
- подогреватель- heater
- кальцинатор- calciner
- печь- bake
- охладитель- cooler
- циклон- cyclone
- отходящий газ подогревателя- heater exhaust gas
- вход для топлива кальцинатора- calciner fuel inlet
- вход для материала печи- input for furnace material
- вход для газа для горения кальцинатора- gas inlet for combustion of the calciner
- горелка или труба горелки печи- burner or furnace burner tube
- вход для топлива печи- inlet for furnace fuel
- зона спекания- sintering zone
- камера для охлаждающего газа- cooling gas chamber
- первая секция камеры для охлаждающего газа- the first section of the chamber for cooling gas
- вторая секция камеры для охлаждающего газа- the second section of the chamber for cooling gas
- неподвижная решетка- fixed grid
- первый поток охлаждающего газа- the first flow of cooling gas
- подвижная решетка- movable grate
- второй поток охлаждающего газа- second cooling gas flow
- измельчающее устройство- grinding device
- подвижная решетка- movable grate
- холодный клинкер- cold clinker
- отходящий воздух охладителя- cooler exhaust air
- отделитель- separator
- теплообменник- heat exchanger
- устройство для загрузки топлива- fuel loading device
- стояк кальцинатора- calciner stand
- вход для инертного газа- inlet for inert gas
- вход для инертного газа печи- inlet for inert gas furnace
- 7 043128- 7 043128
- вход для сырьевой смеси кальцинатора- input for the raw mix of the calciner
- устройство управления- control device
- направляющий элемент- guide element
Claims (16)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BEBE2020/5300 | 2020-05-05 | ||
| DE102020205672.2 | 2020-05-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA043128B1 true EA043128B1 (en) | 2023-04-26 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6626662B2 (en) | System for manufacturing cement clinker | |
| CS200177B2 (en) | Method of and apparatus for perdorming at least partial calcination of preheated powdered raw material | |
| EA038801B1 (en) | Oxyfuel clinker production with special oxygen addition | |
| KR100450040B1 (en) | Method for reducing nitrogen oxide emissions from a kiln apparatus | |
| US7488172B2 (en) | Methods of mixing high temperature gases in mineral processing kilns | |
| JPH0510289B2 (en) | ||
| US20040115582A1 (en) | Method of mixing high temperature gases in mineral processing kilns | |
| KR100760074B1 (en) | Method and plant for manufacturing cement clinker | |
| JPS5935850B2 (en) | Calcination method for powdered raw materials and its plant equipment | |
| US20230152037A1 (en) | Cement-manufacturing plant and process for producing cement clinker | |
| JP2001046861A (en) | Calcination method of mineral substance | |
| EA043128B1 (en) | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF CEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF CEMENT CLINKER | |
| DK152579B (en) | METHOD AND DEVICE FOR HEAT TREATMENT OF FINE CORN MATERIAL | |
| US6287110B1 (en) | System for the thermal treatment of meal-like raw materials | |
| JPS5920624B2 (en) | Method and apparatus for producing cement | |
| US20230331574A1 (en) | Calcination Process | |
| RU2791574C1 (en) | Method for in-line staged thermochemical destruction of carbon-containing substances and device for its implementation | |
| RU2175310C2 (en) | Device for production of cement clinker | |
| US20060105277A1 (en) | Method and burner for rotary kilns | |
| SU805037A1 (en) | Apparatus for burning cement clinker | |
| WO2024141579A1 (en) | Method for calcining carbonated mineral stones in a parallel flow regenerative kiln and implemented kiln | |
| JPS6114401B2 (en) | ||
| KR790001619B1 (en) | Improvement relating to the calcination of pulverous materials | |
| CN116888086A (en) | System and method for heat treating an air-dispersible feedstock | |
| JPS6230812B2 (en) |