JP6366679B2 - セメント製造プラントの運転方法 - Google Patents

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Description

本発明は、セメントクリンカーの製造プラントの運転方法に関するものであり、材料の流れる方向に見て、ローミール(生食料、rohmehl)を脱酸(entsauerten)するための仮焼炉と、脱酸されたローミールを焼成してセメントクリンカーにするための少なくとも1つのロータリーキルンとを有し、脱酸処理されたローミールは仮焼炉からロータリーキルンへ流れる。
セメントクリンカーを製造する際には、石灰岩と珪酸塩岩との混合物を粉砕し、熱処理して二酸化炭素(CO2)が放出させ、生石灰(CaO)に変える。さらなる段階でローミール(rohmehl)からCO2を放出して脱酸処理し、この点まで未変化であった石灰岩と珪酸塩岩とを熱で焼結して各種のカルシウムシリケート相(calciumsilikatphasen)を形成させる。
ローミールの脱酸および焼結は吸熱プロセスであり、その反応にはエネルギーが必要である。この熱エネルギーは高品質燃料から得ることができる。従来の主たる燃料(プライマリ燃料)である例えば石炭の外に、コストの面から代替燃料を使用することが増えており、代替燃料として都市ゴミや産業廃棄物を使用するセメント工場も増えている。
高品質燃料および代替燃料は燃焼によってプロセスに熱を与えると同時に多量の窒素酸化物(NOx)を生じさせる。上記タイプの熱処理ではロータリーキルン中で焼結させる必要があり、カルシウムシリケート相まで焼結させるためにはロータリーキルン内の温度を少なくとも1450℃まで高くすることが必要である。ロータリーキルン内を高温にするためには火炎温度を1800℃にする必要がある。しかし、この高温度では燃焼によって燃料中の窒素(一般にアミノの形)および燃焼空気中の窒素から窒素酸化物(NOx)が生じる。窒素酸化物の発生を避ける対策をしない場合には、ロータリーキルンからの廃棄ガス中の窒素酸化物が環境へ漏れ、それが環境中の湿度によって加水分解されて硝酸(HNO3)、亜硝酸(亜硝酸)、その他の反応性酸性窒素酸化物が形成される。窒素酸化物(NOx)は大気中の水と反応して望ましくない酸性雨の原因となり、森林土壌の天然pH値を低下させ、病気に対する抵抗力を弱くする。セメント工場から出る窒素酸化物(ΝΟx)の量を減らすための方法はいくつか知られている。
特許文献1(ドイツ特許第10 2005 057 346 A1号公報)に記載のセメント製造プラントでは、仮焼炉の近傍に燃焼室を設け、この燃焼室に燃焼空気として三次空気(Tertiarluft)を供給し、燃焼室中で発生する排気ガスの還元特性を正確に制御してロータリーキルンから仮焼炉へ入る窒素酸化物を減らしている。この方法の欠点は仮焼炉中でのローミールの脱酸化と仮焼炉中での窒素酸化物の還元との望ましい化学平衡の温度が異なるため、脱酸と窒素酸化物の還元とが互いに干渉してしまうことにある。
特許文献2(ドイツ特許第P3538707 A1号公報)では仮焼炉中に互いに隣接したガス房(gasstrahne)の形をした2つの反応セクションを有し、第1のガス房はロータリーキルンから仮焼炉へ流れ、それに隣接したガス房は三次空気の第2供給路からロータリーキルンへ流れる。各ガス房は互いに異なる還元能を有し、三次空気からのガス房はロータリーキルンからガス房中の窒素酸化物を減少させる。この特許の説明によると、窒素酸化物の燃焼に使える時間は短いため、仮焼炉中の流動条件の制御を極めて高くすることが要求される。しかし、焼結炉内の流動特性は運転パラメータを変えた時に大きく変化し、その運転モードが最適とは限らない。
特許文献3(ドイツ特許第19903954 A1号公報)にも上記と類似の原理が記載されており、生成ガスの酸化還元ポテンシャルを設定するための反応装置が三次空気セクション中にある。この特許の運転モードでは仮焼炉中の流れ状態の制御に高いニーズを置いている。しかし、仮焼炉中の流れ状態はプラントの運転パラメターをわずかに変えただけでも変化するので、この特許の運転モードも常に最適なものとはいえない。
特許文献4(ドイツ特許第19962536 A1号公報)には頂部に空気を供給する仮焼炉が記載されている。この仮焼炉では燃焼が段階的に実施され、燃焼セクションの内部で形成された一酸化炭素(CO)によって窒素酸化物(NOx)が減少する。プラントからの排気ガス中に一酸化炭素が入るのを避けると同時に窒素酸化物の減少度合いを改善するために、この特許では焼却セクションで測定した排気ガスのパラメターに応じて還元剤および/または触媒を注入する。
特許文献5(欧州特許第EP1334954 B1号公報)に記載のロータリーキルンでは、クリンカー焼成用に設けられた既存のロータリーキルンの他に、セメント、炭化粗粒、塊状燃料を生産するプラントが設けられる。炭化で生じた熱分解ガスおよび加熱空気を仮焼炉中に吹き込んで、仮焼炉中で行われる脱酸用の熱供給をアシストする。比較的少ない空気の供給で炭化ガスは還元効果を有するので、仮焼炉中での窒素酸化物を減らすことができる。しかし、第2のロータリーキルンを運転するには設備コストが高くなり、高温状態下にある機構を常にモニターする必要がある。
特許文献6(ドイツ特許第3533775 C1号公報)にはカロリー価の高い廃棄物を使用してローミールからセメントを製造するプラントが記載されている。この特許では二次燃料として使用する廃棄物を乾燥した後、仮焼炉中で熱処理する。仮焼炉は熱分解のためと、少なくとも部分燃焼のために、ロータリーキルンの排気ガスおよび三次空気の一部で運転される。燃焼の熱分解ガスは仮焼炉中に導入され、固体の熱分解残さの少なくとも一部は調整/均質化後にロータリーキルンへ導入される。この場合、炭化炉をロータリーキルンとして使うこともできる。
特許文献7(ドイツ特許第A 3320670号公報)、特許文献8(ドイツ特許第A 341144号公報)および文献9(ドイツ特許第A 35204470号公報)にもカロリー価の高い廃棄物を使用してローミールからセメントを製造するプラントが記載されており、廃棄物は第2のロータリーキルンで炭化または燃焼され、このローミールの加熱処理中の炭化ガス/排気ガスが利用される。
上記の全ての公知のプラントおよび方法は、仮焼炉で脱酸すべきローミールの存在下にロータリーキルンの排気ガスを化学還元するものである。しかし、この方法には停留時間が短く、脱酸反応と干渉し、流れ条件に高い制御が要求されるという欠点がある。仮焼炉中のほぼ同じ場所で同時に起こる異なる反応に必要な複数の温度幅(ウインドウ)を作るのは困難である。ローミールに含まれる炭酸カルシウム(CaCO3)を脱酸して生石灰(CaO)を形成する温度は成層燃焼中に脱硝するのに理想的な温度幅より低い温度である。また、一酸化炭素(CO)を発生させるための温度幅は脱脱硝用の温度幅とは異なる。
脱硝すなわち窒素酸化物(NOx)を還元して元素状の窒素(N)と酸素(O2)に戻す反応は脱硝すべき排気ガス中のガス組成に依存するということは知られている。CO2濃度が増加すると脱硝効果は急速に低下する。逆に、脱硝すべき排気ガス中の一酸化炭素(CO)濃度が高くなると脱硝効果は増加する。二酸化炭素(CO2)と一酸化炭素(CO)の濃度は高温排気ガス中で気化平衡にある。従って、空気窒素といわれる酸化窒素成分が多いロータリーキルンの排気ガスの組成をより良く制御するのが望ましく、ロータリーキルンの排気ガスを直ちに捨てるのではなく、ローミールの脱酸に利用するのが望ましい。
ドイツ特許第102005057346 A1号公報 ドイツ特許第P3538707 A1号公報 ドイツ特許第19903954 A1号公報 ドイツ特許第19962536 A1号公報 欧州特許第EP1334954 B1号公報 ドイツ特許第3533775 C1号公報 ドイツ特許第A 3320670号公報 ドイツ特許第A 341144号公 ドイツ特許第A 35204470号公報
本発明の目的は、脱硝をより良く制御することができるセメント製造プラントの運転方法を提供することにある。
本発明の上記目的は、仮焼炉とロータリーキルンとの間に配置された反応装置にロータリーキルンからの排気ガスを案内し、反応装置へは反応装置内での排気ガスの滞留時間に対して化学量論量以上の燃料を供給して、排気ガス中に含まれる二酸化炭素(CO2)を一酸化炭素(CO)に還元することで達成される。
本発明の上記以外の利点は請求項1に従属する他の請求項に記載されている。
本発明のセメントクリンカー製造プラントの図。
本発明が提供するローミール(2)からセメントクリンカーを製造するためのプラントの運転方法では、材料の流れる方向で見て、ローミール(rohmehl)を脱酸(deacidification)するための少なくとも一つの仮焼炉と、脱酸されたローミール(2)を焼結してセメントクリンカーを形成するための少なくとも一つのロータリーキルンとを有し、脱酸されたローミールは仮焼炉を通った後にサイクロン予熱段階を介してロータリーキルンへ流れる。仮焼炉とロータリーキルンとの間には反応装置が配置され、ロータリーキルンからの排気ガスが上記反応装置へ案内され、反応装置へは反応装置中での排気ガスの滞留時間に対して化学量論量以上の燃料を供給して、排気ガス中に含まれる二酸化炭素(CO2)を一酸化炭素(CO)に還元する。
本発明の思想では、セメントクリンカーを製造するためのプラントの従来の技術とは異なって、ロータリーキルンからの排気ガスを仮焼炉へ直接案内しない。すなわち、従来の技術では排気ガスはローミールを随伴しながらローミールを脱酸させ、それと同時に排気ガス中の酸化窒素(ΝΟx)は仮焼炉中の段階的燃焼によって形成された一酸化炭素(CO)によって還元される。しかし、本発明ではローミールは予熱段階の最終サイクロン段階からのローミール供給ラインを介してロータリーキルンへ供給され。本発明の観念では、ロータリーキルン取入れ室からの排気ガスはその排気ガスを分離するためのチャンネルまたはラインを介して最初に反応装置へ流れる。その後に、排気ガス仮焼炉へ導かれ、ローミールを酸性化する。反応装置はロータリーキルン取入れ室より高い所でロータリーキルンと仮焼炉の底部との間に設置するのが好ましい。反応装置にはブードワ(Boudouard)反応およびロータリーキルン排気ガス中に存在する二酸化炭素(CO2)に対して化学量論量以上の燃料が加えられる。反応装置中の基本的反応は例えばロータリーキルン排気ガス中の残留酸素による燃料の燃焼のような反応と決まっておらず、むしろ吸熱ブードワ反応である。この場合、排気ガス中に25%まで含まれる二酸化炭素(CO2)が燃料の炭素(C)と反応して一酸化炭素(CO)形成する。すなわち、燃料は二酸化炭素(CO 2 )によって熱酸化され、燃料からの炭素(C)は酸化されて一酸化炭素(CO)が形成され、二酸化炭素(CO2)自体燃料の燃焼中に還元されて一酸化炭素(CO)を形成する。公知のブードワ反応のこの反応過程は吸熱反応である。ロータリーキルン排気ガスの温度は非常に高いので、上記の吸熱反応による熱吸収によって温度が低下することは歓迎すべきことでる。事実、二酸化炭素(CO2)の一酸化炭素(CO)への転換反応の速度は低温度の方が好ましく、ロータリーキルン排気ガスが増加すると一酸化炭素(CO)が増える。ロータリーキルンの排気ガス中に含まれる二酸化炭素(CO2反応装置中での転換を分けて実行することで、、ローミールの脱酸反応と、二酸化炭素(CO2)の一酸化炭素(CO)への還元と、形成された一酸化炭素(CO)による酸化窒素(NOx)を元素窒素(N2)と元素酸素式(O2)へ還元する反応とを同時に行う場合と比較して、反応制御をより良くできるという利点がある。
ブードワ(Boudouard)反応は吸熱反応であるので、ロータリーキルンの排気ガスの温度とは反対の作用をするので、燃料の添加によって反応装置の温度を制御することができ、反応装置の望ましくない温度上昇を避けることができ、燃料添加によって窒素酸化物(NOx)がさらに増えるのを避けることができる。本発明の実施例では化学量燐量以上の燃料を添加して反応装置の温度をコントロールする。燃料からの炭素(C)による二酸化炭素(CO2)の吸熱反応時のブードワ反応によって反応装置の温度は低下する。脱硝は酸化カルシウム(CaO)の存在で触媒されることが知られているので、本発明の一つの実施例では、脱酸されたローミールの一定量を反応装置へ常に供給して、反応装置中で起こる脱硝反応を触媒的にアシストする。この脱酸されたローミールの供給は、ロータリーキルン中で排気ガスと一緒に渦巻き状に髄伴したローミールで与えることができる。そのために、渦巻き状に髄伴したローミールが反応装置に入り、サイクロンによるトラップで濾別されないようにロータリーキルンからの排気ガスを案内する。あるいは/またはそれに追加して、最下段または第2最下部のサイクロン予熱段から新しく脱酸されたローミールを供給することもできる。
窒素酸化物(NOx)を還元する一酸化炭素(CO)の量が過剰であるので、反応装置の排気ガス中には残った一酸化炭素(CO)が存在する。本発明のさらに他の実施例では、仮焼炉に三次空気を供給する。この三次空気はクリンカー冷却機で加熱された大気空気の約18体積%の酸素(O2)を含む。この大気酸素(O2)を仮焼炉で上記の残りの一酸化炭素(CO)の発熱酸化に用いることができる。仮焼炉中での一酸化炭素の発熱燃焼は空気窒素が燃焼して窒素酸化物(NOx)となる温度より低いので、吸熱の脱酸反応に必要な熱量を仮焼炉に供給する。本発明の一つの実施例では、反応装置から仮焼炉への排気ガスを案内し、仮焼炉中で過剰な一酸化炭素(CO)を三次空気チインからの大気酸素(O2)で酸化する。仮焼炉には予熱した空気を供給する。
反応装置は理想的な燃焼制御ができるような寸法にするのが有利である。本発明の一つの実施例では、フラップ(弁)システムによって反応装置を通って案内される空気の量を制御しても、ロータリーキルンから来る窒素酸化物(NOx)を含む排気ガスが形成された一酸化炭素(CO)によって還元されるのに十分な大きさを有している。すなわち、反応装置は、ロータリーキルンからの排ガス中に含まれる窒素酸化物(NOx)が可能性な限り完全に還元されるまで、通常運転中にロータリーキルンから反応装置に入る排ガスが反応装置中に留まることができるだけの大きさを有している。この寸法でもわずかな(NOx)の発生は避けられないが、低濃度の窒素酸化物(NOx)は反応装置の後の仮焼セクションでさらに還元できる。
本発明方法では、ロータリーキルンの中で酸素過剰度の高い空気で燃料を燃焼できるのが有利である。ロータリーキルン中では複雑な熱固相反応が起こり、そのために異なる化学量論量の珪酸カルシウム相混合物から酸化環境を作る必要がある。さらに、酸素過剰度の高い空気での燃焼方法として一次燃料として燃焼し難い燃料、例えば石油コークス(petcoke)を使用することもできる。
本発明の一実施例では、反応装置中での排気ガスの滞留時間を制御または調整するために、反応装置中の排気ガスの量をロータリーキルンから反応装置へ向かう供給ライン中および三次空気ライン中のフラップシステムで制御または調整する。ロータリーキルンの下流に結合されたクリンカ冷却機からの全空気量を半分する調整ユニットが設けられ、反応装置中で酸化窒素(NOx)の還元が可能最大となるようにロータリーキルンからの排気ガスの反応装置中での滞留時間を十分に長くする。三次空気流のためにロータリーキルンからの二次空気流の量を減らすオプションでは、反応装置中の排気ガスの滞留時間を増加させて、ロータリーキルンからの排気ガス中に含まれる酸化窒素(NOx)と反応装置中の一酸化炭素濃度との反応時間をより長くする。
不規則燃焼する燃料の場合や、運転パラメータが変動する場合には、反応装置中の温度を燃料供給によって調節しても、反応装置内が突然過熱されることがある。こうした過熱が起こった場合、酸化窒素(NOx)は減らずに生成する。反応装置からこうした短期的な酸化窒素(NOx)の放出を避けるために、本発明の一つの実施例では、石灰岩および珪酸塩を含む岩からなる上記混合物からのローミールを反応装置の反応室中に吹き込む。この場合、過熱が極めて突然且つ強い場合、脱酸されていないローミールを使用することもでき、突然の過熱が過度に強くない場合には、既に部分的に脱酸されているか予熱されたローミールを使用することができる。本発明の1つの有利な実施例では、反応装置の望ましくなく高温ピークをローミールの導入によって冷却する。反応装置からの過剰なローミールは取出し装置を介してロータリーキルンと仮焼炉との間に配置されたロータリーキルン取入れ室に排出される。ロータリーキルン取入れ室に排出することで反応装置が閉塞するのを防ぐことができる。このローミールは次いでロータリーキルン中で脱酸され、焼結されてクリンカーが形成される。
供給された燃料の燃焼が極めて貧しいか、スラグを形成する場合には、反応装置中に固体として沈下する燃料残さを、反応装置を冷却するためのローミールの残りと同じラインを介してロータリーキルン取入れ室中へ排出することができる。本発明の有利な実施例では、ロータリーキルンと仮焼炉との間にロータリーキルン取入れ室を設け、そこへ過剰な燃料を排出する。
本発明方法を実行するにはロータリーキルンから予想される排気ガスの滞留時間に必要な対応する体積を有するポット反応装置が適している。あるいは、仮焼炉とロータリーキルンとの間に逆U字形のグーズネック反応装置を使用することもできる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
[図1]は本発明のローミール(rohmehls)(2)からセメントクリンカーを製造するプラントを示す図で、材料の流れる方向から見て、ローミール(2)を脱酸するための少なくとも1つの仮焼炉(3)と、脱酸されたローミール(2)を焼結させてセメントクリンカー(5)にするロータリーキルン(4)とを有し、脱酸されたローミール(2)は仮焼炉(3)を介してサイクロン予熱段階(1.4)を通ってからロータリーキルン(4)へ送られる。最初に、ローミール(2)を熱交換器(1.1)に送る。熱交換器(1.1)でローミール(2)は予熱され、脱酸される。予熱されたローミール(2)は第2最下部のサイクロン予備段(1.2)からライン(1.3)を介して仮焼炉(3)の底部に流れる。仮焼炉(3)ではローミール(2)は反応装置(7)から来るホットな排気ガス(9)に随伴され、仮焼炉中で排気ガス(9)の熱で脱酸(deacidified)される。この場合に生じるCO2は熱交換器(1.1)を通して排出される。一方、脱酸されたローミール(2)は最下段のサイクロン予熱段(1.4)で分離され、分離ライン(1.5)を通ってロータリーキルン取入れ室(16)中に導入され、それからロータリーキルン(4)中に流れてさらに熱処理される。
燃料の燃焼によってロータリーキルン(4)中に生じた排気ガス(6)は別の排気ライン(13)を通って反応装置(7)に送られる。排気ガス(6)は反応装置(7)中に滞在し、添加された化学量論量以上の燃料(8)でブードワ反応を受ける。この場合、ロータリーキルン(4)の燃焼で生じた二酸化炭素(CO2)は、燃料(8)の炭素(C)によって化学的に還元されて一酸化炭素(CO)を形成する。このブードワ反応は燃料(8)の添加量で熱的に管理できる。すなわち、燃料供給を増やすとブードワ反応は冷却される。脱窒素は反応装置(7)中に一酸化炭素が生じた後に起こり、実質的に反応装置(7)中で起こるという利点がある。反応装置(7)から出た排気ガス(9)は別の供給ライン(9.1)を通して仮焼炉(3)へ送られる。ローミール(2)は反応装置(7)の排気ガス(9)に含まれる熱で脱酸される。酸化窒素製造に関して、反応装置から排気ガスの他に仮焼炉(3)中での追加の燃料の燃焼をオプション制御するために、三次空気ライン(10)を通して仮焼炉(3)に三次空気(11)を供給する。反応装置(7)の排気ガス(9)中の一酸化炭素濃度が高いので、仮焼炉(3)中で生じる酸化窒素は確実に化学還元される。
フラップ(弁)システム(12)は仮焼炉(3)および反応装置(7)に流れるガス量を制御するために設けてある。このフラップ・システム(12)は二次空気の形をしたクリンカ冷却機(14)からロータリーキルン(4)を介して流れるガスおよび三次空気(11)の形をした三次空気ライン(10)中を流れるガスの量を単位時間当たりの各種部分流量へ配分する。従って、反応装置(7)に供給される排気ガス量をモニターしで、反応装置(7)からの排気ガス(9)の排気組成物を所定組成にすることができる。
本発明の観念は、ロータリーキルン(4)の排気ガス(6)をロータリーキルン取入れ室(16)を介して仮焼炉(3)に直接に案内しないということである。仮焼炉(3)で排気ガス(6)中の高い酸化窒素濃度を短い仮焼炉セクションで還元しなければならないということではなく、ロータリーキルン(4)からの排気ガス(6)中の二酸化炭素(CO2)を反応装置(7)中で最初に還元して一酸化炭素(CO)を作る。反応装置(7)ではブードワ反応によって十分な一酸化炭素(CO)を発生させ、ロータリーキルン(4)の排気ガス(6)中の高い酸化窒素濃度を実質的に反応装置で化学的還元する。そして、その後に排気ガスを仮焼炉(3)に送り、過剰な一酸化炭素(CO)をローミール(2)を脱酸させるための熱を発生させるための燃料ガスとして使用する。反応装置(7)の反応を生石灰(CaO)を使用して触媒アシストするために、ローミールライン(17)を介して第2最下段サイクロン予熱段(1.2)から反応装置(7)に予熱したローミールを送ることもできる。
1 プラント
1.1 熱交換器
2 ローミール(生食料,rohmehl)
3 仮焼炉
4 ロータリーキルン
5 セメントクリンカー
6 排気ガス
7 反応装置
8 燃料
9 排気ガス
9.1 供給ライン
10 三次空気ライン
11 燃料
12 フラップシステム
13 排気ガスライン
14 クリンカー冷却機
15 排出路
16 ロータリーキルン取り入れ室
17 ローミールライン

Claims (9)

  1. 材料の流れる方向で見て、ローミール(生料、rohmehl)(2)を脱酸するための少なくとも一つの仮焼炉(3)と、脱酸されたローミール(2)を焼結してセメントクリンカーを形成するための少なくとも一つのロータリーキルン(4)とを有し、脱酸されたローミール(2)は仮焼炉(3)を通った後にサイクロン予熱段階(1.4)を介してロータリーキルン(4)へ流れ、仮焼炉(3)とロータリーキルン(4)との間に反応装置(7)が配置され、ロータリーキルン(4)からの排気ガス(6)は上記反応装置(7)へ案内され、ローミール(2)からセメントクリンカー(5)を製造するためのプラント(1)の運転方法であって、
    流動化されたローミールが反応装置(7)へ案内され且つサイクロンで捕(トラップ)濾過されないようにロータリーキルン(4)からの排気ガス(6)を案内
    反応装置(7)中には反応装置内(7)中での排気ガス(6)の滞留時間に対して化学量論量以上の燃料(8)が供給して、排気ガス(6)中に含まれる二酸化炭素(CO 2 )を一酸化炭素(CO)に還元し、この燃料(8)の添加によって反応装置(7)中の温度を制御し、燃料(8)からの炭素(C)によって一酸化炭素(CO)を形成するブードワ反応の二酸化炭素(CO 2 )の吸熱還元によって反応装置(7)中の温度を下げる
    ことを特徴とする方法。
  2. 反応装置(7)の排気ガス(9)を仮焼炉(3)に案内し、熱された空気(11)を供給する三次空気ライン(10)からの大気中の酸素(O2)によって仮焼炉(3)中で過剰な一酸化炭素(CO)酸化る請求項1に記載の方法。
  3. 酸化窒素(NOx)を含むロータリーキルン(4)から来る排気ガス(6)を一酸化炭素(CO)によって還元するのに十分な寸法を反応装置(7)が有する請求項1または2に記載の方法
  4. ロータリーキルン(4)中で酸素過剰度が高い空気で燃料を燃焼させる請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. ロータリーキルン(4)から反応装置(7)への供給ライン(13)および三次空気ライン(10)フラップシステム(12)を用いて反応装置(7)中の排ガス量を制御し、この制御装置を用いてロータリーキルン(4)の下流に結合されたクリンカー冷却機(14)から来る全空気量を配分し、反応装置(7)中での酸化窒素(NOx)の還元が可能最大になるように、ロータリーキルン(4)からの排気ガス(6)の滞在時間を十分に長くする請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  6. ローミール(2)を導入することで反応装置(7)中の望ましくなく高い温度ピークを冷却し、反応装置(7)からの過剰なローミール(2)は排出装置(15)を介して、ロータリーキルン(4)と仮焼炉(3)との間に配置されたロータリーキルン取り入れ室(16)へ排出する請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  7. 過剰な燃料(8)および/またはローミール(2)を反応装置(7)から、ロータリーキルン(4)と仮焼炉(3)との間に配置されたロータリーキルンの上記取入れ室(16)へ排出する請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  8. 反応装置(7)がポット反応装置または逆U字形グーズネック反応装置である請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  9. 材料の流れる方向で見て、ローミール(rohmehl)(2)を脱酸するための少なくとも一つの仮焼炉(3)と、脱酸されたローミール(2)を焼結してセメントクリンカーを形成するための少なくとも一つのロータリーキルン(4)とを有し、脱酸されたローミール(2)は仮焼炉(3)を通った後にサイクロン予熱段階(1.4)を介してロータリーキルン(4)へ流れ、仮焼炉(3)とロータリーキルン(4)との間に反応装置(7)が配置され、ロータリーキルン(4)からの排気ガス(6)が上記反応装置(7)へ案内される、ローミール(2)からセメントクリンカー(5)を製造するためのプラント(1)であって、
    反応装置(7)への脱酸されたローミール(2)の供給がロータリーキルン(4)中で流動化され且つ排気ガス(6)に随伴させたローミールを用いて行なわれこのローミールはサイクロンでトラップ濾過されず
    反応装置(7)中の温度は反応装置(7)に化学量論量以上の燃料(8)を添加することで制御し、燃料(8)の炭素(C)によって一酸化炭素(CO)を形成するブードワ反応の二酸化炭素(CO 2 )の吸熱還元によって反応装置(7)中の温度を下げる、
    ことを特徴とするプラント(1)。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015004577B3 (de) 2015-04-14 2015-09-17 Khd Humboldt Wedag Gmbh Anlage zur Herstellung von Zement mit vermindertem Ausstoß von Schadgasen und Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage
US10935319B2 (en) * 2016-01-22 2021-03-02 Flsmidth A/S U-shaped seal and method for use in cement plants
FR3075196B1 (fr) * 2017-12-15 2019-11-15 Fives Fcb Installation de production de clinker et procede de production de clinker dans une telle installation
DE102018202063A1 (de) * 2018-02-09 2019-08-14 Thyssenkrupp Ag Calcinator einer Zementherstellungsanlage und Verfahren zum Betreiben eines Calcinators
CN110960967A (zh) * 2019-11-05 2020-04-07 辽宁天宝华瑞建材有限公司 一种窑炉用预燃脱硝系统及其方法
WO2022179847A1 (de) 2021-02-24 2022-09-01 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Höhenoptimierte vorrichtung zur wärmebehandlung von mineralischen stoffen
BE1029138B1 (de) * 2021-02-24 2022-09-19 Thyssenkrupp Ind Solutions Ag Höhenoptimierte Vorrichtung zur Wärmebehandlung von mineralischen Stoffen
KR102618724B1 (ko) * 2021-10-28 2023-12-29 성신양회 주식회사 선회식 연소기의 배출가스와 소성로 배출가스를 이용한 시멘트 제조방법
DE102021134014A1 (de) * 2021-12-21 2023-06-22 Dürr Systems Ag Prozessanlage für das Umsetzen eines feststoffförmigen Eingangsmaterials in ein feststoffförmiges Prozessprodukt

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5742320A (en) * 1980-08-28 1982-03-09 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Method and apparatus for removing nox in baking furnace for powdered raw material
DE3320670A1 (de) 1983-06-08 1984-12-13 Wolfram G. Dr.-Ing. 8183 Rottach-Egern Quittkat Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bindemitteln unter verwendung heizwerthaltiger ausgangsstoffe
DE3411144A1 (de) 1984-03-27 1985-10-10 Dyckerhoff Engineering GmbH, 6200 Wiesbaden Verfahren zur entsorgung von brennbaren abfaellen
EP0162215B1 (de) 1984-03-27 1989-08-09 Alexander Grisar Verfahren zur Entsorgung von brennbaren Abfällen
JPS6168129A (ja) * 1984-09-10 1986-04-08 Kobe Steel Ltd セメント焼成炉排ガスの脱硝方法
JPS6161129U (ja) 1984-09-27 1986-04-24
DE3520447A1 (de) 1985-06-07 1986-12-11 Dyckerhoff Eng Gmbh Verfahren und anlage zur thermischen behandlung von feinkoernigem gut wie zementrohmehl, unter verwendung von brennstoffhaltigen abfaellen und/oder minderwertigen brennstoffen
DE3533775A1 (de) 1985-09-21 1987-03-26 Dyckerhoff Eng Gmbh Verfahren und vorrichtung zur verwertung heizwerthaltiger abfallstoffe in verbindung mit der herstellung von bindemitteln
DE3538707A1 (de) 1985-10-31 1987-05-07 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von mehlfoermigen rohmaterialien
ATE190596T1 (de) * 1997-06-02 2000-04-15 Doumet Joseph E Dipl Ing Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zementklinker
DE19903954A1 (de) 1999-02-02 2000-08-03 Kloeckner Humboldt Wedag Anlage zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien
JP2000264687A (ja) * 1999-03-19 2000-09-26 Kobe Steel Ltd セメントキルン排ガスの処理方法及びその装置
DE19962536A1 (de) 1999-12-23 2001-07-05 Kloeckner Humboldt Wedag Verfahren zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien
DE10003283A1 (de) * 2000-01-26 2001-08-02 Krupp Polysius Ag Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut
DE10040163A1 (de) 2000-08-17 2002-02-28 Kloeckner Humboldt Wedag Verfahren zur Entschwefelung der Abgase einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker
DE10202776A1 (de) 2002-01-25 2003-07-31 Kloeckner Humboldt Wedag Anlage zur Herstellung von Zementklinker
JP4048945B2 (ja) * 2002-12-24 2008-02-20 宇部興産株式会社 ロータリーキルンにおける難燃性燃料の燃焼方法
BRPI0510786A (pt) * 2004-05-10 2007-11-20 Smidth As F L método e dispositivo para incineração de resìduo combustìvel
DE102005057346A1 (de) * 2005-12-01 2007-06-06 Khd Humboldt Wedag Gmbh Anlage zur Herstellung von Zementklinker, und Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage
DK176553B1 (da) * 2007-03-30 2008-08-11 Smidth As F L Fremgangsmåde og anlæg til fremstilling af cementklinker
CN102260051A (zh) * 2010-05-28 2011-11-30 北京工业大学 一种处理新型干法水泥窑炉燃煤产生的NOx的方法
WO2012025852A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Flsmidth A/S Low emission production process of scm
CN102923979B (zh) * 2012-10-19 2014-07-23 安徽海螺建材设计研究院 干法水泥窑熟料生产线及其脱硝工艺方法
CN102967145B (zh) * 2012-11-05 2014-03-12 浙江浙大海元环境科技有限公司 一种水泥工业用降低nox排放的分解炉

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