MXPA02008394A

MXPA02008394A - Metodo y aparato para fabricar clinker de cemento a partir de materia prima de cemento en forma de particulas.

Info

Publication number: MXPA02008394A
Application number: MXPA02008394A
Authority: MX
Inventors: Soeren Hundeboel
Original assignee: Smidth & Co As F L
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2003-02-12
Also published as: CZ300330B6; CA2403564C; WO2001072654A1; PT1296905E; TW487689B; PL357276A1; CA2403564A1; AU2391301A; CN1418178A; EP1296905A1; JP2003528793A; ATE314328T1; ZA200206493B; PL201015B1; AU2001223913B2; CN1227179C; DK1296905T3; BR0109587A; RU2248946C2; DE60116308D1

Abstract

Se hace una descripcion de un metodo asi como un aparato para elaborar clinker de cemento a partir de materia prima de cemento en forma de particulas metodo por el cual se precalienta materia prima fresca y posiblemente se precalcina en un precalentador de suspension (1,3) por intercambio termico con gases de escape calientes, y el material precalentado y posiblemente precalcinado finalmente se calcina y se quema hasta un clinker en un horno giratorio, (7), el clinker caliente del horno giratorio se enfria en un enfriador (9) y se separa polvo de los gases de escape del precalentador en un arreglo de filtro (11). El metodo y aparato son particulares ya que el polvo del arreglo (11) de filtro se introduce en el extremo de entrada de material del horno giratorio (7) en una direccion que es contraria a la direccion de flujo de los gases del horno. De este modo, se obtiene una reduccion significativa de revestimientos en las paredes del conducto de subida.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA FABRICAR CLINKER DE CEMENTO A PARTIR La presente invención se refiere a un método para fabricar clinker (masa de ßeipfento) de cemento a partir de materia prima de cemento en forma de partículas, método por el cual se precalienta materia prima fresca y posiblemente se pre-calcina en un precalentador de suspensión sometido a intercambio térmico con gases de escape calientes, el material precalentado y posiblemente precalcinado se calcina finalmente y se quema en clinker en un horno giratorio, el clinker caliente del horno giratorio se enfría en un enfriador y se separa el polvo de los gases de escape del precalentador en un arreglo de filtro. La invención también se refiere a un aparato para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención. Los métodos y aparatos de la clase mencionada con anterioridad son técnica anterior. Esencialmente todas las mezclas de materia prima de cemento contienen al menos pequeñas cantidades de Cl , K, Na y S, o estos elementos se adicionan al combustible de entrada. En la zona de quemado del horno, habrá una evaporación de las varias combinaciones de estos elementos, por ejemplo, KCl, NaCl y KOH, en tanto que el azufre será gaseoso en la forma de S02. En el extremo frío del horno giratorio y en la cámara de humo o conducto de subida del horno, habrá una condensación de varias sales que se presentará en el estado fundido dada las temperaturas prevalentes de 900-1100°C. También puede presentarse la formación de sulfatos. Las sales actúan como un aglutinante para el polvo que inevitablemente estará presente, y se pueden formar revestimientos masivos, con riesgo anexo de bloqueo en el conducto de subida del horno. La remoción de los revestimientos puede necesitar la suspensión de la operación y el forro se puede dañar ya sea debido a una reacción con los revestimientos o como resultado de daño mecánico sostenido durante la operación de limpieza. Hasta este momento, ha sido práctica común introducir la materia prima precalentada en el conducto de subida del horno inmediatamente después de la descarga de los gases de escape del horno giratorio puesto que esto asegurará que las sales se capturen en la superficie sustancial de la materia prima en lugar de en las paredes. Sin embargo, puede ser difícil lograr la distribución de la materia prima precalentada en los gases de escape a través del área de sección transversal completa del conducto de subida del horno. La razón para esto es que la materia prima se alimenta, vía un tubo de bajada, desde el ciclón próximo más inferior, impidiendo de esta manera que se logre la velocidad que es necesaria para asegurar la distribución a través del área de sección transversal completa que puede tener un ancho de varios metros . En la Patente de los Estados Unidos No. 4,002,420 y Patente de los Estados Unidos No. 4,108,593, se conocen métodos y aparatos donde se extrae materia prima caliente de la etapa de ciclón próxima a más inferior del precalentador de ciclón y se introduce en los gases de escape en el extremo de entrada de material del horno. De este modo, se obtiene una disminución de la temperatura de los gases del horno y de esta manera cierta condensación de vapores indeseables, tal como vapores alcalinos, cloro y azufre, reduciendo de este modo el problema de revestimientos en el conducto de subida del horno. Sin embargo, la reducción lograda de revestimientos ha probado ser insuficiente. Esto puede ser atribuible a varios factores. Una explicación podría ser que la temperatura no se reduzca a un grado suficiente y no con la velocidad requerida para asegurar la condensación de los vapores en las partículas de materia prima en los gases de escape en lugar de en las paredes del conducto de subida. Otra explicación podría ser que la distribución de la materia prima no tome lugar en un grado suficiente de homogeneidad a través del área de sección transversal del horno y/o que el área superficial específica de la materia prima sea insuficiente. Una desventaja general, adicional de usar materia prima precalentada es que contendrá frecuentemente sales en forma condensada y a las temperaturas prevalentes, estas sales pueden provocar que las partículas formen conglomerados, reduciendo de este modo el área superficial efectiva para capturar las sales contenidas en los gases de horno . En el futuro, los revestimientos en el conducto de subida del horno se esperan que sean un problema principal debido al incremento en la carga térmica de los hornos, en tanto que, al mismo tiempo, los hornos se acortan de modo que se puedan soportar por dos pilares en lugar de tres. Es el objeto de la presente invención proporcionar un método así como un aparato para fabricar clinker de cemento por medio de los cuales, se reduzcan sustancialmente los problemas mencionados con anterioridad en términos de revestimiento en el conducto de subida del horno. Esto se logra por un método de la clase mencionada en la introducción, y que se distingue ya que se introduce el polvo desde el arreglo de filtro en el extremo de entrada de material del horno giratorio en una dirección que es contraria a la dirección de flujo de los gases de horno. La temperatura del polvo de filtro es típicamente menor de 300 °C y se puede inyectar de manera apropiada con la ayuda de gas presurizado en el extremo de entrada de material del horno giratorio usando medios que comprenden una lanza que ?áA?.ii?A JÚ?.i-é ?*.. ,A, ,m*^. É^ AütfteÉÉiÉftiiÉÉ^gÉMHÉMl termina en la cámara de humo del horno giratorio o en el horno giratorio mismo, y que se extiende sustancialmente paralela al eje longitudinal del horno giratorio. De esta manera, se obtiene una reducción significativa de revestimientos en las paredes del conducto de subida. La causa fundamental es parcialmente que la temperatura del polvo de filtro es menor que la de la materia prima precalentada, permitiendo de esta manera absorber una mayor cantidad de calor de condensación y parcialmente que el polvo de filtro constituye la fracción más fina de la materia prima, que significa que tiene un área superficial y parcialmente que el polvo de filtro se inyecte en una dirección que es contraria a la dirección de flujo de los gases de horno, asegurando distribución uniforme en los gases de horno a través de la sección transversal completa del horno. Hasta este momento, ha sido práctica normal mezclar el polvo de filtro en la mezcla de materia prima antes de su introducción en el precalentador. Al estar al menos algo del polvo de filtro y al introducirlo en el extremo de entrada de material del horno giratorio como se propone de acuerdo a la presente invención, se conducirá a una reducción moderada en la eficiencia en el proceso de intercambio térmico en el precalentador. Sin embargo, esta desventaja inmediata se compensa por el hecho que la materia ú^* ^»g^g^g prima logrará mejores propiedades de polvo en los ciclones cuando se reduzca el contenido del polvo de filtro. Como resultado, habrá una circulación de polvo interna más pequeña en el precalentador, asegurando de esta manera la eficiencia del precalentador y también se espera que disminuya el tiempo inactivo debido a los bloqueos del ciclón. Además, la carga del filtro en términos de toneladas de polvo por hora que se van a colectar por el filtro se reducirá, generando ahorros hasta que se afecten los dispositivos de transporte de polvo. De acuerdo a la invención, se puede preferir utilizar el volumen completo de polvo de filtro y no solo un volumen parcial como un medio para combatir los revestimientos al inyectarlo en el extremo de entrada de material del horno giratorio. De esta manera se logra un beneficio derivado importante. De esta manera, al inyectar el polvo de filtro profundo dentro del sistema de horno se controlará más fácilmente la química del clinker. De manera ordinaria, la composición del polvo de filtro exhibe desviaciones con relación al resto de la materia prima, y puede tener, por ejemplo, un contenido excesivo de cal, por ejemplo, hasta 200 en LSF. Si el polvo de filtro se regresa al silo de materia prima como se practicó previamente, será necesario asegurar el mezclado efectivo, con la finalidad principal que es mantener una composición de materia prima que se desvíe algo de aquella que es necesaria para el clinker. Sin embargo, si se prefiere inyectar el volumen completo de polvo de filtro en el horno, la composición de la materia prima necesita sólo ser ajustada al grado donde se desvíe ligeramente, que corresponde al contenido de ceniza en los combustibles, de la química deseada de clinker. En este contexto, es una conclusión previa que la planta de molino de materia prima comprenda un medio para separar las materias primas de cemento de los gases de escape que se desfogan subsiguientemente al arreglo de filtro para el despolvoreo final. Cuando quiera que el arreglo de filtro también se use para separar las materias primas de cemento, se prefiere, a un grado máximo practicable, que las fracciones más finas del filtro se usen para la inyección en el horno giratorio. De acuerdo a la presente invención, será posible introducir materia prima fría y/o ceniza volante, simultáneamente con el polvo de filtro. La invención ahora se explicará en detalle adicional con referencia al dibujo, siendo esquemático, y su única figura muestra una planta de acuerdo a la invención para la fabricación de cemento. La figura representa una planta para fabricar cemento que comprende un precalentador 1 de suspensión de varias etapas, un calcinador 3, que se alimenta con combustible vía varios quemadores 4 y aire de combustión vía un conducto de subida 5 de horno y una cámara de humo 6, un horno giratorio 7, que se alimenta con combustible vía un quemador 8, un enfriador 9 de clinker y un arreglo 11 de filtro. La materia prima de un departamento 13 de molino no especificado se introduce en el precalentador 1 en F . De aquí se conduce en contraflujo a los gases de escape calientes desde el horno giratorio 7 hacia abajo a través del precalentador 1 y el calcinador 3. Del ciclón de separación del calcinador 3, la materia prima calcinada se redirige al horno giratorio 7 en el cual se quema en clinker de cemento que se enfría subsiguientemente en el enfriador 9. Los gases del horno viajan en la dirección opuesta del enfriador 9 a través del horno giratorio 7 en el cual se calienta y continua a través de la cámara de humo 6, del conducto 5 de subida de horno, el calcinador 4 y el precalentador 1, y se retira a través del sistema de horno por medio de un ventilador 15. Durante el proceso de precalentamiento, es inevitable que una porción, particularmente la porción más fina de las materias primas, no se separe de manera efectiva en los ciclones del precalentador, en cambio se arrastra en los gases de escape y mediante el ventilador 15 y posiblemente el departamento de molino termine en el arreglo 11 de filtro.

Para eliminar el problema mencionado en la introducción en términos de revestimientos en la cámara 5 del conducto de subida del horno, se propone de acuerdo con la invención, introducir polvo desde el arreglo 11 de filtro en el extremo de entrada de material del horno 7 giratorio. El polvo de filtro se puede inyectar de manera apropiada con la ayuda de gas presurizado en el extremo de entrada de material del horno 7 giratorio por medio de una lanza 17 que se termina en la cámara de humo 6 del horno giratorio o en el horno giratorio 7 mismo, y que se extiende sustancialmente paralelo al eje longitudinal del horno giratorio . De este modo, durante la operación de la planta de acuerdo a la invención, el polvo del arreglo 11 de filtro se inyecta en el horno 7 en contraflujo a los gases del horno. Normalmente, el polvo se enfriará a una temperatura de menos de 300°C y frecuentemente tan baja como 100 a 150°C en el arreglo 11 de filtro, y además, estará presente en una cantidad suficiente para asegurar el enfriamiento apropiado de los gases del horno en el extremo de entrada de material del horno giratorio 7. La inyección de polvo de filtro se debe controlar a fin de obtener el enfriamiento óptimo de los gases del horno dependiendo de que sales estén presentes en los gases. La inyección de polvo de filtro conlleva que la temperatura de los gases del horno en el extremo de entrada de material del horno 7 se pueden enfriar del intervalo 900 a 1200°C a un intervalo de aproximadamente 830 a 850°C, que es la temperatura de descarbonización del carbonato de calcio, componente principal del material, dando por resultado de esta manera la condensación de las sales en la superficie de las partículas finas de polvo de filtro. La invención se ha probado en campo en una planta de cemento de operación y como resultado de la prueba la necesidad de realizar el trabajo de limpieza en el conducto de subida 5 se redujo de una vez cada 8 horas a una vez por semana .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método para elaborar clinker de cemento a partir de materia prima de cemento en forma de partículas, método por el cual se precalienta materia prima fresca y posiblemente se precalcine en un precalentador de suspensión, sometido a intercambio térmico con gases de escape calientes, el material precalentado y posiblemente precalcinado finalmente se calcina y se quema hasta un clinker en un horno giratorio, el clinker caliente del horno giratorio se enfría en un enfriador y se separa polvo de los gases de escape del precalentador en un arreglo de filtro que se caracteriza en que el polvo del arreglo de filtro se introduce en el extremo de entrada de material del horno giratorio en una dirección que es contraria a la dirección de flujo de los gases del horno.
2. Un método según la reivindicación 1, que se caracteriza en que el volumen completo de polvo de filtro del arreglo de filtro se introduce en el extremo de entrada de material del horno giratorio en una dirección que es contraria a la dirección de flujo de los gases del horno.
3. Un método según la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza en que el polvo de filtro se inyecta en el horno giratorio por medio de gas presurizado.
4. Un método según la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza en que la materia prima fría y/o ceniza volante se introduce simultáneamente con el polvo de filtro.
5. Una planta para llevar a cabo el método de acuerdo a la reivindicación 1, que comprende un precalentador de suspensión de varias etapas, un calcinador con varios quemadores, un conducto de subida de horno, una cámara de humo, un horno giratorio con un quemador, un enfriador de calcinador y un arreglo de filtro, que se caracteriza en que también comprende un medio para introducir polvo desde el arreglo de filtro en el extremo de entrada de material del horno giratorio a una dirección que es contraria a la dirección de flujo de los gases del horno.
6. Una planta según la reivindicación 5, que se caracteriza en que el medio de introducción comprende una lanza que se determina en la cámara de humo del horno giratorio o en el horno giratorio mismo, y que se extiende sustancialmente paralela al eje longitudinal del horno giratorio .