MXPA03002996A

MXPA03002996A - Metodo para reducir emision de sox de una planta para fabricar clinker de cemento y esta planta.

Info

Publication number: MXPA03002996A
Application number: MXPA03002996A
Authority: MX
Inventors: Jensen Lars Skaarup
Original assignee: Smidth & Co As F L
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2003-07-14
Also published as: JP5118800B2; TW546163B; ZA200302045B; DE60140562D1; PL202321B1; RU2259226C2; CN100462129C; DK1337314T3; EP1337314B1; KR20030059180A; CZ2003766A3; PL359781A1; KR100779326B1; AU2001286169B2; ATE448861T1; US6902714B2; CN1466481A; CA2422573A1; WO2002028512A1; ES2337023T3

Abstract

Se proporciona una descripción de un método asícomo también una planta para reducir la emisión de SOx de una planta para fabricar clinker de cemento mediante el cual el polvo no refinado de cemento es precalentado y quemado en una planta que comprende un precalentador ciclónico (1) y un horno (7). El método se caracteriza en que un catalizador en la forma de un compuesto de cloruro y/o una mezcla de varios compuestos de cloruro es introducida dentro del precalentador (1) en su etapa ciclónica superior o en la siguiente etapa (2, 3), el catalizador se dirige hacia abajo a través del precalentador (1) al horno (7), una cantidad parcial de la corriente de gas residual de escape del horno que contiene el catalizador en forma evaporada se extrae del horno (7), la corriente extraída de gas residual de escape es enfriada de modo que el catalizador estápresente en forma sólida, la materia sólida es separada de la corriente enfriada de gas residual de escape y al menos algo de la materia sólida separada que contiene el catalizador es recirculada para la introducción reiterada dentro del precalentador (1). Con lo cual se obtiene una reducción efectiva de la emisión de SO2. La razón para esto es que los compuestos de cloruro y/o una mezcla de varios compuestos de cloruro promoverán la reacción catalítica de SO2 con CaO para la formación de CaSO3 y promoverán adicionalmente la reacción de SO2 con CaCO3 para la formación de CaSO3 y CO2. Puesto que el CaCO3 estápresente en gran abundancia, la reducción de SO2 se puede efectuar sin el uso de algún químico extra

Description

MÉTODO PARA REDUCIR EMISIÓN DE SOx DE UNA PLANTA PARA FABRICAR CLINKER DE CEMENTO Y ESTA PLANTA Descripción de la Invención. La presente invención se refiere a un método para reducir la emisión de S0X de una planta para fabricar clinker de cemento mediante el cual el polvo no refinado de cemento es precalentado y quemado en una planta que comprende un precalentador ciclónico y un horno. La invención también se refiere a una planta para llevar a cabo el método. Las plantas de la clase mencionada anteriormente para fabricar clinker de cemento son conocidas generalmente en la bibliografía. La emisión de SO2 de tales plantas de horno modernas para fabricar clinker de cemento normalmente es relativamente baja debido al hecho que el azufre contenido en la entrada de combustible para el horno y para cualquier horno de calcinación está unido de manera muy efectiva en la forma de sulfato, el cual es descargado del horno metido en el clinker. Sin embargo, puede ocurrir una cierta emisión del precalentador si las materias primas utilizas contienen sulfuro como es el caso en las minerales frecuentemente encontrados tales como pirita de hierro y marcasita. La razón para esto es que la pirita de hierro FeS2 es descompuesta en el precalentador a temperaturas de REF : 145789 alrededor de 550 °C de acuerdo con la ecuación: (1) FeS2 = FeS + S después, el S evaporado es convertido inmediatamente en SO2 al quemarse. El FeS es algo más resistente y alcanza la zona de calcinación antes de quemarse, y el S02 de esta manera generado es unido subsecuentemente por CaO de manera similar a aquel producido del combustible. Esto pasa de acuerdo con la ecuación de reacción: (2) S02 + CaO + ½ 02 = CaS04 En el caso de un contenido de pirita de hierro en las materias primas, existe el riesgo que aproximadamente la mitad del contenido de azufre pueda escapar en la forma de S02. Reducir el grado de cualquier escape de S02 es una práctica conocida para introducir un absorbente en la forma de CaO, Ca(0H)2 u otros componentes básicos en alguna ubicación en el precalentador de modo que el So2 pueda unirse en la forma de sulfito: (3) CaO + S02 = CaS03 En la etapa subsiguiente del proceso, el sulfito será convertido en sulfato. Una ventaja significante de este método conocido es que involucra el uso de una cantidad excedente de absorbente, haciendo al método relativamente costoso, particularmente si el absorbente que se está utilizando tiene que ser adquirido de una fuente externa.

A partir de la patente O 93/10884 se conoce un método mediante el cual los gases residuales de escape que contienen polvo cargado con CaO son extraídos de una ubicación cercana al horno de calcinación y son dirigidos a la ubicación en el precalentador donde toma lugar la absorción de SO2. El método funciona, pero requiere una cantidad excelente muy sustancial de CaO, reduciendo en algún grado, de esta manera, la eficacia del precalentador como una unidad- de intercambio de calor. La solicitud de patente Danesa No. ?? 1999 00867 proporciona un método mejorado mediante el cual el polvo no refinado de cemento es extraído, enfriado y molido antes de ser introducido en el precalentador. Sin embargo, este método también tiene la desventaja de una eficacia reducida del precalentador como una unidad de intercambio de calor. El propósito de la presente invención es proporcionar un mérodo, así como también una planta para la fabricación de clinker de cemento por medio del cual se logre una reducción económica y efectiva de la emisión de S0X sin dar por resultado una reducción notable en la eficacia del precalentador. Esto se logra por un método de la clase mencionada en la introducción, y que esta caracterizado porque un catalizador en la forma de un compuesto de cloruro y/o una mezcla de varios compuestos de cloruro, que tiene la propiedad que estará presente en forma sólida o fundida en la zona del precalentador donde se forma el SO2, y de esta manera debe ser efectivo, y en forma evaporada en el horno, es introducido en el precalentador en su etapa ciclónica superior o en la siguiente etapa, el catalizador es dirigido hacia abajo a través del precalentador al horno, una cantidad parcial de la corriente de gas residual de escape del horno que contiene el catalizador en la forma evaporada es extraída del horno, la corriente extraída de gas residual de escape es enfriada de modo que el catalizador está presente en forma sólida, la materia sólida es separada de la corriente enfriada de gas residual de escape, y al menos algo de la materia sólida, separada que contiene el catalizador es recirculada para la introducción reiterada dentro del precalentador. Por medio de este acto se obtiene una reducción efectiva de la emisión de S02. La razón de esto es la observación sorprendente que los compuestos de cloruro y/o una mezcla de varios compuestos de cloruro que tienen las propiedades mencionadas anteriormente con respecto al punto de fusión y punto de ebullición promoverán la reacción catalítica de acuerdo con la ecuación (3) CaO + S02 = CaS03 y además promoverán la reacción: (4) CaC03 + S02 = CaS03 + C02 De esta manera, se ha probado que es posible, sorprendentemente, que el catalizar el S02 reaccione con carbonato de calcio CaC03, el cual, como esta, constituye aproximadamente 80% de las materia primas. Puesto que un reactivo, específicamente CaC03/ está presente en gran abundancia, la reducción de S02 se puede efectuar sin el uso de algún químico extraño, y, además, la reacción, y por lo tanto la reducción de S02, debe ser asumida que es aproximadamente completa. La planta para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención está caracterizada por que comprende un medio para introducir un catalizador dentro del precalentador en su etapa ciclónica superior o en la siguiente etapa así como también un sistema de desvío que comprende un medio para extraer una corriente parcial de gas residual de escape del horno, un medio para enfriar la corriente extraída de gas residual de escape, y un medio para separar la materia sólida de la corriente enfriada de gas residual de escape y un medio para circundar al menos una parte de la materia sólida separada que contiene el catalizador para la introducción reiterada dentro del precalentador. Las características adicionales de la planta serán aparentes a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación.

El catalizador debe ser introducido por separado dentro del precalentador . Sin embargo, se prefiere que el catalizador sea mezclado con las materias primas, preferentemente en la planta moledora de materias primas, para introducirlo con la cual en el precalentador junto con las materias primas. También se prefiere que la materia sólida separada que contiene el catalizador que es recirculado para la introducción reiterada, sea mezclada con las materias primas en la planta moledora de materias primas. En casos donde la cantidad de catalizador recirculado es insuficiente, será posible complementar con catalizador nuevo. Varios componentes de cloruro tales como CaCl2, KC1, NaCl, MnCl2 y FeCl3 se pueden utilizar como el catalizador. Los compuestos de 'cloruro pueden ser utilizados por separado, pero a fin de obtener un catalizador que tenga las propiedades adecuadas, particularmente con respecto al punto de fusión, se prefiere que se utilice una mezcla de diferentes compuestos de cloruro. Puesto que el S02 se forma esencialmente en el precalentador a una temperatura superior a 550 °C, de manera ventajosa el punto de fusión del catalizador debe ser menor que 550°C a una presión de 1 atmósfera. Una variedad de plantas de horno existentes incorporan un sistema de desvió diseñado para ventilar el cloruro y metales alcalinos del sistema de horno. En tales casos, el sistema de desvio también será utilizado para extraer, enfriar y separar los gases residuales de escape del horno, los cuales contienen el catalizador. Sin embargo, en este caso el material sólido separado contendrá constituyentes tales como Cl, Na y K, los cuales pueden ser elementos indeseables en el cemento, y, por lo tanto, solo una porción de este material será recirculado para la introducción reiterada dentro del precalentador, y, además, esto hará necesario complementar con catalizador nuevo. La invención será explicada en detalles adicionales en lo siguiente haciendo referencia al dibujo, el cual es ' diagramático, con su única figura que muestra una planta para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención. En la figura se observa una planta para fabricar cemento que comprende un precalentador ciclónico 1 que consiste de los ciclones 2 , 3 y 4, un horno de calcinación 5 con un ciclo de separación subsiguiente 6 y un horno giratorio 7. La planta además comprende un enfriador de clinker 9 para enfriar el clinker de cemento quemado, y un conducto 11 para conducir el aire de enfriamiento precalentado al horno de calcinación 5. La materia prima de una planta moledora de materia prima 21 es introducida dentro de un conducto de gas residual de escape 8, el cual conecta los dos ciclones superiores 2,3 del precalentador y es precalentada en contraflujo al gas residual de escape en su paso a través de los tres ciclones, después de ser calcinada en el horno de calcinación 5. Desde la salida del fondo del ciclón de' separación 6, la materia prima calcinada es dirigida al horno giratorio 7. El gas residual de escape del horno giratorio 7 y el horno de calcinación 5 es extraído del horno de calcinación 5 a través del ciclón 6 y elevado a través del precalentador 1 por medio de un ventilador 10. De acuerdo con la invención, se suministra un catalizador en la forma de un compuesto de cloruro y/o una mezcla de varios compuestos de cloruro dentro del precalentador en su etapa de ciclón superior o en la siguiente etapa, la cual constituye la zona del precalentador en la cual se forma el S02- El catalizador se puede suministrar por separado dentro del conducto de gas residual de escape 8 por medio de una abertura 8a o en el conducto de gas residual de escape correspondiente 12 el cual conecta el ciclón 4 con el ciclón 3. Sin embargo, se prefiere que el catalizador sea suministrado a la planta moledora de materia prima 21 a fin de obtener una mezcla efectiva con las materias primas y que el catalizador sea suministrado con lo cual al precalentador por medio de la abertura 8a entremezclado con las materias primas. Subsecuentemente, el catalizador será llevado, junto con las materias primas, hacia abajo a través del precalentador 1 al horno 7. En el precalentador, el catalizador catalizará la absorción del S02 al promover su reacción con CaO para la formación de CaS03 y también su reacción con CaCCb para la formación de CaSÜ3 y CO2. El CaS03 formado reaccionará adicionalmente para formar CaS0 , el cual será descargado desde el horno metido en el clinker. Habiendo completado esta tarea en el precalentador, el catalizador terminará en el horno giratorio donde, debido a la temperatura del horno prevaleciente de más de 1100°C el catalizador estará presente en forma evaporada, la cual es una condición esencial para extraer el catalizador del sistema del horno. Esto se hace por medio de un conducto 14 al extraer una corriente parcial de gas residual de escape, la cual contiene el catalizador en forma evaporada y polvo, y hacer fluir el extremo de entrada del material del horno giratorio. La corriente extraída de gas residual de escape luego es enfriada parcialmente al inyectar aire dentro del conducto 14 por vía del medio de inyección de aire 16 y parcialmente en una torre de acondicionamiento 15 sujeta a la inyección de agua, de modo que el catalizador esté presente en forma sólida. El catalizador será condensado esencialmente al polvo en la forma de cloruro alcalino durante el proceso de enfriamiento. Después del enfriamiento, la materia sólida es separada de la corriente enfriada de gas residual de escape en un ordenamiento de filtro 17 desde donde la corriente filtrada de gas residual de escape, por vía de un ventilador 18 y un apilamiento 19, es liberada dentro de la atmósfera, mientras que al menos una porción del material filtrado que contiene el catalizador es recirculada a la planta moledora de materia prima 21 o de manera alternativa directamente al precalentador por vía de un medio de transporte no especificado 20 para introducción reiterada dentro del precalentador. En este documento, la planta moledora de materia prima se muestra únicamente como un cuadro, al cual se adiciona una variedad de los componentes de materia prima A, B y C y posiblemente el catalizado .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

Reivindicaciones Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método para reducir la emisión de SOx de una planta para fabricar clinker de cemento, mediante el cual el polvo no refinado de cemento es precalentado y quemado en una planta que comprende un precalentador ciclónico y un horno, caracterizado porque un catalizador en la forma de un compuesto de cloruro y/o una mezcla de varios compuestos de cloruro, que tiene la propiedad que estará presente en forma sólida o fundida en la zona del precalentador donde se forma el S02, y de esta manera debe ser eficaz, y en forma evaporada en el horno, es introducido en el precalentador en su etapa ciclónica superior o en la siguiente etapa, el catalizador es dirigido hacia abajo a través del precalentador al horno, una cantidad parcial de la corriente de gas residual de escape del horno que contiene el catalizador en la forma evaporada es extraída del horno, - la corriente extraída de gas residual de escape es enfriada de modo que el catalizador está presente en forma sólida, - la materia sólida es separada de la corriente enfriada de gas residual de -escape, y al menos algo de la materia sólida, separada que contiene el catalizador es recirculada para la introducción reiterada dentro del precalentador.
2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador es introducido por separado dentro del precalentador.
3. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador es mezclado con las materias primas, preferentemente en la planta moledora de materias primas y es introducido dentro del precalentador mezclado con las materias primas.
4. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la materia sólida, separada que contiene el catalizador, el cual es recirculado para la introducción reiterada, es mezclada con las materias primas en la planta moledora de materias primas.
5. Un método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el catalizador nuevo es complementado.
6. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador comprende uno o varios compuestos de cloruro tales como CaCl2, KCl, NaCl, MnCl2 y FeCl3.
7. Un método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el catalizador tiene su punto de fusión menor que 550°C a una presión de 1 atmósfera.
8. Una planta para llevar a cabo el método de conformidad con la reivindicación 1, que comprende un precalentador ciclónico y un horno, caracterizada porque comprende un medio para introducir un catalizador dentro del precalentador en su etapa ciclónica superior o en la siguiente etapa asi como también un sistema de desvio que comprende un medio para extraer una corriente parcial de gas residual de escape del horno, un medio para enfriar la corriente extraída de gas residual de escape, un -medio para separar la materia sólida de la corriente enfriada de gas residual de escape y un medio para recircular al menos una parte de la materia sólida separada que contiene el catalizador para la introducción reiterada dentro del precalentador. Resumen de la Invención Se proporciona una descripción de un método así como también una planta para reducir la emisión de S0X de una planta para fabricar clinker de cemento mediante el cual el polvo no refinado de cemento es precalentado y quemado en una planta que comprende un precalentador ciclónico (1) y un horno (7) . El método se caracteriza en que un catalizador en la forma de un compuesto de cloruro y/o una mezcla de varios compuestos de cloruro es introducida dentro del precalentador (1) en su etapa ciclónica superior o en la siguiente etapa (2,3) , el catalizador se dirige hacia abajo a través del precalentador (1) al horno (7), una cantidad parcial de la corriente de gas residual de escape del horno que contiene el catalizador en forma evaporada se extrae del horno (7) , la corriente extraída de gas residual de escape es enfriada de modo que el catalizador está presente en forma sólida, la materia sólida es separada de la corriente enfriada de gas residual de escape y al menos algo de la materia sólida separada que contiene el catalizador es recirculada para la introducción reiterada dentro del precalentador (1) . Con lo cual se obtiene una reducción efectiva de la emisión de S02. La razón para esto es que los compuestos de cloruro y/o una mezcla de varios compuestos de cloruro promoverán la reacción catalítica de S02 con CaO para la formación de CaSÜ3 y promoverán adicionalmente la reacción de S02 con CaC03 para la formación de CaSÜ3 y C02. Puesto que el CaC03 está presente en gran abundancia, la reducción de S02 se puede efectuar sin el uso de algún químico extraño.