PL208002B1 - Sposób wytwarzania klinkieru cementowego i instalacja do wytwarzania klinkieru cementowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i instalacja do wytwarzania klinkieru cementowego, w celu zmniejszenia emisji SO2, CO i lotnych związków organicznych (określanych w dalszej części jako VOC) z tego rodzaju instalacji.

Ze stanu techniki są znane instalacje powyższego rodzaju służące do wytwarzania klinkieru cementowego.

Emisja SO2, CO i VOC z tego rodzaju instalacji do wytwarzania klinkieru cementowego następuje głównie z surowców, które są stosowane, zgodnie z bardziej szczegółowym opisem w dalszej części tekstu. Wygrzewanie mąki surowcowej w podgrzewaczu cyklonowym wykonywane jest poprzez bezpośredni kontakt z gazami spalinowymi w trybie przedmuchu wstecznego, dzięki czemu powstające SO2 i CO oraz wydzielane substancje VOC są natychmiast porywane przez strumień gazu spalinowego i tym samym opuszczają podgrzewacz cyklonowy wraz ze strumieniem gazu spalinowego w postaci emisji. Z różnych powodów wymienione trzy rodzaje emisji do atmosfery są niepożądane.

Surowce do produkcji cementu często zawierają takie minerały jak piryt i markazyt. Siarczek zawarty w pirycie (FeS2) ulega przemianie w podgrzewaczu cyklonowym w temperaturach wynoszących około 525°C, tworząc SO2. Pomiary wykonane w pracującej instalacji cementowej pokazały, iż faktycznie cały siarczek zawarty w mące surowcowej obecny jest w mące surowcowej, gdy opuszcza ona pierwszy stopień cyklonu w temperaturze wynoszącej około 370°C, podczas gdy zawartość siarczku w mące surowcowej opuszczającej drugi stopień cyklonu w temperaturze wynoszącej około 550°C będzie w przybliżeniu o połowę mniejsza. W związku z tym co powiedziano, w rozważanej instalacji do produkcji cementu, prawie połowa siarczku zawartego w surowcach wydostanie się z podgrzewacza w postaci SO2 w wyniku utleniania, które następuje w drugim stopniu cyklonu. Znany sposób zmniejszania zawartości SO2 wiąże się z zastosowaniem absorbentu w postaci CaO, Ca(OH)2 lub innych związków zasadowych, w podgrzewaczu cyklonowym, w lokalizacji usytuowanej za miejscem, patrząc w kierunku strumienia gazów spalinowych, w którym powstaje SO2, dzięki czemu SO2 może zostać związany w surowcu w postaci siarczynu, który w następnym etapie procesu ulega przemianie w siarczan. Jedną znaczą c ą wadą tego znanego sposobu jest to, i ż konieczne jest zwykle stosowanie nadmiernej ilości absorbentu, co sprawia, iż sposób ten jest sposobem stosunkowo kosztownym.

Surowce do produkcji cementu zawierają także często węgiel organiczny, który zasadniczo wydzielany jest z mąki surowcowej w postaci CO i substancji VOC w trakcie procesu podgrzewania w podgrzewaczu cyklonowym i emitowane są w postaci nie spalonej razem ze strumieniem gazów spalinowych. Zostało to potwierdzone przez badania, które wskazują, iż pewne rodzaje substancji VOC wydzielane są zasadniczo wewnątrz stosunkowo wąskiego zakresu temperatur. Jeden rodzaj substancji VOC jest w związku z tym wydzielany zasadniczo w zakresie temperatury od 300°C do 500°C, zaś inny rodzaj jest wydzielany zasadniczo w zakresie temperatury od 450°C do 650°C. Inne dodatkowe rodzaje substancji VOC wydzielane są w szerszych zakresach temperatur. W tradycyjnym podgrzewaczu cyklonowym wspomniany wyżej przedział temperatury występuje zwykle w pierwszym i drugim stopniu cyklonu, a także odpowiednio drugim i trzecim stopniu cyklonu, zależnie od tego, czy podgrzewacz cyklonowy jest podgrzewaczem czterostopniowym czy pięciostopniowym a także zależnie w pewnym stopniu od wydajności innych elementów systemu pieca. Znanych jest kilka sposobów służących do następującej kolejno obróbki gazów spalinowych mającej na celu usunięcie substancji VOC z gazów spalinowych. Znany sposób zawiera etapy ponownego podgrzewania gazów spalinowych z podgrzewacza w wymienniku ciepła, spalania substancji VOC z jednoczesnym dodawaniem paliwa a następnie schładzania gazów spalinowych w wymienniku ciepła. Z punktu widzenia zużycia energii nie stanowi to rozwiązania optymalnego, a urządzenie służące do realizacji tego sposobu wymaga także znacznych nakładów inwestycyjnych.

Ponadto, z duńskiego zgłoszenia patentowego nr PA 2001 00009 znany jest sposób, dzięki któremu mąka surowcowa jest ekstrahowana z podgrzewacza i wygrzewana w odrębnej jednostce grzewczej w celu uformowania SO2 oraz wydzielenia substancji VOC. Według tego znanego sposobu uformowany SO2 jest następnie doprowadzany do styczności z absorbentem, wydzielane substancje VOC są spalane, zaś mąka surowcowa jest zawracana do podgrzewacza cyklonowego. Wadą tego znanego sposobu jest głównie stosunkowo duże zużycie energii.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu jak również instalacji do wytwarzania klinkieru cementowego, dzięki którym można tanio i skutecznie uzyskać redukcję emisji SO2, CO i substancji VOC bez znacznego wpływu na wydajność podgrzewacza cyklonowego.

PL 208 002 B1

Wynalazek pozwala na skuteczną redukcję emisji substancji VOC, CO jak również SO2 bez konieczności stosowania dodatkowej energii do podgrzewania. Dzięki czasowi retencji poddanej ekstrakcji i częściowo podgrzanej mąki surowcowej w warunkach utleniających poza podgrzewaczem cyklonowym, uzyskuje się utlenienie siarczku do SO2 i odpędzenie węgla organicznego z mąki surowcowej, dzięki czemu tak utworzony SO2 i wydzielony węgiel organiczny mogą zostać porwane w odrębnym, stosunkowo niewielkim strumieniu gazu i poddane następnie obróbce w optymalnym trybie. Jak zostanie to opisane bardziej szczegółowo poniżej, badania przeprowadzone przez zgłaszających nieoczekiwanie wykazały, iż znaczne utlenienie siarczku do SO2 oraz do pewnego stopnia odpędzenie węgla organicznego nastąpi nawet, jeżeli temperatura utrzymywana będzie na stałym poziomie i poniżej temperatury panującej w miejscu we wnętrzu podgrzewacza cyklonowego, gdzie tak czy inaczej następuje największe uwalnianie SO2. Badania te wykazały także, że szybkość, z jaką zachodzą te procesy zależy od temperatury a także, że szybkość wzrośnie skokowo wraz ze wzrostem temperatury.

Dotychczas, zgodnie z konwencjonalnymi poglądami, uważano, że kiedy surowce zawierają składniki siarkowe, to SO2 powstawać będzie w stosunkowo niewielkim przedziale temperatury wokół 525°C. Badania, które przytoczono powyżej i opisano bardziej szczegółowo w dalszej części opisu, wykazały jednak dość zaskakująco, że znaczące utlenianie siarczku do postaci SO2 następować będzie nawet w niższych temperaturach o ile tylko dla procesu tego przeznaczy się konieczną ilość czasu. Badania te pokazały więc, iż SO2 może powstawać nawet w temperaturze 350°C, w związku z czym wedł ug wynalazku mą ka surowcowa moż e być ekstrahowana z podgrzewacza cyklonowego w temperaturze o wartości w zakresie pomiędzy 350°C a 525°C. W celu ograniczenia koniecznego czasu retencji dla poddanej ekstrakcji mąki surowcowej w odrębnej jednostce i tym samym zwiększenia przepustowości tej jednostki, korzystne jest ekstrahowanie mąki surowcowej z podgrzewacza cyklonowego w temperaturze o wartości w zakresie między 400°C a 500°C. Przeprowadzone badania wykazały, że w temperaturach wyższych niż 525°C SO2 będzie powstawał tak szybko, że faktycznie cały siarczek ulegnie przemianie do SO2 zanim mąka surowcowa zostanie pobrana z podgrzewacza.

W zasadzie mąka surowcowa może otrzymać dowolny czas retencji w odrębnej jednostce, który jest niezbędny do osiągnięcia pożądanego poziomu powstania SO2 w rozważanych temperaturach. W praktyce temperatura ekstrahowanej mąki surowcowej stanowić będzie główny czynnik określający długość koniecznego czasu retencji. Według wynalazku, czas retencji w odrębnej jednostce może zostać wybrany wyrywkowo ale często powinien on korzystnie wynosić od 10 do 200 sekund. Jednakże korzystnie stosuje się górną granicę o wartości 100 sekund.

Temperatura w odrębnej jednostce może być utrzymywana na zasadniczo stałym poziomie w trakcie procesu utleniania, ale może być ona także zmieniana, na przykład poprzez regulację temperatury strumienia gazu wprowadzanego do odrębnej jednostki. Jeżeli pożądane jest zwiększenie szybkości utleniania, temperatura w odrębnej jednostce może zostać podniesiona w wyniku wprowadzenia cieplejszego strumienia gazu.

W zasadzie wę giel organiczny jest odpę dzany z mą ki surowcowej w cał ym przedziale temperatury w podgrzewaczu cyklonowym, który w przypadku mąki surowcowej sięga od temperatur mniejszych niż 100°C u góry podgrzewacza cyklonowego do temperatury bliskiej 830°C przy dnie podgrzewacza cyklonowego. Dlatego też sposób według wynalazku będzie miał zdolność odpędzenia części z cał kowitej ilości wę gla organicznego. Temperatura, przy której ekstrahowana ma być mą ka surowcowa będzie więc zależała głównie od temperatury, przy której uzyskuje się maksymalne zmniejszenie zawartości SO2. Przytoczone wcześniej badania wykazały zmiany w charakterze odpędzania różnych rodzajów węgla organicznego. Przed zrealizowaniem sposobu według wynalazku w danej instalacji do wytwarzania cementu, będzie więc korzystne przeprowadzenie specyficznych badań wykorzystywanych surowców w celu dokładnego wyznaczenia ich zawartości pod kątem różnych rodzajów węgla organicznego i ponadto w celu określenia zależności ich odpędzania od temperatury. W niektórych przypadkach, gdy będzie to spójne z redukcją zawartości SO2, korzystnie mąka surowcowa ekstrahowana winna być z podgrzewacza cyklonowego w temperaturze niższej niż 450°C.

W zasadzie proces utleniania wyekstrahowanej mą ki surowcowej w odrę bnej jednostce mo że być prowadzony w każdym dowolnym trybie, jednakże poprzez przedział służący do utleniania siarczku i węgla organicznego oraz usuwania SO2 i odpędzonego węgla organicznego prowadzony musi być mniejszy strumień gazu zawierającego tlen. Badania wykazały, iż optymalne procentowe stężenie tlenu dla usuwania SO2 wynosi w przybliżeniu 5%.

Odrębna jednostka może być skonfigurowana w każdym przydatnym trybie. Odrębna jednostka może zawierać dowolny rodzaj zbiornika lub mechanizmu przenośnikowego dla materiałów objęto4

PL 208 002 B1 ściowych, które będą miały zdolność zapewnienia wystarczającego czasu retencji dla mąki surowcowej oraz zapewnienia wystarczającego mieszania mąki surowcowej i strumienia gazu zawierającego tlen. Przykładowo, odrębna jednostka może być skonfigurowana w postaci obrotowego bębna, do którego wprowadzane są wyekstrahowana mąka surowcowa i strumień gazu zawierającego tlen, za pośrednictwem wlotów znajdujących się na każdym końcu obrotowego bębna, przepuszczane poprzez obrotowy bęben w przepływie przeciwprądowym i wyładowywane z przeciwległych końców. Ponadto, pożądane jest, ażeby jednostka lub instalacja zawierała środki służące do zapewnienia tego, iż mąka surowcowa po jej wyekstrahowaniu z jednostki będzie znajdowała się na poziomie lub będzie mogła zostać skierowana na poziom, który jest niezbędny do jej ponownego wprowadzenia w założonym miejscu do wnętrza podgrzewacza cyklonowego.

Powstały SO2, który jest wyładowywany z odrębnej jednostki, porwany przez strumień gazu, może być odrębnie traktowany, na przykład w mokrej płuczce wieżowej o znanej zasadzie działania, gdzie SO₂ przy reakcji z CaCO₃ i H₂O będzie tworzył gips o postaci CaSO₄-2H₂O i skąd oczyszczony gaz będzie mógł być uwalniany do otoczenia. Niezbędny CaCO3 może być zawarty w pyle unoszonym od oddzielnej jednostki utleniania lub może być podawany w postaci świeżej mąki surowcowej. Ze względu na fakt, że strumień gazu płynący przez odrębną jednostkę utleniającą jest stosunkowo niewielki w porównaniu do strumienia gazu płynącego przez podgrzewacz cyklonowy, mokra płuczka wieżowa także może być stosunkowo niewielka. Zużycie wody również będzie stosunkowo małe. Gips wytwarzany w mokrej płuczce wieżowej może być korzystnie wykorzystywany w instalacji do mielenia cementu zamiast części zwykłego gipsu. Dzięki temu znaczna ilość siarki może omijać system pieca instalacji cementowej, ograniczając tym samym często pojawiające się problemy związane z zapychaniem się systemu pieca.

Powstały SO2, który wyładowywany jest z odrębnej jednostki w strumieniu gazu, może być ewentualnie wprowadzany do podgrzewacza cyklonowego w miejscu, gdzie występuje wystarczająca ilość absorbentu w postaci CaO i/lub innych zasadowych składników, które będzie zwykle znajdować się na dolnym końcu podgrzewacza cyklonowego. W instalacjach, w których podgrzewacz cyklonowy zawiera kalcynator, korzystne jest, ażeby powstały SO2 był wprowadzany do tego kalcynatora.

Odpędzony węgiel organiczny może być spalany oddzielnie lub ewentualnie może być ponownie wprowadzany w miejscu we wnętrzu podgrzewacza cyklonowego, w którym temperatura wynosi przynajmniej 700°C, które znajdować się będzie zazwyczaj przy dolnym końcu podgrzewacza cyklonowego. W instalacjach, które zawierają kalcynator, korzystne jest ażeby odpędzony węgiel organiczny wprowadzany był do tego kalcynatora.

W zasadzie, wyekstrahowana i niezależnie utleniona mąka surowcowa może być ponownie wprowadzona do podgrzewacza cyklonowego w dowolnym miejscu. Jednakże korzystnie powinna ona zostać wprowadzona bezpośrednio za punktem ekstrakcji mąki surowcowej. Tak więc korzystne jest, ażeby odrębnie utleniana mąka surowcowa wprowadzana była do wnętrza podgrzewacza cyklonowego w pierwszym stopniu cyklonu za stopniem cyklonu, w którym została wyekstrahowana.

Sposób wytwarzania klinkieru cementowego, polegający na podgrzewaniu i spalaniu cementowej mąki surowcowej w instalacji zawierającej podgrzewacz cyklonowy z piecem, a następnie na wydobywaniu z podgrzewacza cyklonowego przynajmniej części podgrzanej i wypalonej mąki surowcowej dla dalszej obróbki prowadzącej do redukcji niepożądanych emisji, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wydobytą z podgrzewacza cyklonowego mąkę surowcową wprowadza się do odrębnej jednostki utleniającej, w której przetrzymuje się tę mąkę surowcową przez czas retencji w warunkach utleniających, tworzonych przez strumień gazu, z wytworzeniem SO2 i odpędzeniem węgla organicznego, po czym powstały SO2 wraz z odpędzonym węglem organicznym usuwa się z tej odrębnej jednostki utleniającej w stanie zawieszonym w strumieniu gazu do dalszej obróbki w kolejnym etapie procesu, a otrzymaną po tej obróbce mąkę surowcową usuwa się z jednostki utleniającej i ponownie wprowadza do podgrzewacza cyklonowego.

Z podgrzewacza cyklonowego wydobywa się całą podgrzaną i wypaloną mąkę surowcową.

Mąkę surowcową wydobywa się z podgrzewacza cyklonowego w temperaturze pomiędzy

350°C a 525°C.

Mąkę surowcową wydobywa się z podgrzewacza cyklonowego w temperaturze pomiędzy

400°C a 500°C.

W trakcie przetrzymywania mąki surowcowej w warunkach utleniających, w odrębnej jednostce utleniającej utrzymuje się zasadniczo stałą temperaturę.

PL 208 002 B1

Wydobytą mąkę surowcową przetrzymuje się w odrębnej jednostce utleniającej przez czas retencji mieszczący się w zakresie od 10 do 200 sekund, a korzystnie w zakresie od 10 do 100 sekund.

Po usunięciu z odrębnej jednostki utleniającej, powstały SO2 i odpędzony węgiel organiczny wprowadza się do kalcynatora podgrzewacza cyklonowego.

Usuniętą z odrębnej jednostki utleniającej mąkę surowcową po utlenieniu ponownie wprowadza się do podgrzewacza cyklonowego bezpośrednio poniżej miejsca, z którego została wydobyta, względem kierunku przepływu mąki surowcowej.

Instalacja do wytwarzania klinkieru cementowego sposobem, polegającym na podgrzewaniu i spalaniu cementowej mąki surowcowej, zawierająca podgrzewacz cyklonowy z piecem, wyposażony w podzespół wyładowczy do wydobywania wypalonej mąki surowcowej oraz podzespół obróbczy do obróbki przynajmniej części mąki surowcowej wydobytej z podgrzewacza cyklonowego dla zredukowania niepożądanych emisji, według wynalazku charakteryzuje się tym, że podzespół obróbczy jest w postaci odrębnej jednostki utleniającej, do której to jednostki utleniającej jest doprowadzony wylot podzespołu wyładowczego podgrzewacza cyklonowego oraz wlot strumienia gazu utleniającego, przy czym od tej odrębnej jednostki utleniającej odchodzi pierwszy kanał wyładowczy do usuwania SO2 oraz odpędzonego węgla organicznego oraz drugi kanał wyładowczy do usuwania mąki surowcowej po obróbce w jednostce utleniającej.

Wylot pierwszego kanału wyładowczego jednostki utleniającej jest połączony z mokrą płuczką wieżową.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w korzystnych przykładach wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres ilustrujący powstawanie SO2 w funkcji czasu dla różnych temperatur, na fig. 2 - pierwszy przykład wykonania instalacji według wynalazku, a fig. 3 - drugi przykład wykonania instalacji według wynalazku.

Na fig. 1 przedstawiono wykresy a-d ilustrujące powstawanie SO2 w funkcji czasu dla temperatur 350°C, 375°C, 400°C i 500°C. Zilustrowane wykresy stanowią bezpośrednie wyniki szeregu testów, które przeprowadzone zostały przez zgłaszającego. Testy te przeprowadzono w reaktorze z nieruchomym złoż em, zgodnie z metodą opisaną w dalszej części. Próbka materiału była podgrzewana do pożądanej temperatury w obojętnym gorącym gazie, składającym się z czystego N2. Gorący gaz wylotowy, pochodzący z procesu wygrzewania w atmosferze obojętnej, mieszany był z O2 w celu utlenienia całej odparowanej siarki do SO2. Po okresie wygrzewania w atmosferze obojętnej przez okres 240 sekund, O2 dodawany był do strumienia N2 przed stacjonarnym złożem. Procedura ta miała na celu zagwarantowanie, iż nie będzie utleniania w trakcie stosunkowo wolnego procesu wygrzewania, zaś tlen wprowadzony zostanie szybko względem reakcji chemicznej, dzięki czemu szybkość reakcji będzie mogła zostać zbadana w danej temperaturze i niezależnie od procesu wygrzewania. W trakcie trwania procedury testowej mierzono zawartość SO2 w funkcji czasu. Na fig. 1 ta część wykresu, dla której czas jest mniejszy od zera, ilustruje proces powstawania SO2, który następuje w trakcie wygrzewania materiału w atmosferze gazu obojętnego, zaś wykresy dla czasu większego od 0 ilustrują proces powstawania SO2, gdy temperatura jest utrzymywana na stałym poziomie i dodawany jest O2. Z rysunku jasno wynika, że powstawanie SO2 jest bardzo wolnym procesem w trakcie wygrzewania w atmosferze gazu obojętnego do momentu, kiedy czas ma wartość równą 0, po czym po dodatku O2 w chwili t = 0, szybkość procesu powstawania SO2 jest znacznie większa. W szczególności wykresy b, c i d ilustrują, iż przemiana siarczku w SO2 następuje głównie w trakcie początkowych 100 sekund, później zaś wykresy ulegają spłaszczeniu, przypuszczalnie dążąc do maksymalnej wartości przemiany, która zależnie od stosowanego w trakcie badania materiału, wynosić będzie w przybliżeniu 30, 50 i 70%, odpowiednio dla temperatur 375°C, 400°C i 500°C. W związku z powyższym, natychmiastowym wnioskiem jest stwierdzenie, że według optymalnego sposobu ekstrakcja surowca następuje w temperaturze około 500°C, gdyż dla tej temperatury uzyskuje się najwyższy stopień przemiany. Jednakże należy zauważyć, że przy wygrzewaniu do temperatury 500°C w atmosferze gazu obojętnego powstawać będzie znaczna ilość SO2, która w praktyce nie będzie przekazywana do odrębnej jednostki. W związku z tym, wydaje się, iż optymalną temperaturą dla ekstrakcji materiału będzie temperatura o wartości w zakresie 400°C do 500°C.

Na fig. 2 i 3 przedstawiono dwa przykłady instalacji według wynalazku. Obydwie pokazane instalacje zawierają podgrzewacz cyklonowy 1, obrotowy piec 5 oraz ochładzacz klinkieru 7. Podgrzewacz cyklonowy 1 zawiera cztery stopnie cyklonu a-d, kalcynator 3 oraz cyklon separacyjny. Podgrzewacz cyklonowy 1 może zawierać mniej jak również więcej niż cztery cyklony, które zostały pokazane. Mąka surowcowa, pochodząca z nie pokazanej instalacji mielącej, wprowadzana jest do pod6

PL 208 002 B1 grzewacza cyklonowego za pośrednictwem jednego z kilku wlotów 9 i podgrzewana w trybie przepływu przeciwprądowego względem gazów spalinowych, po czym jest wydzielana z podgrzewacza cyklonowego w cyklonie d i kierowana jest do kalcynatora 3, gdzie poddawana jest kalcynacji. Z dolnego wylotu cyklonu separacyjnego 4 kalcynowana mąka surowcowa jest następnie kierowana za pośrednictwem kanału 8 do obrotowego pieca 5, w którym jest spalana do postaci klinkieru cementowego, który jest następnie schładzany w ochładzaczu klinkieru 7. Gazy spalinowe z obrotowego pieca 5 i kalcynatora 3 są wycią gane poprzez cyklon 4, a nastę pnie do góry poprzez podgrzewacz cyklonowy za pośrednictwem wentylatora 6. Powietrze trzeciego stopnia, pochodzące z ochładzacza klinkieru 7 wprowadzane jest za pośrednictwem kanału 11 do kalcynatora 3.

Według wynalazku, przynajmniej część mąki surowcowej jest ekstrahowana z podgrzewacza cyklonowego 1 z zamiarem poddania jej utlenianiu w odrębnej jednostce utleniającej 21, do której mąka surowcowa wprowadzana jest za pośrednictwem kanału 15. Dlatego, ażeby odrębne utlenianie mąki surowcowej miało jakikolwiek znaczący wpływ na powstawanie SO2 i odpędzanie węgla organicznego, mąka surowcowa musi być oczywiście wyekstrahowana z podgrzewacza cyklonowego zanim większość siarczku ulegnie przemianie do SO2 i/lub zanim węgiel organiczny zostanie odpędzony z materiał u. W przypadkach, kiedy pożądane jest tylko przeprowadzenie oddzielnego utleniania części mąki surowcowej, może ona zostać wyekstrahowana ze strumienia mąki surowcowej z dolnego wylotu wybranego stopnia cyklonu, na przykład za pośrednictwem rozdzielającej bramki 13.

Odrębna jednostka utleniająca 21 przedstawiona na fig. 2 i 3, zawiera obrotowy bęben. Strumień gazu wprowadzany jest za pośrednictwem wlotu 27 znajdującego się na jednym końcu obrotowego bębna, zaś wyekstrahowana mąka surowcowa wprowadzana jest za pośrednictwem wlotu 29 znajdującego się na przeciwległym końcu, powodując mieszanie się mąki surowcowej i strumienia gazu w przepływie przeciwprądowym. Mąka surowcowa jest ekstrahowana z drugiego końca obrotowego bębna za pośrednictwem wylotu 22 i kierowana za pośrednictwem drugiego kanału 26 i środków transportujących, jeżeli są obecne, z powrotem do podgrzewacza cyklonowego 1, do którego ponownie wprowadzana za pośrednictwem wlotu 28, który usytuowany jest bezpośrednio za miejscem, w którym była ekstrahowana, patrzą c w kierunku przepływu mąki surowcowej.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 2 strumień gazu, zawierający SO2 i odpędzony węgiel organiczny, wyprowadzany jest z wylotu 29 w obrotowym bębnie odrębnej jednostki utleniającej 21 za pośrednictwem pierwszego kanału 17 do kalcynatora 3, w którym cały węgiel organiczny jest spalany a SO2 jest pochłaniany w warunkach optymalnej temperatury głównie w wyniku reakcji z CaO.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 3 strumień gazu, zawierający SO2 i odpędzony węgiel organiczny, jest wyprowadzany z wylotu 29 w obrotowym bębnie odrębnej jednostki utleniającej 21 za pośrednictwem pierwszego kanału 17 do mokrej płuczki wieżowej 31, w której zostają oczyszczone, zgodnie ze znaną zasadą działania, SO2 w wyniku reakcji z CaCO3 i H2O ulegnie przemianie w gips o postaci CaSO₄-2H₂O, i stąd oczyszczony gaz może zostać uwolniony do środowiska, na przykład za pośrednictwem jednostki 33 służącej do spalania CO i substancji VOC.

Przy zastosowaniu wynalazku w istniejącej instalacji cementowej będzie często konieczne ustawienie temperatury w podgrzewaczu cyklonowym na poziomie, który pozwoli na ekstrahowanie mąki surowcowej w pożądanych temperaturach. Można tego dokonać na wiele sposobów. Jeżeli pożądane jest obniżenie temperatury w określonym miejscu w podgrzewaczu cyklonowym, gdzie mąka surowcowa ma być ekstrahowana z zamiarem odrębnego utleniania, możliwe będzie wprowadzenie przykładowo powietrza atmosferycznego w odpowiednie miejsce. Jednakże, jeżeli pożądane jest podniesienie temperatury w szczególnym miejscu ekstrakcji, podawanie mąki surowcowej może zostać na przykład podzielone i mniejsza ilość mąki surowcowej może zostać przeprowadzona ścieżką stanowiącą obejście. Ponadto, temperatura może być regulowana za pośrednictwem kontroli ilości mąki surowcowej ekstrahowanej w celu odrębnego utlenienia. Do innych środków regulacji należą modyfikacja lub regulacja wydajności separacyjnej podgrzewaczy cyklonowych.

W praktyce może być konieczne dokonanie regulacji przepustowości odrębnej jednostki utleniającej 21, przy czym w przypadku obrotowego bębna można tego dokonać poprzez dokonanie zmiany jego prędkości obrotowej. Wzrost prędkości obrotowej obrotowego bębna prowadził będzie do skrócenia czasu retencji mąki surowcowej w bębnie, pociągając za sobą odpowiednią redukcję ilości powstającego SO2 oraz odpędzanego węgla organicznego. W celu skompensowania każdej tego rodzaju redukcji, do odrębnej jednostki 21 doprowadzać można ciepło, na przykład wprowadzając częściowy strumień gorącego powietrza z ochładzacza klinkieru 7 do odrębnej jednostki utleniającej 21 za pośrednictwem wlotu 27.

Claims (10)

1. Sposób wytwarzania klinkieru cementowego, polegający na podgrzewaniu i spalaniu cementowej mąki surowcowej w instalacji zawierającej podgrzewacz cyklonowy z piecem, a następnie na wydobywaniu z podgrzewacza cyklonowego przynajmniej części podgrzanej i wypalonej mąki surowcowej dla dalszej obróbki prowadzącej do redukcji niepożądanych emisji, znamienny tym, że wydobytą z podgrzewacza cyklonowego mąkę surowcową wprowadza się do odrębnej jednostki utleniającej (21), w której przetrzymuje się tę mąkę surowcową przez czas retencji w warunkach utleniających, tworzonych przez strumień gazu, z wytworzeniem SO2 i odpędzeniem węgla organicznego, po czym powstały SO2 wraz z odpędzonym węglem organicznym usuwa się z tej odrębnej jednostki utleniającej (21) w stanie zawieszonym w strumieniu gazu do dalszej obróbki w kolejnym etapie procesu, a otrzymaną po tej obróbce mąkę surowcową usuwa się z jednostki utleniającej (21) i ponownie wprowadza do podgrzewacza cyklonowego (1).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z podgrzewacza cyklonowego (1) wydobywa się całą podgrzaną i wypaloną mąkę surowcową.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że mąkę surowcową wydobywa się z podgrzewacza cyklonowego (1) w temperaturze pomiędzy 350°C a 525°C.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że mąkę surowcową wydobywa się z podgrzewacza cyklonowego (1) w temperaturze pomiędzy 400°C a 500°C.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie przetrzymywania mąki surowcowej w warunkach utleniających, w odrębnej jednostce utleniającej (21) utrzymuje się zasadniczo stałą temperaturę.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wydobytą mąkę surowcową przetrzymuje się w odrę bnej jednostce utleniaj ą cej (21) przez czas retencji mieszczą cy się w zakresie od 10 do 200 sekund, a korzystnie w zakresie od 10 do 100 sekund.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po usunięciu z odrębnej jednostki utleniającej (21), powstały SO2 i odpędzony węgiel organiczny wprowadza się do kalcynatora (3) podgrzewacza cyklonowego (1).

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że usuniętą z odrębnej jednostki utleniającej (21) mąkę surowcową po utlenieniu ponownie wprowadza się do podgrzewacza cyklonowego (1) bezpośrednio poniżej miejsca, z którego została wydobyta, względem kierunku przepływu mąki surowcowej.

9. Instalacja do wytwarzania klinkieru cementowego sposobem, polegającym na podgrzewaniu i spalaniu cementowej mąki surowcowej, zawierająca podgrzewacz cyklonowy z piecem, wyposażony w podzespół wyładowczy do wydobywania wypalonej mąki surowcowej oraz podzespół obróbczy do obróbki przynajmniej części mąki surowcowej wydobytej z podgrzewacza cyklonowego dla zredukowania niepożądanych emisji, znamienna tym, że podzespół obróbczy jest w postaci odrębnej jednostki utleniającej (21), do której to jednostki utleniającej (21) jest doprowadzony wylot podzespołu wyładowczego podgrzewacza cyklonowego (1) oraz wlot strumienia gazu utleniającego, przy czym od tej odrębnej jednostki utleniającej (21) odchodzi pierwszy kanał wyładowczy (17) do usuwania SO2 oraz odpędzonego węgla organicznego oraz drugi kanał wyładowczy (26) do usuwania mąki surowcowej po obróbce w jednostce utleniającej (21).

10. Instalacja według zastrz. 9, znamienna tym, że wylot pierwszego kanału wyładowczego (17) jednostki utleniającej (21) jest połączony z mokrą płuczką wieżową (31).