RU2015128C1 - Cement clinker firing process regulation method - Google Patents
Cement clinker firing process regulation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2015128C1 RU2015128C1 SU5012885A RU2015128C1 RU 2015128 C1 RU2015128 C1 RU 2015128C1 SU 5012885 A SU5012885 A SU 5012885A RU 2015128 C1 RU2015128 C1 RU 2015128C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exergy
- normal chemical
- cement clinker
- mixture
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обжига цементного клинкера во вращающейся печи. Может быть использовано в строительной промышленности, а также в горнообогатительной и металлургической отраслях промышленности. The invention relates to the field of firing of cement clinker in a rotary kiln. It can be used in the construction industry, as well as in the mining and metallurgical industries.
Известен способ регулирования процесса обжига цементного клинкера, включающий измельчение тонкого измельчения и смешение сырьевых материалов, обжиг сырьевой шихты и введение минерализатора, причем количество введенного минерализатора изменяют [1]. A known method of regulating the process of firing cement clinker, including grinding fine grinding and mixing of raw materials, firing the raw material charge and the introduction of the mineralizer, and the amount of introduced mineralizer is changed [1].
Недостатком этого способа является широкий диапазон возможных соотношений минерализатора с компонентами сырьевой смеси без учета химической природы самого минерализатора, что отрицательно влияет на эффективность процесса, связанную с неоптимальной организацией процесса в зоне спекания. The disadvantage of this method is the wide range of possible ratios of the mineralizer with the components of the raw material mixture without taking into account the chemical nature of the mineralizer itself, which negatively affects the efficiency of the process associated with the non-optimal organization of the process in the sintering zone.
Наиболее близким по технической сущности является способ регулирования процессом обжига цементного клинкера, включающий измерение химического состава смеси, расхода сырья, расхода топлива, температуры сырья на входе в печь и температуры зоны спекания [2]. The closest in technical essence is a method for controlling the process of firing cement clinker, including measuring the chemical composition of the mixture, consumption of raw materials, fuel consumption, temperature of raw materials at the inlet to the furnace and the temperature of the sintering zone [2].
Недостатком этого способа является то, что при регулировании процесса обжига не учитывается влияния на эксергетический КПД процесса изменения химических свойств и состава самой цементной сырьевой смеси. The disadvantage of this method is that when regulating the firing process, the effect on the exergy efficiency of the process of changing the chemical properties and composition of the cement raw mix itself is not taken into account.
Целью изобретения является интенсификация процесса минералообразования и снижение удельных энергозатрат на обжиг. The aim of the invention is the intensification of the process of mineral formation and the reduction of specific energy consumption for firing.
Цель достигается тем, что в способе регулирования процесса обжига цементного клинкера, включающем измерение химического состава смеси, расхода сырья, расхода топлива, темпепратуры сырья на входе в печь и температуры зоны спекания, задание нормальной химической эксергии сырьевой смеси, рассчитывание на основе измеренных параметров нормальной химической эксергии исходной сырьевой смеси и определение количества корректирующей добавки в исходную сырьевую смесь, причем количество корректирующей добавки определяют в зависимости от разности заданной нормальной химической энергии и рассчитанной нормальной химической эксергии. The goal is achieved in that in a method for controlling the process of firing cement clinker, including measuring the chemical composition of the mixture, raw material consumption, fuel consumption, temperature of raw materials at the furnace inlet and sintering zone temperature, setting the normal chemical exergy of the raw mix, calculating normal chemical parameters based on the measured parameters exergy of the initial raw material mixture and determining the amount of corrective additives in the original raw mix, and the amount of corrective additives is determined depending on different the specified normal chemical energy and calculated normal chemical exergy.
В табл.1 приводятся расчетные значения энтальции девальвации, энтропии девальвации и нормальной химической эксергии веществ, входящих в состав исходных материалов, подаваемых на обжиг. Понятие нормализованной реакции было введено в химическую термодинамику, чтобы можно было производить алгебраические действия над термодинамическими эффектами химических реакций. Снижение энтальпии, происходящей в нормализованной реакции девальвации, было названо энтальпией девальвации. Уменьшение энтропии, происходящее в нормализованной реакции девальвации, было названо энтропией девальвации. Нормальная химическая эксергия вещества определяется по стандартной методике на основе расчетных значений энтальпии и энтропии девальвации. Table 1 shows the calculated values of the enthalpy of devaluation, the entropy of devaluation, and normal chemical exergy of the substances that make up the starting materials supplied for firing. The concept of a normalized reaction was introduced into chemical thermodynamics, so that algebraic actions could be performed on the thermodynamic effects of chemical reactions. The decrease in enthalpy occurring in the normalized devaluation reaction has been called the devaluation enthalpy. The decrease in entropy that occurs in the normalized devaluation reaction has been termed the entropy of devaluation. Normal chemical exergy of a substance is determined by a standard method based on the calculated values of the enthalpy and entropy of devaluation.
В табл.2 представлена рассчитанная методом наименьших квадратов зависимость эксергетических затрат на процесс от изменения температурного режима процесса обжига. Очевидно, что оптимальным значением нормальной химической эксергии в зоне спекания при температуре 1400-1450oС является значение 50-55 тыс кДж/кмоль.Table 2 shows the dependence of the exergy cost of the process calculated on the least squares method on the change in the temperature regime of the firing process. Obviously, the optimal value of normal chemical exergy in the sintering zone at a temperature of 1400-1450 o C is the value of 50-55 thousand kJ / kmol.
В случае отличия нормальной химической эксергии текущей сырьевой смеси от оптимального значения нормальной химической эксергии рассчитывается необходимое количество дополнительно вводимого минерализатора с учетом его химической природы (по табл.1) для достижения оптимального значения нормальной химической эксергии текущей сырьевой смеси. If the normal chemical exergy of the current feed mixture differs from the optimal value of normal chemical exergy, the required amount of additionally introduced mineralizer is calculated taking into account its chemical nature (according to Table 1) to achieve the optimal value of normal chemical exergy of the current feed mixture.
После ввода необходимого количества минерализатора в процесс рассчитывается коэффициент эксергетических потерь в зоне спекания и по нему корректируется необходимый расход топлива. Далее с помощью индикатора инфракрасного излучения подбирают оптимально узкие пределы теплового состояния зоны спекания печи, соответствующие оптимальному удельному расходу топлива и, соответственно, минимальному значению коэффициента эксергетических потерь в зоне спекания, поддерживают теплотехнический режим в установленных пределах. Пределы эти периодически контролируют путем проверки химического состава текущей сырьевой смеси и расчета нормальной химической эксергии текущей сырьевой смеси по вышеуказанному способу. After entering the required amount of mineralizer into the process, the coefficient of exergy losses in the sintering zone is calculated and the necessary fuel consumption is corrected by it. Then, using the infrared indicator, optimally narrow limits of the thermal state of the sintering zone of the furnace are selected, which correspond to the optimal specific fuel consumption and, accordingly, the minimum value of the exergy loss coefficient in the sintering zone, maintain the heat engineering mode within the established limits. These limits are periodically monitored by checking the chemical composition of the current feed mixture and calculating the normal chemical exergy of the current feed mixture by the above method.
П р и м е р. Обжиг проводится во вращающейся печи сухого способа производства с циклонными теплообменниками (5х75 м). PRI me R. Firing is carried out in a rotary kiln of a dry production method with cyclone heat exchangers (5x75 m).
Состав сырьевой смеси приведен в табл. 2 и включает: минерализатор CaCl2; удельный расход топлива 124,45 кг/т кл; удельный расход сырья (Gсыр.см = 1,49 кг/кг кл); температура исходного материала 5оС; температура в зоне спекания 1450оС.The composition of the raw mix is given in table. 2 and includes: CaCl 2 mineralizer; specific fuel consumption of 124.45 kg / t cl; specific consumption of raw materials (G cheese.sm = 1.49 kg / kg cells); temperature the starting material is 5 ° C; temperature in the sintering zone 1450 about C.
При помощи УВМ типа IВМ РС-АТ на основе снятых показателей проводится полный эксергетический анализ процесса обжига. Using the IWM RS-AT type IWM, a complete exergy analysis of the firing process is carried out on the basis of the measured parameters.
Задается оптимальное значение нормальной химической эксергии цементной сырьевой смеси в зоне спекания, равное 52000 кДж/кмоль, рассчитывается нормальная химическая эксергия цементной сырьевой смеси Есм (для этого воспользуемся данными табл.1 и 2).The optimal value of the normal chemical exergy of the cement raw material mixture in the sintering zone is set to 52000 kJ / kmol, the normal chemical exergy of the cement raw material mixture E cm is calculated (for this we use the data in Tables 1 and 2).
Есм = Х1Еизв + Х2Егл + Х3Еог, где Есм, Егл, Еог - нормальная химическая эксергия 1 кмоля известняка, глины и колчеданных огарков соответственно;
Х1, Х2, Х3 - процентное содержание в смеси известняка, глины и колчеданных огарков соответственно.E cm = X 1 E cf + X 2 E hl + X 3 E og , where E cm , E hl , E og - normal chemical exergy of 1 kmol of limestone, clay and pyrite cinder, respectively;
X 1 , X 2 , X 3 - the percentage in the mixture of limestone, clay and pyrite cinder, respectively.
Есм = 12430х0,78+171224х0,2 +
+3389,14х0,02 = 50718,48 кДж/кмоль.E cm = 12430x0.78 + 171224x0.2 +
+ 3389.14 × 0.02 = 50718.48 kJ / kmol.
Далее расчетное значение сравнивается с оптимальным значением нормальной химической (Еопт) и определяется их разность (Δ Е):
ΔЕ = Еопт - Есм = 52000 - 50718,48 =
=1281,52 кДж/кмоль
Теперь, исходя из разности значений нормальной химической эксергии, определяется необходимое количество дополнительного потока минерализатора (Gмин), учитывая, что нормальная химическая эксергия CaCl2 (Емин) составляет 98700 кДж/кмоль или 889,63 кДж/кг
Gмин = (Gсыр.см (Δ Е/Eмин))/(100 -
-(Δ Е/Емин) = 1,49 х 1,4/98,6 = 18 кг /т кл.Next, the calculated value is compared with the optimal normal chemical value (E opt ) and their difference (Δ E) is determined:
ΔE = E opt - E cm = 52000 - 50718.48 =
= 1281.52 kJ / kmol
Now, based on the difference in the values of normal chemical exergy, the required amount of additional mineralizer flow (G min ) is determined, given that the normal chemical exergy of CaCl 2 (E min ) is 98700 kJ / kmol or 889.63 kJ / kg
G min = (G raw cm (Δ E / E min )) / (100 -
- (Δ E / E min ) = 1.49 x 1.4 / 98.6 = 18 kg / t cl.
В связи с вводом дополнительного количества вещества, обладающего нормальной химической эксергией, изменяется коэффициент эксергетических потерь зоны спекания, т.е. In connection with the introduction of an additional amount of a substance having normal chemical exergy, the coefficient of exergy loss of the sintering zone changes, i.e.
η = Ео + Евн/(Ет + Ес),
получают η= Ео + Евн/(Ет + Ес + Емин), где Ео, Ет, Ес и Емин - эксергия отходящих газов, топлива, сырья и минерализатора соответственно, причем эксергия топлива определяется как произведение расхода топлива (Gт) на эксергию одного килограмма условного топлива (e). Эксергия 1 кг условного топлива в среднем составляет 10000 кДж/кг.η = E o + E int / (E t + E s ),
get η = E o + E vn / (E t + E c + E min ), where E o , E t , E c and E min are the exergy of exhaust gases, fuel, raw materials and mineralizer, respectively, and the exergy of fuel is defined as the product fuel consumption (G t ) for the exergy of one kilogram of standard fuel (e). The exergy of 1 kg of standard fuel averages 10,000 kJ / kg.
Евн - внутренние эксергетические потери процесса обжига, учитывающие эксергетические потери от конечной разности температур, потери при адиабатическом горении и потери в результате реакций минералообразования.E int - internal exergetic losses of the firing process, taking into account exergetic losses from the finite temperature difference, losses during adiabatic combustion and losses due to mineral formation reactions.
Следовательно, необходимый расход топлива определяется как: Gт = (Ет - Емин)/e = (124,45 х 10000 - 18 х 889,63)/10000 - 122,84 кг/т кл.Therefore, the required fuel consumption is defined as: G t = (E t - E min ) / e = (124.45 x 10000 - 18 x 889.63) / 10000 - 122.84 kg / t cell.
Таким образом, данный способ регулирования процесса обжига позволит снизить удельные энергозатраты на обжиг цементного клинкера. Thus, this method of regulating the firing process will reduce the specific energy consumption for firing cement clinker.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5012885 RU2015128C1 (en) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Cement clinker firing process regulation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5012885 RU2015128C1 (en) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Cement clinker firing process regulation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015128C1 true RU2015128C1 (en) | 1994-06-30 |
Family
ID=21589690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5012885 RU2015128C1 (en) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Cement clinker firing process regulation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2015128C1 (en) |
-
1991
- 1991-07-02 RU SU5012885 patent/RU2015128C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1043125, кл. C 04B 7/36, 1983. * |
2. Патент ФРГ N 2507840, кл. F 27B 7/00, 1975. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3975148A (en) | Apparatus for calcining cement | |
Gürtürk et al. | Energy and exergy analysis of a rotary kiln used for plaster production | |
US3074707A (en) | Process for the manufacture of cement | |
CA1120713A (en) | Combustion control system for burning installation with calcining burner | |
ES445293A1 (en) | Method for regulating combustion processes, particularly for the production of cement in a rotary kiln | |
US4298340A (en) | Method and apparatus for producing a hydraulic binder | |
MXPA02008394A (en) | Method and apparatus for manufacturing cement clinker from particulate cement raw material. | |
US4123288A (en) | Calcination | |
Lyons et al. | Experimentation with a wet-process rotary cement kiln via the analog computer | |
Filkoski et al. | Energy optimisation of vertical shaft kiln operation in the process of dolomite calcination | |
RU2015128C1 (en) | Cement clinker firing process regulation method | |
US4162922A (en) | Method and apparatus for the lowering of the alkali content of cement calcined to completion | |
US5650005A (en) | Process for high free lime content in cement clinker | |
US4137090A (en) | Method for controlling operation of apparatus for preheating and calcining cement materials containing combustible materials | |
US3998649A (en) | Process of manufacturing Portland cement clinker | |
US3743697A (en) | Process of calcination | |
US3610596A (en) | Method and apparatus for rotary kiln control | |
JPS5884149A (en) | Manufacture of cement | |
JP3922045B2 (en) | Cement clinker manufacturing method | |
Herz et al. | Simulation of the limestone calcination in normal shaft kilns | |
RU2093486C1 (en) | Method of regulating cement clinker | |
GB1591768A (en) | Dry cement production process | |
SU361989A1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF HEAT MODE OF BURNING OF RAW MATERIAL IN A ROTATING FURNACE | |
JP2009242156A (en) | Method for producing cement | |
SU1062494A1 (en) | Method of automatic control of operation of outside-furnace heat exchanger of rotation furnace |