RU2128151C1 - Process of thermal treatment of mixture of cement starting materials and plant for its implementation - Google Patents

Process of thermal treatment of mixture of cement starting materials and plant for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2128151C1
RU2128151C1 RU96121025A RU96121025A RU2128151C1 RU 2128151 C1 RU2128151 C1 RU 2128151C1 RU 96121025 A RU96121025 A RU 96121025A RU 96121025 A RU96121025 A RU 96121025A RU 2128151 C1 RU2128151 C1 RU 2128151C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
sludge
decarbonization
cement
cooler
Prior art date
Application number
RU96121025A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96121025A (en
Inventor
П.П. Гайджуров
В.В. Бородавкина
И.Г. Татаринцев
В.В. Верещака
Original Assignee
Новочеркасский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новочеркасский государственный технический университет filed Critical Новочеркасский государственный технический университет
Priority to RU96121025A priority Critical patent/RU2128151C1/en
Publication of RU96121025A publication Critical patent/RU96121025A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2128151C1 publication Critical patent/RU2128151C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44—Burning; Melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/432—Preheating without addition of fuel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: construction industry, specifically, calcination of cement clinker by wet method. SUBSTANCE: process of thermal treatment of mixture of cement starting materials includes drying in spray drier, layer decarbonization, calcination of cement clinker in rotary furnace and cooling in cooler. Drying takes places under uniform oriented distribution of slurry drops and decarbonization of mixture occurs in fluidized layer in high-temperature zone of cone of short-flame ceramic burners. Hot air from furnace body in clinkering zone and from second chamber of cooler is used fro drying and decarbonization. Plant for thermal treatment of mixture of starting materials has spray drier, decarbonizer, rotary furnace, cooler, hot air conduit, device to take heat from furnace body in clinkering zone and from second chamber of cooler, short-flame ceramic burners. Spray drier includes slurry drop feeder with rotating arc-shaped blades and grate with conical holes. EFFECT: reduced consumption of fuel, enhanced productivity of plant and improved quality of cement. 2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к обжигу цементного клинкера по мокрому способу. The present invention relates to the construction materials industry, mainly to the firing of cement clinker by wet method.

Известен комбинированный способ производства цемента, заключающийся в приготовлении сырьевой смеси по мокрому способу производства с последующим обезвоживанием в вакуум- или пресс-фильтрах с дальнейшей сушкой полученных кеков в сушилке-дробилке и обжиге во вращающейся печи (И.Ф.Пономарев и др. Технология производства цемента сухим и полусухим способами. - Киев: Будивельник, 1988). A combined method of cement production is known, which consists in preparing a raw mixture using a wet production method, followed by dehydration in vacuum or press filters with further drying of the obtained cakes in a dryer-grinder and firing in a rotary kiln (I.F. Ponomarev and other Production Technology cement dry and semi-dry methods. - Kiev: Budivelnik, 1988).

Недостатки: низкая производительность, усложняется технологический процесс, высокий пылеунос. Disadvantages: low productivity, the process is complicated, high dust extraction.

Известна установка получения цемента, включающая пресс-фильтр, сушилку-дробилку, гранулятор, конвейерный декарбонизатор, вращающуюся печь, холодильник (Строительные материалы. Справочник. - М.: Стройиздат, 1989). A known installation for producing cement, including a press filter, dryer-crusher, granulator, conveyor decarbonizer, rotary kiln, refrigerator (Building materials. Reference book. - M .: Stroyizdat, 1989).

Недостатки: низкая производительность обезвоживающей установки, повышенный расход электроэнергии, высокий пылеунос, быстрый износ металла в кальцинаторе. Disadvantages: low productivity of the dewatering plant, increased power consumption, high dust extraction, rapid metal wear in the calciner.

Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому изобретению является способ обжига цементного клинкера (авторское свидетельство СССР N 1 585 302, заявка 04.04.88, N 4426530/23-35, опублик. 15.08.90. Бюллетень N 30 МПК C 04 B 7/44). The closest in essence to the present invention is a method of firing cement clinker (USSR copyright certificate N 1 585 302, application 04.04.88, N 4426530 / 23-35, published. 15.08.90. Bulletin N 30 IPC C 04 B 7/44 )

Способ заключается в сушке сырьевого шлама в распылительной сушилке при температуре 500oC, декарбонизации смеси в сблокированном с ней шахтном декарбонизаторе при температуре 900oC, снабженном горелкой для сжигания топлива и обжига клинкера во вращающейся печи при температуре 1000 - 1450oC.The method consists in drying the raw sludge in a spray dryer at a temperature of 500 o C, decarbonizing the mixture in a shaft decarbonizer interlocked with it at a temperature of 900 o C, equipped with a burner for burning fuel and burning clinker in a rotary kiln at a temperature of 1000 - 1450 o C.

Недостатки: способ распыления сырьевого шлама не обеспечивает формирования капли оптимальных размеров и равномерное ореинтированное распределение сырьевого шлама в сушилке. Это приводит к замазыванию стенок и газоходов установки и высокому пылеуносу. Предлагаемые системы усложняют технологический процесс. Снижают производительность. Disadvantages: the method of spraying raw sludge does not provide the formation of a droplet of optimal size and a uniform oriented distribution of raw sludge in the dryer. This leads to a coating of the walls and flues of the installation and high dust removal. The proposed systems complicate the process. Decrease productivity.

Наиболее близкий по своей сущности к предлагаемому изобретению является установка обжига цементного клинкера (авторское свидетельство СССР N 1 585 302, заявка 04.04.88 N 4426530/23-35, опублик. 15.08.90. Бюллетень N 30 МПК C 04 B 7/44). The closest in essence to the present invention is a cement clinker kiln installation (USSR copyright certificate N 1 585 302, application 04.04.88 N 4426530 / 23-35, published. 15.08.90. Bulletin N 30 IPC C 04 B 7/44) .

Установка включает распылительную сушилку с тарельчатым распылителем, шахтный декарбонизатор, снабженный горелкой для сжигания топлива, и вращающуюся печь. The installation includes a spray dryer with a disk spray, a shaft decarbonizer equipped with a burner for burning fuel, and a rotary kiln.

Недостатки: установка для распыления шлама из-за абразивности материала быстро выходит из строя. Шахтные установки для декарбонизации сырьевой смеси имеют низкую производительность. Disadvantages: the installation for spraying sludge due to abrasiveness of the material quickly fails. Mine installations for decarbonization of the raw material mixture have low productivity.

Задача изобретения - снижение расхода топлива, повышение производительности печи и качества цемента. The objective of the invention is to reduce fuel consumption, increase furnace productivity and cement quality.

Поставленная задача достигается тем, что сушку осуществляют при равномерном ориентированном распределении капель шлама, декарбонизацию смеси - в псевдоожиженном слое в высокотемпературной зоне факела горелок, используя горячий воздух от корпуса зоны спекания печи и второй камеры холодильника. Поставленная задача достигается тем, что установка дополнительно содержит короткопламенные керамические горелки, а распылительная сушилка выполнена с капельным шлампитателем. The task is achieved in that the drying is carried out with a uniformly distributed distribution of sludge droplets, the decarbonization of the mixture in the fluidized bed in the high-temperature zone of the torch of the burner using hot air from the body of the sintering zone of the furnace and the second refrigerator chamber. The task is achieved in that the installation additionally contains short-flame ceramic burners, and the spray dryer is made with drip sludge suppressor.

Для скоростного процесса сушки сырьевого шлама во взвешенном состоянии предлагается шлампитатель с формированием ориентированно распределяемых капель шлама. В установку подаются горячий воздух второй камеры холодильника и тепло от корпуса печи зоны спекания. Последующая декарбонизация высушенной сырьевой смеси происходит в псевдоожиженном слое с использованием короткопламенных горелок. For the high-speed process of drying raw sludge in suspension, a slurry hopper with the formation of orientedly distributed drops of sludge is proposed. Hot air from the second refrigerator chamber and heat from the furnace body of the sintering zone are supplied to the installation. Subsequent decarbonization of the dried feed mixture takes place in a fluidized bed using short flame burners.

На фиг. 1 представлена установка для осуществления предлагаемого способа термообработки: 1 - капельный шлампитатель; 2 - сушилка; 3 - декарбонизатор на основе короткопламенных керамических горелок; 4 - пыльная камера; 5 - вращающаяся печь 4 х 90 м производительностью 55 т/ч; 6 - устройство для отбора горячего воздуха от корпуса печи у зоны спекания; 7 - колосниковый холодильник; 8 - газоход для подачи горячего воздуха из второй камеры холодильника и от корпуса печи зоны спекания в сушилку и декарбонизатор. In FIG. 1 shows the installation for implementing the proposed method of heat treatment: 1 - drip sludge trap; 2 - dryer; 3 - decarbonizer based on short-flame ceramic burners; 4 - dusty chamber; 5 - rotary kiln 4 x 90 m with a productivity of 55 t / h; 6 - a device for collecting hot air from the furnace body near the sintering zone; 7 - grate fridge; 8 - gas duct for supplying hot air from the second refrigerator chamber and from the furnace body of the sintering zone to the dryer and decarbonizer.

На фиг. 2 представлен капельный шлампитатель: 9 - корпус питателя; 10 - слив избытка шлама; 11 - дугообразные лопасти; 12 - вал; 13 - решетка с коническими отверстиями. In FIG. 2 shows a drip sludge suppressor: 9 - feeder housing; 10 - discharge of excess sludge; 11 - arcuate blades; 12 - shaft; 13 - lattice with conical holes.

Шлам поступает в капельный шлампитатель, оборудованный вращающимися дугообразными лопастями 11, которые создают давление на шлам. Шлам, проходя через конические отверстия решетки 13, формируется в виде капель диаметром 6 - 12 мм, которые ориентированно поступают в распылительную сушилку 2. Сушка сырьевого шлама протекает во взвешенном состоянии в режиме противотока и ее интенсивность достигается за счет высокой удельной поверхности ориентированно распределенных капель материала. Температура в распылительной сушилке составляет 850oC. Высушенные гранулы сырьевой смеси до остаточной влажности 3 - 6% поступают в декарбонизатор 3, где за счет короткопламенных керамических горелок осуществляется декарбонизация в псевдоожиженном слое, температура факела составляет 1300 - 1400oC. При этом в гранулах сырьевой смеси, находящейся непосредственно в высокотемпературной зоне факела, интенсивно протекает процесс декарбонизации. С целью поддержания оптимальных режимов сушки и декарбонизации сырьевых смесей, а также уменьшения потерь тепла в окружающую среду, производится отбор горячего воздуха (500oC) от корпуса печи у зоны спекания 6 и из второй камеры колосникового холодильника 7, по газоходу 8 в сушилку и декарбонизатор. Из декарбонизатора материал поступает во вращающуюся печь 4 х 90 м для последующего обжига при температуре 1450oC. Полученный цементный клинкер охлаждается в колосниковом холодильнике.The sludge enters the drip sludge trap equipped with rotating arcuate blades 11, which create pressure on the sludge. The sludge passing through the conical openings of the grate 13 is formed in the form of droplets with a diameter of 6 - 12 mm, which are directed into the spray dryer 2. The drying of the raw sludge proceeds in suspension in the counterflow mode and its intensity is achieved due to the high specific surface of the oriented droplets of material . The temperature in the spray dryer is 850 o C. The dried granules of the raw material mixture to a residual moisture content of 3 - 6% go to the decarbonizer 3, where decarbonization in the fluidized bed is carried out due to short-flame ceramic burners, the torch temperature is 1300 - 1400 o C. the raw mix located directly in the high-temperature zone of the torch, the process of decarbonization is intensively taking place. In order to maintain optimal drying and decarbonization of raw mixes, as well as reduce heat loss to the environment, hot air (500 o C) is taken from the furnace body near the sintering zone 6 and from the second chamber of the grate cooler 7, through the flue 8 to the dryer and decarbonizer. From the decarbonizer, the material enters the rotary kiln 4 x 90 m for subsequent firing at a temperature of 1450 o C. The resulting cement clinker is cooled in a grate refrigerator.

Пример 1. Example 1

Сырьевой шлам на основе Новороссийского высоко- и низкоосновных мергелей (KH = 0,92; n = 2,0; p = 1,6) с влажностью 38% подвергался сушке во взвешенном состоянии в распылительной сушилке при температуре газового потока 750oC в течение 8 сек. Конечная влажность материала составила 3%. Высушенный материал направляется в декарбонизатор для декарбонизации в псевдоожиженном слое при температуре 1350oC. Время термообработки 20 мин. Разложение карбонатного сырьевого компонента составило 85%. Обжиг материала осуществлялся во вращающейся печи при температуре 1450oC. Цементный клинкер охлаждался в колосниковом холодильнике. Полученный цемент имел предел прочности на сжатие 51,6 МПа.Raw sludge based on Novorossiysk high and low basic marls (KH = 0.92; n = 2.0; p = 1.6) with a moisture content of 38% was subjected to suspension drying in a spray dryer at a gas flow temperature of 750 o C for 8 sec The final moisture content of the material was 3%. The dried material is sent to a decarbonizer for decarbonization in a fluidized bed at a temperature of 1350 o C. Heat treatment time 20 minutes The decomposition of the carbonate feed component was 85%. The material was fired in a rotary kiln at a temperature of 1450 o C. Cement clinker was cooled in a grate cooler. The resulting cement had a compressive strength of 51.6 MPa.

Пример 2. Example 2

Сырьевой шлам на основе Белгородского мела и глины (KH = 0,92; n = 2,0; p = 1,6) с влажностью 40% подвергался сушке во взвешенном состоянии в распылительной сушилке при температуре газового потока 800oC в течение 6 сек. Конечная влажность материала составила 4%. Высушенный материал направлялся в декарбонизатор для декарбонизации в псевдоожиженном слое при температуре 1400oC. Время термообработки 18 мин. Разложение карбонатного сырьевого компонента составило 90%. Обжиг материала осуществлялся во вращающейся печи при температуре 1450oC. Цементный клинкер охлаждался в колосниковом холодильнике. Полученный цемент имел предел прочности на сжатие 50,7 МПа.Raw sludge based on Belgorod chalk and clay (KH = 0.92; n = 2.0; p = 1.6) with a humidity of 40% was dried in suspension in a spray dryer at a gas flow temperature of 800 o C for 6 sec . The final moisture content of the material was 4%. The dried material was sent to a decarbonizer for decarbonization in a fluidized bed at a temperature of 1400 o C. Heat treatment time 18 minutes The decomposition of the carbonate feed component was 90%. The material was fired in a rotary kiln at a temperature of 1450 o C. Cement clinker was cooled in a grate cooler. The resulting cement had a compressive strength of 50.7 MPa.

Пример 3. Example 3

Сырьевой шлам на основе известняка и глины Щуровского цементного завода (KH = 0,92; n = 2,0; p = 1,6) с влажностью 43% подвергался сушке во взвешенном состоянии с распылительной сушилке при температуре газового потока 850oC в течение 9 сек. Конечная влажность материала составила 5%. Высушенный материал направлялся в декарбонизатор для декарбонизации в псевдоожиженном слое при температуре 1380oC. Время термообработки 21 мин. Разложение карбонатного сырьевого компонента составило 88%. Обжиг материала осуществлялся во вращающейся печи при температуре 1450oC. Цементный клинкер охлаждался в колосниковом холодильнике. Полученный цемент имел предел прочности на сжатие 50,9 МПа.Raw material sludge based on limestone and clay of the Shchurovsky cement plant (KH = 0.92; n = 2.0; p = 1.6) with a moisture content of 43% was subjected to suspension drying with a spray dryer at a gas flow temperature of 850 o C for 9 sec The final moisture content of the material was 5%. The dried material was sent to a decarbonizer for decarbonization in a fluidized bed at a temperature of 1380 ° C. The heat treatment time was 21 minutes. The decomposition of the carbonate feed component was 88%. The material was fired in a rotary kiln at a temperature of 1450 o C. Cement clinker was cooled in a grate cooler. The resulting cement had a compressive strength of 50.9 MPa.

Claims (2)

1. Способ термообработки цементной сырьевой смеси, включающий сушку сырьевого шлама в распылительной сушилке, декарбонизацию полученной смеси и обжиг во вращающейся печи, отличающийся тем, что после обжига полученный цементный клинкер охлаждают в колосниковом холодильнике, сушку шлама осуществляют при равномерном ориентированном распределении капель шлама, а декарбонизацию смеси - в псевдоожиженном слое в высокотемпературной зоне факела короткопламенных керамических горелок, причем для сушки и декарбонизации используют горячий воздух от корпуса печи в зоне спекания и из второй камеры холодильника. 1. The method of heat treatment of cement raw material mixture, including drying the raw material sludge in a spray dryer, decarbonizing the resulting mixture and firing in a rotary kiln, characterized in that after firing the resulting cement clinker is cooled in a grate cooler, the sludge is dried with a uniformly distributed distribution of sludge droplets, and decarbonization of the mixture in a fluidized bed in the high-temperature zone of the flame of short-flame ceramic burners, moreover, hot air is used for drying and decarbonization yx from the furnace body in the sintering zone and from the second chamber of the refrigerator. 2. Установка для термообработки цементных сырьевых смесей, содержащая распылительную сушилку с капельным шлампитателем, декарбонизатор и вращающуюся печь, отличающаяся тем, что она снабжена колосниковым холодильником, устройством для отбора горячего воздуха от корпуса печи в зоне спекания, газоходом для подачи горячего воздуха от корпуса печи в зоне спекания и из второй камеры холодильника в сушилку и декарбонизатор, а шлампитатель выполнен с вращающимися дугообразными лопастями и решеткой с коническими отверстиями. 2. Installation for heat treatment of cement raw materials mixtures, containing a spray dryer with drip sludge suppressor, a decarbonizer and a rotary kiln, characterized in that it is equipped with a grate cooler, a device for taking hot air from the furnace body in the sintering zone, a gas duct for supplying hot air from the furnace body in the sintering zone and from the second chamber of the refrigerator to the dryer and decarbonizer, and the sludge trap is made with rotating arcuate blades and a lattice with conical holes.
RU96121025A 1996-10-04 1996-10-04 Process of thermal treatment of mixture of cement starting materials and plant for its implementation RU2128151C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96121025A RU2128151C1 (en) 1996-10-04 1996-10-04 Process of thermal treatment of mixture of cement starting materials and plant for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96121025A RU2128151C1 (en) 1996-10-04 1996-10-04 Process of thermal treatment of mixture of cement starting materials and plant for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96121025A RU96121025A (en) 1999-01-10
RU2128151C1 true RU2128151C1 (en) 1999-03-27

Family

ID=20186851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96121025A RU2128151C1 (en) 1996-10-04 1996-10-04 Process of thermal treatment of mixture of cement starting materials and plant for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2128151C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Пономарев И.Ф. и др. Технология производства цемента сухим и полусухим способами. - Киев: Будивельник, 1988. Строительные материалы. / Справочник. - М.: Стройиздат, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2146660C1 (en) Method of producing cement clinker and device for its embodiment
KR100716402B1 (en) Method and apparatus for manufacturing cement clinker from particulate cement raw material
US2214345A (en) Method of burning portland cement clinkers
ES482921A1 (en) Method and system for burning fine-grained material, particularly for the manufacture of cement clinkers
CA1082423A (en) Continuous calciner
WO1989002568A1 (en) Method and apparatus for drying solid material
ES8104777A1 (en) Method and apparatus for burning raw materials
US4198201A (en) Method of and apparatus for operating industrial furnace systems
RU2128151C1 (en) Process of thermal treatment of mixture of cement starting materials and plant for its implementation
US4115137A (en) Method of producing cement clinker from chlorine-containing raw mixture
US4105460A (en) Process for the endothermic calcination of raw material
DK172050B1 (en) Process for producing a paper mud puzzolan material
RU2031877C1 (en) Method for cement clinker production
RU2024805C1 (en) Set for producing cement clinker
SU1585302A1 (en) Method of firing cement clinker
US1824351A (en) Method of producing lime
RU2166160C1 (en) Method for roasting of carbonate raw material in tubular rotary kiln
SU704920A1 (en) Method of producing cement clinker
WO2012025852A1 (en) Low emission production process of scm
RU2024809C1 (en) Set for producing cement clinker
US5948158A (en) Apparatus and method for producing clinker from a hydrous slurry of raw materials
SU772995A1 (en) Damp method of cement clinker annealing
RU2074842C1 (en) Method and plant for manufacturing building materials utilizing fuel-containing wastes
RU2152366C1 (en) Method and device for production of clinker from aqueous slime of raw materials
SU326151A1 (en) METHOD FOR PREPARING THE PORTLAND TEMON