RU2133234C1 - Способ и устройство для получения цементного клинкера - Google Patents
Способ и устройство для получения цементного клинкера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133234C1 RU2133234C1 RU98101130A RU98101130A RU2133234C1 RU 2133234 C1 RU2133234 C1 RU 2133234C1 RU 98101130 A RU98101130 A RU 98101130A RU 98101130 A RU98101130 A RU 98101130A RU 2133234 C1 RU2133234 C1 RU 2133234C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement clinker
- cooling
- fuel
- reactor
- steam
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 C 4 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- AGWMJKGGLUJAPB-UHFFFAOYSA-N aluminum;dicalcium;iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Ca+2].[Ca+2].[Fe+3] AGWMJKGGLUJAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical class [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
- F27B7/38—Arrangements of cooling devices
- F27B7/383—Cooling devices for the charge
-
- 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
- C04B7/02—Portland cement
-
- 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
- C04B7/47—Cooling ; Waste heat management
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
- F27D15/02—Cooling
- F27D15/0206—Cooling with means to convey the charge
- F27D15/0213—Cooling with means to convey the charge comprising a cooling grate
- F27D2015/024—Multiple grates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу и устройству для получения цементного клинкера, по которому весь цементный клинкер сначала подвергают обжигу в зоне обжига, а затем охлаждают в зоне охлаждения, причем на первом этапе охлаждения поступающее топливо смешивается с цементным клинкером и сначала подвергается пиролизу, а полученные продукты пиролиза имеют сильную эндотермическую реакцию с паром, так что цементный клинкер быстро охлаждается таким образом, что по меньшей мере 95%, а преимущественно вся содержащаяся в нем жидкая фаза превращается в стекло. Технический результат - получение стекловидного портландцемента. 2 с.п. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способу и устройству для получения цементного клинкера в соответствии с преамбулой пункта 1 и общей концепцией пункта 10 формулы изобретения.
Так называемый портландцементный клинкер содержит алит (C3S) и белит (C2S), трехкальциевый алюминат (C3A) и четырехкальциевый алюмоферрит (C4AF). К остальным компонентам относятся, в частности, несвязанная окись магния, а также щелочи.
Охлаждение цементного клинкера влияет на его структуру, минералогический состав и свойства получаемого при этом цемента. Скорость охлаждения клинкера оказывает влияние в основном на соотношение содержания кристаллической фазы и стекловидной фазы в клинкере. При медленном охлаждении происходит кристаллизация почти всех компонентов клинкера, тогда как быстрое охлаждение препятствует образованию кристаллов и приводит к затвердеванию так называемой жидкой фазы (2,95 Al2O3 + 2,2 Fe2 + Mg + щелочи) в стекловидной форме. Содержание жидкой фазы в клинкерах из роторных печей составляет приблизительно от 20 до 28%.
Быстрое охлаждение клинкера увеличивает в основном стойкость цемента к сульфатам (магния, натрия, калия и т.п.). Свободные щелочи кристаллы MgO (периклаз) входят в стекловидную фазу. Это можно объяснить тем обстоятельством, что, из-за быстрого охлаждения клинкера, присутствующий C3A, который отвечает за способность цемента к сульфатной стойкости, становится частью стекловидной фазы, а также несвязанные щелочи и MgO (периклаз), благодаря быстрому охлаждению клинкера, и, вследствие этого, будут оказывать сопротивление химическому воздействию сульфатов. По мере того, как несвязанная щелочь исчезает, она не будет больше химически воздействовать на двуокись кремния в конгломератах.
Цементный клинкер, который содержит по существу только алит, белит и стекло, т. е. , в котором C3A и C4AF связаны в стекле, может быть определен как стекловидный портландцемент. Он отличается, в частности, особой способностью проявлять стойкость к воздействию окружающей среды без снижения его прочности.
Хотя так называемый стекловидный портландцемент уже получили в лаборатории, однако, до сих пор не известен способ, который обеспечивает его производство в промышленных масштабах.
В способах охлаждения клинкера, которые известны из предшествующих технических решений, не может быть достигнута требуемая скорость охлаждения, особенно с помощью так называемых колосниковых холодильников.
Способ получения химически активного белитного цемента известен из источника DD-A-206422. В этом случае белитный клинкер из роторной печи поступает на первый этап охлаждения, при котором в пылевидном буром угле и низкотемпературном отходящем газе содержатся, в частности, двуокись углерода и пар. Это приводит к реакции газификации подаваемого топлива с паром или двуокисью углерода, причем эти реакции газификации поглощают требуемую для реакций энтальпию из цементного клинкера.
Целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для промышленного производства стекловидного портландцемента.
Эта цель достигается посредством отличительных особенностей пунктов 1 и 10 формулы настоящего изобретения. Согласно настоящему изобретению топливо, подаваемое на первый этап охлаждения, смешивают с цементным клинкером и сначала подвергают пиролитическому разложению. Полученные продукты пиролиза вступают в сильную эндотермическую реакцию с паром, так что цементный клинкер резко охлаждается таким образом, что по меньшей мере 95%, а преимущественно вся жидкая фаза, содержащаяся в нем, превращается в стекло.
Газообразные продукты, образующиеся при пиролизе, взаимодействуют непосредственно с паром. В результате этого цементный клинкер может быстро охлаждаться от температуры его обжига порядка 1450oC в течение нескольких секунд. Процесс быстрого охлаждения влияет на превращение жидких компонентов клинкера C3A и C4AF в стекло, содержащее свободные щелочи и MgO (периклаз).
Дальнейшее охлаждение происходит через широко известную газификацию топлива с паром, которая происходит также эндотермически, однако, она протекает значительно медленнее по сравнению с реакцией газообразных продуктов пиролиза с паром.
Другие варианты и преимущества настоящего изобретения являются объектом зависимых пунктов и более подробно поясняются со ссылками на описание настоящего изобретения и чертежи, в которых: фиг. 1 представляет собой схему устройства в соответствии с настоящим изобретением и фиг. 2 представляет собой разрез по линии 11 - 11 фиг. 1.
Устройство по настоящему изобретению для получения цементного клинкера сначала описывается со ссылкой на фиг. 1 и 2. Оно состоит в основном из роторной печи 21 для обжига цементного клинкера, причем первая секция охлаждения сконструирована в виде реактора 23, а вторая секция охлаждения сконструирована, например, как колосниковый холодильник 22.
В иллюстрируемом варианте реактор 23 сконструирован как часть роторной печи 21 с увеличенным диаметром и расположен у выпускного конца печи. У роторной печи 21 на ее выпускном конце находится кожух 21a, который вместе с соединительным устройством 24 образует переходный участок от печи 21 к колосниковому холодильнику 22.
Кожух печи 21a, а также соединительное устройство 24 имеет конструкцию обычного типа. Дробилка, предпочтительно, валковая дробилка 25, которую преимущественно охлаждают внутри деминерализованной водой, расположена в соединительном устройстве 24. Здесь клинкер измельчается, например, до размера частиц 25 мм перед его пропуском в затвор роторной крыльчатки 26, которая подает клинкер в колосниковый холодильник 22. Затвор роторной крыльчатки 26 предпочтительно также охлаждается внутри деминерализованной водой. В колосниковом холодильнике 22 цементный клинкер, который уже был предварительно охлажден, в реакторе 23, подвергают дальнейшему охлаждению воздухом. Подогреваемый при этом охлаждающий воздух используется в устройстве обычным образом в качестве воздуха для сжигания как воздух 27 вторичного цикла или воздух 28 третичного цикла.
В соединительном устройстве 24 непосредственно перед затвором роторной крыльчатки 26 предусмотрено средство измерения давления 29, и через средство контроля 30 это средство измерения давления обеспечивает регулирование скорости первых двух вентиляторов 31a и 31b холодильника 22 таким образом, чтобы в области средства измерения давления 29 не происходило повышения давления.
Воздух 27 вторичного цикла, образующийся в колосниковом холодильнике 22, вводится в роторную печь 21 в области кожуха печи 21a через трубопровод 31 вторичного воздуха. Трубопровод 31 вторичного воздуха имеет конструкцию с двойными стенками и охлаждается деминерализованной водой. В середине трубопровода 31 вторичного воздуха предусмотрена дополнительная форсунка 32 для любого топлива.
Реактор в иллюстрируемом варианте имеет диаметр, приблизительно в три раза больший, чем у роторной печи 21, а ширина реактора соответствует приблизительно 1/5 его диаметра.
В иллюстрируемом варианте роторная печь 21 опирается в области реактора 23 на две опорные стойки 36 и 37 с бандажированными роликами, каждая из которых расположена в непосредственной близости перед реактором и за реактором. Если необходимо, могут быть предусмотрены дополнительные опорные стойки с бандажированными роликами в области выхода из печи. При наличии двух опорных роликовых стоек, предусмотренных перед и за реактором 23, дополнительный вес реактора 23 может быть распределен лучше. Каждая опорная роликовая стойка содержит два опорных ролика. На фиг. 1 можно видеть опорные ролики 36a, 37a опорных роликовых стоек 36, 37.
Реактор 23 содержит также устройство, имеющее конструкцию шнекового транспортера 33 для подачи топлива, в частности, углеродистого топлива. Шнековый транспортер также имеет двустенную конструкцию и охлаждается деминерализованной водой. Место подачи топлива расположено в области входа массы нагретого материала в реактор 23.
Необходимый для реактора 23 насыщенный пар полностью или частично получают из охлаждающей воды для различных частей устройства, описанных выше. Кроме того, реактор 23 имеет устройство 34 для вдувания пара в цементный клинкер, который смешивают с топливом. Это устройство располагается параллельно стенкам, ограничивающим реактор 23, и сконструировано в форме пластины, кромки которой скошены, для того чтобы обеспечить минимально возможное сопротивление клинкеру, поступающему в реактор. Предпочтительно, чтобы пар поступал в область основания реактора 23.
В нижней части реактора 23 предусмотрено также закрываемое отверстие 23a для подачи находящегося в реакторе клинкера к выходу холодильника посредством транспортирующего устройства 35, показанного пунктирными линиями, если необходима длительная остановка.
При производстве цементного клинкера с помощью описанного выше устройства, весь цементный клинкер сначала проходит обжиг в зоне обжига роторной печи 21, а затем поступает в реактор 23. Топливо, которое также подается сюда, частично углеродистое топливо с пиролизируемым компонентом, смешивается с цементным клинкером на первом этапе охлаждения и подвергается пиролизу. Конечные продукты пиролиза, такие, в частности, как деготь, легкие углеводороды с некоторым количеством CO2 и CO, вступают в бурную эндотермическую реакцию с паром, который также подается туда. Особенно быстрое взаимодействие происходит между газообразными продуктами пиролиза и паром, при этом цементный клинкер быстро охлаждается, так, что по меньшей мере 95%, а преимущественно вся жидкая фаза, находящаяся в нем, превращается в стекло.
На этом первом этапе охлаждения цементный клинкер быстро охлаждается от температуры обжига порядка 1450oC до приблизительно 1250oC, причем скорость охлаждения на первом этапе охлаждения составляет приблизительно от 600 К/мин до 6000 К/мин.
В реакции между продуктами пиролиза и паром образуются такие газы, как CH4, H2, CO, CO2, вплоть до C4 углеводородов.
На втором этапе охлаждения, который происходит также в реакторе 23, главное явление заключается в газификации поступающего топлива, а также продуктов пиролиза, еще находящихся там, в присутствии пара. Эта реакция газификации также происходит эндотермически, и потребная для реакции энтальпия поглощается из цементного клинкера.
При газификации, в частности, происходят следующие реакции
C + H2O ---> H2 + CO
CO + H2O ---> H2 + CO
C + CO2 ---> 2CO
Таким образом, в способе получения цементного клинкера по настоящему изобретению весь клинкер сначала быстро охлаждается на первом этапе охлаждения приблизительно от 1450 до 1250oC в течение нескольких секунд. На втором этапе охлаждения происходит дальнейшее охлаждение цементного клинкера главным образом через эндотермическую газификацию. На третьем этапе охлаждения цементный клинкер, который был охлажден приблизительно до 1000 - 1100oC поступает в колосниковый холодильник.
C + H2O ---> H2 + CO
CO + H2O ---> H2 + CO
C + CO2 ---> 2CO
Таким образом, в способе получения цементного клинкера по настоящему изобретению весь клинкер сначала быстро охлаждается на первом этапе охлаждения приблизительно от 1450 до 1250oC в течение нескольких секунд. На втором этапе охлаждения происходит дальнейшее охлаждение цементного клинкера главным образом через эндотермическую газификацию. На третьем этапе охлаждения цементный клинкер, который был охлажден приблизительно до 1000 - 1100oC поступает в колосниковый холодильник.
Количество угля или соотношение между углем и жидким или газообразным топливом, вводимыми в реактор для достаточно быстрого получения продуктов газификации через пиролиз, полностью зависит от количества топлива, потребного для предварительного обжига на выходе из устройства предварительного подогрева (перед входом в печь). Необходимый для процесса горения воздух вводят в роторную печь по воздушному трубопроводу 31 вторичного цикла. Температура вторичного воздуха составляет приблизительно 750oC. Дополнительная форсунка 32, находящаяся в середине трубопровода 31 вторичного цикла, используется в основном, когда производят пуск роторной печи, и может также использоваться, когда образующегося в реакторе 23 топочного газа оказывается недостаточно для спекания порошкообразного сырья в клинкер в зоне спекания.
Для того, чтобы достичь возможно более полного превращения жидкой фазы в стекло, необходимо тщательное смешивание топлива с цементным клинкером и по возможности более однородная продувка. Устройство 34 для ввода пара по конструкции, как правило, должно быть стационарным. Однако для получения более эффективного места осуществления химической реакцией, его можно также разместить так, чтобы оно обладало возможностью прямого и обратного перемещения в направлении вращательного движения устройства роторная печь/реактор.
Жидкие и/или газообразные топлива на первом этапе охлаждения взаимодействуют значительно более быстро, чем твердое углеродистое топливо, поскольку последнее сначала должно быть подвергнуто расщеплению при пиролизе. Таким образом, для того, чтобы установить достаточную скорость охлаждения, можно ввести в реактор 23 дополнительное топливо в жидкой или газообразной форме. Для этого, в частности, пригодны устройства, подобные тем, которые используются для вдувания пара. Скорость охлаждения на первом этапе охлаждения может составлять от 600 К/мин до 6000 К/мин.
Надежное перемешивание подаваемого топлива с цементным клинкером в основном происходит в реакторе по настоящему изобретению. Поскольку реактор движется вместе с роторной печью, то вводимый цементный клинкер находится в постоянном движении. В предпочтительном варианте изобретения реактор может быть снабжен керамическим подъемным механизмом для подъема цементного клинкера. Это влияет даже более интенсивно на перемешивание, и, кроме того, подъем и опускание цементного клинкера приводят к его дроблению, так что происходит образование кусков цементного клинкера более однородного размера. Это в свою очередь обеспечивает однородное охлаждение цементного клинкера.
Когда производят пуск устройства роторная печь/реактор, то используют дополнительную форсунку 32, находящуюся в воздушном трубопроводе 31 вторичной циркуляции. Если отношение топливо/водород регулируют в зоне газификации реактора 23, то процессом горения можно управлять независимо от дополнительной форсунки 32, причем в этом случае потребляемое топливо, регулирование пламени и количество топлива, подаваемого в роторную печь, не зависят от количества топлива, необходимого для предварительного обжига.
При использовании описанного выше реактора 23 масса нагретого материала поступает в холодильник уже будучи предварительно охлажденной, так что все количество воздуха, потребное для использования в холодильнике, можно использовать как воздух вторичного цикла для печи или воздух третьего цикла для предварительного обжига. Количество воздуха, используемого в холодильнике 22, достаточно, и никакого избыточного количества воздуха, а также никакого тепла не должно уходить в атмосферу. Таким образом, можно сэкономить энергию от 75 до 100 ккал/кг. Кроме того, можно предусмотреть фильтры и устройства для очистки тех количеств воздуха, которые в других случаях подлежат выпуску в атмосферу. Газы (CO + H2), образующиеся в реакторе, соответствуют вторичному воздуху с температурой 1000oC, тогда как вторичный и третичный воздух имеют температуру приблизительно 750oC. Таким образом, температура пламени может легко достигать температур от 2300 до 2500oC. Процесс обжига можно контролировать значительно легче благодаря этой высокой температуре пламени. Также значительно проще можно контролировать наслоение клинкера, которое необходимо для защиты футеровки в зоне обжига.
Поскольку цементный клинкер в реакторе 23 быстро охлаждается в реакторе на 200 - 250oC, в течение нескольких секунд, то алит и белит кристаллизуются. В стекле присутствуют только остальные компоненты, в котором в основном связаны C3A, C4AF, щелочи и окись магния. Такой цементный клинкер можно обозначить как стекловидный портландцемент.
Золу от топлива, используемого в реакции газификации, не следует относить к составу композиции сырья. Эта зола образует наполнитель в клинкере. Поэтому можно использовать угольные отходы и бурый уголь с высоким содержанием золы, а также угли, с высоким содержанием летучих компонентов. Топливо, подаваемое в реактор 23, не должно быть ни сухим, ни измельченным, а может подаваться в виде частиц размером от 5 до 10 мм.
Благодаря быстрому охлаждению сульфаты кальция не будут разлагаться, и поступают в клинкер в виде CaSO4 (ангидрид).
В результате этого может уменьшаться проблема, связанная с циркуляцией серы в роторных печах, и существенно упрощается связанная с серой проблема, что приводит к возможности использования топлив с высоким содержанием серы.
Claims (14)
1. Способ получения цементного клинкера, по которому весь цементный клинкер сначала подвергают обжигу в зоне обжига, а затем охлаждают в зоне охлаждения, в которой происходит по меньшей мере частичное охлаждение посредством подачи топлива и пара, отличающийся тем, что на первом этапе охлаждения поступающее топливо смешивают с цементным клинкером и сначала подвергают пиролизу, а полученные продукты пиролиза вступают в бурную эндотермическую реакцию с паром, так что цементный клинкер быстро охлаждается таким образом, что по меньшей мере 95%, а преимущественно вся содержащаяся в нем жидкая фаза превращается в стекло.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве топлива используют углеродистое топливо с пиролизируемым компонентом.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе охлаждения для регулирования скорости охлаждения добавляют жидкое и/или газообразное топливо.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе охлаждения скорость охлаждения составляет от 600 до 6000 К/мин.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе охлаждения цементный клинкер охлаждают приблизительно на 200 К.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе охлаждения цементный клинкер быстро охлаждают приблизительно от температуры обжига порядка 1450 до 1250oС.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе смешивания топлива с цементным клинкером одновременно происходит измельчение цементного клинкера.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на втором этапе охлаждения происходит газификация подаваемого топлива с паром, причем при реакции газификации происходит поглощение необходимой для реакции энтальпии из цементного клинкера.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что топливные газы, образующиеся при реакции газификации, используют при обжиге цементного клинкера в зоне обжига.
10. Устройство для получения цементного клинкера в соответствии со способом по одному из пп.1 - 9, содержащее а) роторную печь (21) для обжига цементного клинкера, б) холодильник (22) для охлаждения обожженного цементного клинкера, в) устройство (33) для подачи топлива, г) устройство (34) для вдувания пара, отличающееся тем, что д) предусмотрен реактор (23), который имеет устройство (33) для подачи топлива и устройство (34) для вдувания пара, и е) реактор (23) сконструирован как часть роторной печи и вращается вместе с ней.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что реактор сконструирован как часть роторной печи (21) и имеет увеличенный диаметр.
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что реактор (23) расположен непосредственно перед выходным концом роторной печи 21.
13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что роторная печь (21) снабжена опорами непосредственно перед реактором (23) и сразу за ним.
14. Устройство по п.10, отличающееся тем, что реактор снабжен дополнительным устройством для ввода жидкого и/или газообразного топлива.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP95117163A EP0716052B1 (de) | 1994-12-07 | 1995-10-31 | Anlage mit einer besonderen Kühlereinrichtung zum Herstellen von Schüttgut |
| EP95117163.6 | 1995-10-31 | ||
| PCT/IB1996/000956 WO1997016390A1 (en) | 1995-10-31 | 1996-07-29 | Method and apparatus for producing cement clinker |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2133234C1 true RU2133234C1 (ru) | 1999-07-20 |
Family
ID=8219767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98101130A RU2133234C1 (ru) | 1995-10-31 | 1996-07-29 | Способ и устройство для получения цементного клинкера |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5972104A (ru) |
| EP (1) | EP0858436B1 (ru) |
| JP (1) | JPH11500706A (ru) |
| CN (1) | CN1200714A (ru) |
| AT (1) | ATE186714T1 (ru) |
| AU (1) | AU6835496A (ru) |
| BR (1) | BR9611399A (ru) |
| CA (1) | CA2227470A1 (ru) |
| CZ (1) | CZ287081B6 (ru) |
| DE (1) | DE69605209T2 (ru) |
| ES (1) | ES2140889T3 (ru) |
| GR (1) | GR3032400T3 (ru) |
| IL (1) | IL123548A0 (ru) |
| NO (1) | NO981889D0 (ru) |
| PL (1) | PL328166A1 (ru) |
| PT (1) | PT858436E (ru) |
| RU (1) | RU2133234C1 (ru) |
| TR (1) | TR199800709T2 (ru) |
| WO (1) | WO1997016390A1 (ru) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6383283B1 (en) | 1997-12-02 | 2002-05-07 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production by analysis of sulfur in the end product |
| US6050813A (en) * | 1997-12-02 | 2000-04-18 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production by analysis of sulfur in the end product |
| US6183244B1 (en) | 1999-04-14 | 2001-02-06 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production in a wet process rotary kiln by analysis of sulfur in the end product |
| DE10003283A1 (de) * | 2000-01-26 | 2001-08-02 | Krupp Polysius Ag | Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut |
| DE102007015089A1 (de) * | 2007-03-29 | 2008-10-02 | Khd Humboldt Wedag Gmbh | Verfahren zur Trocknung feuchter Biomasse |
| US8500902B2 (en) * | 2009-09-04 | 2013-08-06 | Srinivas Kilambi | Methods of making cementitious compositions and products made thereby |
| DE102009041089C5 (de) * | 2009-09-10 | 2013-06-27 | Khd Humboldt Wedag Gmbh | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zement mit verringerter CO2-Emission |
| EP2390608A1 (de) * | 2010-05-25 | 2011-11-30 | Messer France S.A.S. | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen |
| FI126564B (fi) * | 2011-02-28 | 2017-02-15 | Andritz Oy | Menetelmä ja laitteisto meesan polttamiseksi |
| AT517813A1 (de) * | 2015-09-08 | 2017-04-15 | Holcim Technology Ltd | Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren der NOx-Emissionen eines Drehrohrofens |
| CN109504409B (zh) * | 2018-11-02 | 2024-01-02 | 北京鸿机装备科技有限公司 | 旋转床热解装置及采用其进行油泥热解的方法 |
| CN109401766B (zh) * | 2018-11-02 | 2024-01-02 | 湖北亚首生物质新能源科技有限公司 | 旋转床热解装置及采用其进行油泥热解的方法 |
| DE102023202994A1 (de) | 2023-03-31 | 2024-10-02 | Kalkwerke H. Oetelshofen GmbH & Co. KG | Vorrichtung und Verfahren zum Brennen von Kalkstein |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US21633A (en) * | 1858-09-28 | Improved embroidery and sewing stand | ||
| DE641122C (de) * | 1933-04-25 | 1937-01-20 | Ciments Francais Et Des Portla | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von farblosen (weissen) Zementen |
| US2130626A (en) * | 1937-09-20 | 1938-09-20 | California Portland Cement Co | Process for quenching portland cement clinker |
| DE2412695C3 (de) * | 1974-03-16 | 1980-11-06 | Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von heißem Schüttgut |
| US4101337A (en) * | 1974-10-03 | 1978-07-18 | F. L. Smidth & Co. | Cement manufacture |
| GB1434339A (en) * | 1974-10-03 | 1976-05-05 | Smidth & Co As F L | Coolers for cooling granular or pulverous material |
| US4174974A (en) * | 1978-04-14 | 1979-11-20 | Standard Oil Company (Indiana) | Process for converting coal ash slag into portland cement |
| DE3120683C2 (de) * | 1981-05-23 | 1985-04-11 | BKMI Industrieanlagen GmbH, 8000 München | Vorrichtung zum Kühlen von gebranntem Weißzementklinker |
| DD206422A1 (de) * | 1982-03-04 | 1984-01-25 | Jochen Stark | Verfahren zur abkuehlung heisser schuettgueter |
| DE3522839A1 (de) * | 1985-06-26 | 1987-01-02 | Valenciana Cemento | Verfahren und vorrichtung zur abkuehlung und weiteren behandlung von heissem weisszement-klinker |
| DK169177B1 (da) * | 1991-11-27 | 1994-09-05 | Smidth & Co As F L | Fremgangsmåde til fremstilling af cement |
| DE4414292A1 (de) * | 1994-04-23 | 1995-10-26 | Krupp Foerdertechnik Gmbh | Verfahren und Anlage zur Kühlung von Weißzementklinker |
-
1996
- 1996-07-29 PL PL96328166A patent/PL328166A1/xx unknown
- 1996-07-29 BR BR9611399A patent/BR9611399A/pt not_active Application Discontinuation
- 1996-07-29 WO PCT/IB1996/000956 patent/WO1997016390A1/en active IP Right Grant
- 1996-07-29 IL IL12354896A patent/IL123548A0/xx unknown
- 1996-07-29 AT AT96928656T patent/ATE186714T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-07-29 US US08/983,246 patent/US5972104A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-29 JP JP9517179A patent/JPH11500706A/ja active Pending
- 1996-07-29 CA CA002227470A patent/CA2227470A1/en not_active Abandoned
- 1996-07-29 PT PT96928656T patent/PT858436E/pt unknown
- 1996-07-29 EP EP96928656A patent/EP0858436B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-29 CN CN96197910A patent/CN1200714A/zh active Pending
- 1996-07-29 ES ES96928656T patent/ES2140889T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-29 CZ CZ19981305A patent/CZ287081B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1996-07-29 TR TR1998/00709T patent/TR199800709T2/xx unknown
- 1996-07-29 DE DE69605209T patent/DE69605209T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-29 RU RU98101130A patent/RU2133234C1/ru active
- 1996-07-29 AU AU68354/96A patent/AU6835496A/en not_active Abandoned
-
1998
- 1998-04-27 NO NO981889A patent/NO981889D0/no not_active Application Discontinuation
-
2000
- 2000-01-17 GR GR20000400094T patent/GR3032400T3/el not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ287081B6 (en) | 2000-08-16 |
| NO981889L (no) | 1998-04-27 |
| EP0858436A1 (en) | 1998-08-19 |
| WO1997016390A1 (en) | 1997-05-09 |
| BR9611399A (pt) | 1999-07-13 |
| MX9803499A (es) | 1998-09-30 |
| PT858436E (pt) | 2000-04-28 |
| ATE186714T1 (de) | 1999-12-15 |
| ES2140889T3 (es) | 2000-03-01 |
| CN1200714A (zh) | 1998-12-02 |
| PL328166A1 (en) | 1999-01-18 |
| AU6835496A (en) | 1997-05-22 |
| DE69605209T2 (de) | 2000-05-11 |
| CA2227470A1 (en) | 1997-05-09 |
| GR3032400T3 (en) | 2000-05-31 |
| EP0858436B1 (en) | 1999-11-17 |
| TR199800709T2 (xx) | 1998-07-21 |
| DE69605209D1 (de) | 1999-12-23 |
| IL123548A0 (en) | 1998-10-30 |
| JPH11500706A (ja) | 1999-01-19 |
| CZ130598A3 (cs) | 1998-11-11 |
| US5972104A (en) | 1999-10-26 |
| NO981889D0 (no) | 1998-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2133234C1 (ru) | Способ и устройство для получения цементного клинкера | |
| KR100254043B1 (ko) | 시멘트 클링커의 제조방법 및 장치 | |
| US6626662B2 (en) | System for manufacturing cement clinker | |
| US6210154B1 (en) | Treatment of exhaust gases from kilns | |
| US9975806B2 (en) | Plant for producing cement clinker with gasification reactor for difficult fuels | |
| US20130125799A1 (en) | Systems and methods for comminuting and recirculating coal combustion products | |
| BRPI0607812A2 (pt) | processo para o tratamento de resÍduo e aparelho para realizar o processo | |
| PL101826B1 (pl) | A method of conducting at least partial calcination of preheated pulverized raw material containing lime and device for conducting at least partial calcination of preheated pulverized raw material containing lime | |
| US4123288A (en) | Calcination | |
| US9321684B2 (en) | Cement clinker manufacturing plant | |
| RU95121109A (ru) | Способ охлаждения горячего насыпного материала, способ получения обожженного насыпного материала, установка для получения обожженного насыпного материала | |
| US6773259B1 (en) | Continuous solid waste derived fuel feed system for calciner kilns | |
| CN101318631B (zh) | 静态还原法分解磷石膏制硫酸、发电联产水泥的方法及设备 | |
| RU2690553C1 (ru) | Тепловой агрегат для совместного получения цементного клинкера, сернистого газа, тепловой и электроэнергии | |
| US2653810A (en) | Apparatus for burning fuel | |
| CN217302811U (zh) | 一种适用于水泥窑协同处置固废的可回转三次风管道 | |
| MXPA98003499A (en) | Method and apparatus for producing clinker de ceme | |
| JP2004010436A (ja) | 有機性廃棄物より活性炭化物を製造する方法とその装置 | |
| JP2023144943A (ja) | セメントクリンカの製造方法及び製造設備 | |
| PL136315B2 (en) | Method of heating a cement burning kiln | |
| CN116586400A (zh) | 热反应赤泥预处理工艺及卧式螺旋热反应釜 | |
| UA134182U (uk) | Твердопаливний генератор тепла | |
| UA134506U (uk) | Спосіб автогенного спалювання низькокалорійної та високозольної сировини в режимі цільової твердофазової мінералізації зольного залишку | |
| UA47617U (ru) | Установка термической утилизации твердых бытовых, промышленных и строительных отходов | |
| PL139408B1 (en) | Method of partially burning a raw material mixture,in particular cement meal and apparatus therefor |