RU2498181C2 - Способ получения цементного клинкера и установка для производства цементного клинкера - Google Patents

Способ получения цементного клинкера и установка для производства цементного клинкера Download PDF

Info

Publication number
RU2498181C2
RU2498181C2 RU2011107731/02A RU2011107731A RU2498181C2 RU 2498181 C2 RU2498181 C2 RU 2498181C2 RU 2011107731/02 A RU2011107731/02 A RU 2011107731/02A RU 2011107731 A RU2011107731 A RU 2011107731A RU 2498181 C2 RU2498181 C2 RU 2498181C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
specified
heater
reactor
cyclone
gas
Prior art date
Application number
RU2011107731/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011107731A (ru
Inventor
Ален КОРДОННЬЕ
Себастьян ДЕВРЁ
Original Assignee
Фив Фсб
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39884772&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2498181(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Фив Фсб filed Critical Фив Фсб
Publication of RU2011107731A publication Critical patent/RU2011107731A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2498181C2 publication Critical patent/RU2498181C2/ru

Links

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
    • F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge
    • F27B7/2025—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones
    • F27B7/2033—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones with means for precalcining the raw material
    • 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
    • C04B7/364—Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing
    • C04B7/367—Avoiding or minimising carbon dioxide emissions
    • 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
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/18—Carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и установке для получения цементного клинкера. Установка содержит циклонный подогреватель, реактор предварительного обжига, вращающуюся печь и клинкерный охладитель. Согласно изобретению дымы из печи направляют в реактор предварительного обжига и даже в циклонный подогреватель. В реактор (4) предварительного обжига подают газ (9) с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30% и который является единственным источником кислорода для указанного реактора. Часть (8a) газов, выходящих из циклонного подогревателя, рециркулируют в установку таким образом, чтобы получить соответствующий поток, необходимый для получения взвешенного состояния сырья в указанном подогревателе. Другую часть (8b) с высоким содержанием диоксида углерода адаптируют с целью обработки, позволяющей ограничить выбросы диоксида углерода в атмосферу, в частности такой, как комплексообразование. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается способа получения цементного клинкера в установке, а также самой установки для производства цементного клинкера.
Уровень техники
В большинстве случаев в производстве клинкера используют обожженное сырье или клинкер, который получают из минералов, основным составным элементом которых является карбонат кальция. Получение клинкера включает в себя операцию обжига, во время которой выделяются большие количества диоксида углерода как в результате разложения карбоната кальция, так и при сгорании топлива, необходимого для осуществления операции.
Например, производство одной тонны портландцемента сопровождается выделением примерно 530 кг CO2 из обрабатываемого сырья и 250-300 кг CO2 при сгорании топлива. Этот диоксид углерода выделяется в дымах с концентрацией менее 30%, при этом основным компонентом дымов является азот. В этих условиях трудно изолировать, в частности, осуществить комплексообразование с целью ограничения выбросов CO2 в атмосферу.
При производстве цементного клинкера чаще всего применяют способ, обжига, называемый сухим обжигом, в котором предварительно измельченное сырье обжигают во вращающейся печи. Чтобы снизить энергоемкость операции, на входе и на выходе вращающейся печи добавляют теплообменники, которые напрямую отбирают тепло, присутствующее в сырье и в дымах, выходящих из печи.
На входе устанавливают циклонный подогреватель, в котором сырье подогревают во взвешенном состоянии и из него частично удаляют углекислоту. На выходе устанавливают охладитель клинкера, в котором обожженное сырье охлаждают путем нагнетания холодного воздуха. Большинство установок, работающих по принципу сухого обжига, содержат реактор горения снизу от подогревателя, называемый реактором предварительного обжига, в который подают большую часть топлива, потребляемого обжиговой установкой, и в котором карбонат кальция, содержащийся в сырье во взвешенном состоянии реализует, основную часть реакции удаления углекислоты.
Из документа ЕР-1.923.367 известна установка для производства цементного клинкера, содержащая циклонный подогреватель, реактор предварительного обжига, вращающуюся печь и клинкерный охладитель.
Дымы, производимые реактором предварительного обжига обрабатывают отдельно от дымов, производимых вращающейся печью и циклонным подогревателем.
Согласно этому документу, в реактор предварительного обжига подают газ с высоким содержанием кислорода и с низким содержанием азота с целью концентрации CO2 и облегчения его комплексообразования. CO2, выходящий из реактора предварительного обжига, можно улавливать. Дымы, производимые печью и циклонным подогревателем, не имеют высокой концентрации CO2, и их свободно удаляют в атмосферу.
Настоящее изобретение призвано устранить вышеупомянутые недостатки и предложить экономичный способ получения клинкерного цемента, позволяющий ограничить выбросы диоксида углерода в атмосферу.
Изобретение призвано также предложить такой способ, который можно применять в установке, технически близкой к установке, обычно используемой для производства цементного клинкера.
Изобретение призвано также предложить саму такую установку.
Другие задачи и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве не ограничительного примера.
Прежде всего, объектом настоящего изобретения является способ получения клинкерного цемента в установке, содержащей;
- циклонный подогреватель, предназначенный для предварительного нагрева сырья,
- реактор предварительного обжига, оборудованный одной или несколькими горелками, которые обеспечивают подачу тепла в циклонный подогреватель,
- вращающуюся печь, оборудованную горелкой, в которую подают топливо, при этом дымы из указанной печи направляют в реактор предварительного обжига и/или в циклонный подогреватель,
- охладитель клинкера, в который нагнетают охлаждающий газ, на уровне выхода из указанной вращающейся печи, производящей горячий газ,
при этом согласно способу:
- сырье подогревают и из него удаляют углекислоту в указанном циклонном подогревателе и/или в указанном реакторе предварительного обжига,
- в указанном клинкерном охладителе охлаждают клинкер, выходящий из печи,
- в реактор предварительного обжига подают газ с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30% и который является единственным источником кислорода для указанного реактора,
- часть газов, выходящих из указанного циклонного подогревателя, рециркулируют в установку таким образом, чтобы получить соответствующий поток, необходимый для получения взвешенного состояния сырья в указанном подогревателе, тогда как другую часть газов с высоким содержанием диоксида углерода адаптируют для обработки, позволяющей ограничить выбросы диоксида углерода в атмосферу, например, такой как комплексообразование.
Объектом изобретения является также установка для производства клинкерного цемента, в частности, позволяющая применять способ и содержащая:
- циклонный подогреватель, предназначенный для предварительного нагрева сырья,
- реактор предварительного обжига, оборудованный одной или несколькими горелками, который обеспечивает подачу тепла в циклонный подогреватель,
- вращающуюся печь, оборудованную горелкой, в которую подают топливо, при этом дымы из указанной печи направляют в реактор предварительного обжига и даже в указанный подогреватель,
- охладитель клинкера, в который нагнетают охлаждающий газ, на уровне выхода из указанной вращающейся печи, производящей горячий газ,
- источник газа с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30% и который питает реактор предварительного обжига,
- трубопровод для рециркуляции части газов, выходящих из указанного циклонного подогревателя, в установку, то есть либо в реактор предварительного обжига/ циклонный подогреватель, либо в циклонный охладитель.
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - схема примера способа производства и соответствующая установка согласно первому варианту выполнения изобретения;
фиг.2 - способ производства цементного клинкера и соответствующая установка, согласно второму варианту выполнения изобретения;
фиг.3 - способ производства цементного клинкера и соответствующая установка, согласно третьему варианту выполнения изобретения.
Осуществление изобретения
Таким образом, изобретение касается способа производства цементного клинкера в установке.
Эта установка содержит:
- циклонный подогреватель 3, предназначенный для предварительного нагрева сырья 2,
- реактор 4 предварительного обжига, оборудованный одной или несколькими горелками, который обеспечивает подачу тепла (горячих газов) в циклонный подогреватель 3,
- вращающуюся печь 1, оборудованную горелкой, в которую подают топливо, при этом дымы из указанной печи 1 направляют в реактор 4 предварительного обжига и/или в циклонный подогреватель 3,
- охладитель 5 клинкера, в который нагнетают охлаждающий газ, на уровне выхода из указанной вращающейся печи 1, производящей горячий газ.
Таким образом, речь идет об установке, содержащей, как и известные установки, циклонный подогреватель, реактор предварительного обжига, вращающуюся печь и клинкерный охладитель.
Согласно способу в соответствии с настоящим изобретением:
- сырье подогревают и из него удаляют углекислоту в указанном циклонном подогревателе 3 и/или в реакторе 4 предварительного обжига,
- в указанном клинкерном охладителе 5 охлаждают клинкер, выходящий из печи 1.
Согласно изобретению:
- в указанный реактор 4 предварительного обжига подают газ 9 с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30% и который является единственным источником кислорода для указанного реактора 4,
- часть 8a газов 8, выходящих из указанного циклонного подогревателя 3, рециркулируют в установку таким образом, чтобы получить соответствующий поток, необходимый для получения взвешенного состояния сырья в указанном подогревателе 3, тогда как другую часть 8b с высоким содержанием диоксида углерода адаптируют с целью обработки, позволяющей ограничить выбросы диоксида углерода в атмосферу, в частности, такой как комплексообразование.
Изобретение состоит в том, чтобы вместо воздуха для горения на уровне реактора 4 предварительного обжига использовать чистый кислород или, по меньшей мере, кислородосодержащий газ, содержание азота в котором намного ниже, чем в воздухе.
Таким образом, количество образующихся дымов оказывается меньше, чем обычно, и является недостаточным для удержания сырья во взвешенном состоянии и для обеспечения нормальной аэравлической работы циклонного подогревателя.
Согласно изобретению, этот дисбаланс устраняют путем рециркуляции достаточного количества дымов, выходящих из подогревателя, для поддержания соответствующего газового потока. Таким образом, производимые газы обогащают диоксидом углерода, снижая в них содержание азота, и адаптируют для обработки, позволяющей ограничить выбросы диоксида углерода в атмосферу, в частности, такой как комплексообразование.
В частности, согласно варианту выполнения, часть 8а газов 8, выходящих из указанного циклонного подогревателя 3, рециркулируют таким образом, чтобы обеспечить соотношение массового расхода между обрабатываемым сырьем и дымами в пределах от 0,5 до 2 кг/кг.
Согласно варианту осуществления способа, показанному, в частности, на фиг.1, часть 8a газов 8, выходящих из циклонного подогревателя 3, рециркулируют и нагревают, прежде чем направить ее непосредственно в реактор 4 предварительного обжига и даже в циклонный подогреватель 3. Например, часть 8a рециркулируемых газов нагревают за счет части 6 горячего газа, производимого клинкерным охладителем 5.
Далее следует описание примера, показанного на фиг.1.
В этом примере охлаждающим газом для клинкерного охладителя 5 является воздух, который содержит, таким образом, большую часть азота.
Горячий воздух, создаваемый в клинкерном охладителе 5, делят на три потока. Часть 60 горячего воздуха, получаемого в охладителе, называемую вторичным потоком, направляют во вращающуюся печь 1 для использования в качестве горючего газа в печи.
Вторую часть 6 горячих газов, получаемых в клинкерном охладителе, называемую третичным потоком и определяемую температурой, по меньшей мере, равной 750°C, направляют отдельно от первой, части 60 в теплообменник 11 для подогрева части 8a рециркулируемых газов.
Наконец, отбирают третью часть 7 с температурой ниже температуры третичного потока, и ее можно использовать для производства механической и даже электрической энергии.
В случае необходимости, остаточное тепло, содержащееся в третичном потоке 6a на выходе теплообменника 11, можно использовать для производства энергии, в частности, электрической энергии. В случае необходимости, используют также остаточное тепло, содержащееся в не рециркулируемой части 8b дымов подогревателя 3, для производства энергии.
Следует отметить, что в этом примере рециркулируемую часть 8a направляют напрямую в указанный реактор 4 предварительного обжига и даже в циклонный подогреватель 3. Когда газы направляют в реактор 4 предварительного обжига, горючий газ в реакторе 4 является смесью газа 9 с высоким содержанием кислорода и рециркулируемой части 8a с высоким содержанием диоксида углерода. Таким образом, предпочтительно избегают слишком высокой концентрации кислорода в горючем газе и создания слишком интенсивного пламени в реакторе 4, которое может его повредить.
В случае необходимости, не рециркулируемую напрямую часть 8ь с высоким содержанием диоксида углерода можно, по меньшей мере, частично использовать в качестве среды для пневматической транспортировки твердого топлива и/или для распыления жидкого топлива, которым питают горелку вращающейся печи, и/или в качестве текучей среды для пневматической очистки циклонного подогревателя и/или клинкерного охладителя.
Согласно другому варианту выполнения, показанному, в частности, на фиг.2 и 3:
- в горелку вращающейся печи 1 подают газ 10 с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота меньше 30% и который является единственным источником кислорода для печи,
- рециркулируют часть 8а газов, выходящих из подогревателя, и ее охлаждают при помощи теплообменника 13; 15 и направляют в качестве охлаждающего газа в указанный клинкерный охладитель.
Далее следует более детальное описание способа в соответствии с настоящим изобретением согласно примеру, показанному на фиг.2.
В этом примере охлаждающий газ, питающий клинкерный охладитель 5, получают из рециркулируемых газов, которые в части 8a получают из газов, выходящих из подогревателя 3, и в другой части получают из части горячих газов, производимых указанным клинкерным охладителем 5. В горелку или горелки вращающейся печи подают газ 10 с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота меньше 30% и который является единственным источником кислорода для печи. В горелку или горелки реактора 4 предварительного обжига подают газ 9 с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота меньше 30% и который является единственным источником кислорода для реактора 4.
Таким образом, охлаждающий газ отличается высоким содержанием диоксида углерода. Часть 60 горячего газа, получаемого в клинкерном охладителе 5, называемую вторичным потоком, направляют во вращающуюся печь 1. В частности, часть 60 смешивают с газом 10 с высоким содержанием кислорода, ограничивая, таким образом, концентрацию кислорода в горючем газе, чтобы избежать образования слишком интенсивного пламени на горелке печи, которое может повредить указанную печь.
Вторую часть 6 горячего газа тоже с высоким содержанием диоксида углерода, получаемого в клинкерном охладителе 5, называемую третичным потоком и определенную температурой на менее 750°C, направляют отдельно от первой части в реактор 4 предварительного обжига. В этом реакторе указанная часть 6 газа с высоким содержанием диоксида углерода смешивается с газом 9 с высоким содержанием кислорода, ограничивая, таким 'образом, концентрацию кислорода в горючем газе, чтобы избежать образования слишком интенсивного пламени на горелке реактора 4, которое может повредить этот реактор.
Третью часть 7 горячего газа, получаемого в клинкерном охладителе 5, охлаждают в теплообменнике 14 и рециркулируют для питания клинкерного охладителя 5 охлаждающим газом.
В случае необходимости, остаточное тепло, содержащееся в не рециркулируемой части 8b дымов подогревателя, используют для производства энергии. В случае необходимости, не рециркулируемую напрямую часть 8b с высоким содержанием диоксида углерода тоже можно, по меньшей мере, частично использовать в качестве среды для пневматической транспортировки твердого топлива и/или для распыления жидкого топлива, и/или в качестве текучей среды для пневматической очистки циклонного подогревателя 3 и/или клинкерного охладителя 5.
Установка, показанная на фиг.3, по существу аналогична установке, показанной на фиг.2, и отличается тем, что теплообменник 15, установленный на пути потока части 8a рециркулируемых газов, содержит установку для измельчения и сушки сырья.
В установках, показанных на фиг.1, 2 и 3, газ 9 или 10 с высоким содержанием кислорода, может иметь содержание азота ниже 5%.
Объектом изобретения является также собственно установка для производства цементного клинкера.
Эта установка содержит:
- циклонный подогреватель 3, предназначенный для предварительного нагрева сырья 2,
- реактор 4 предварительного обжига, оборудованный одной или несколькими горелками, которые обеспечивают подачу тепла в циклонный подогреватель 3,
- вращающуюся печь 1, оборудованную горелкой, в которую подают топливо, при этом дымы из печи направляют в реактор 4 предварительного обжига и даже в указанный циклонный подогреватель 3,
- охладитель 5 клинкера, в который нагнетают охлаждающий газ, на уровне выхода из указанной вращающейся печи 1, производящей горячий газ.
Согласно изобретению, установка дополнительно содержит, по меньшей мере:
- источник газа 9 с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30% и который питает реактор 4 предварительного обжига,
- трубопровод 80; 81; 82 для рециркуляции части 8а газов 8, выходящих из указанного циклонного подогревателя 3, в установку. В частности, речь может идти об установках, описанных выше и показанных на фиг.1, 2 и 3, позволяющих применять способ в соответствии с настоящим изобретением.
Согласно варианту выполнения, по меньшей мере, теплообменник 11 взаимодействует с частью 6 горячего газа, производимого клинкерным охладителем 5 для нагрева части 8a рециркулируемых газов, при этом трубопровод 80 рециркуляции питает напрямую реактор 4 предварительного обжига и даже циклонный подогреватель 3.
Согласно другому варианту выполнения, показанному, в частности, на фиг.2 или 3:
- источник газа с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30%, питает горелку вращающейся печи 1,
- по меньшей мере, теплообменник 13; 15 взаимодействует с частью 8a рециркулируемых газов для ее охлаждения, при этом указанный трубопровод 81, 82 рециркуляции питает охлаждающим газом указанный клинкерный охладитель 5.
В случае необходимости, согласно этому варианту выполнения, теплообменник 14 позволяет охлаждать часть 7 горячего газа, производимого клинкерным охладителем, что позволяет его рециркулировать и питать указанный клинкерный охладитель 5 охлаждающим газом.
Далее следует описание характеристик известной установки, а затем ожидаемых характеристик установки, описанной выше и показанной на фиг.1, и, наконец, характеристик установки, описанной выше и показанной на фиг.2.
Известная из уровня техники установка
Рассматриваемая известная установка является установкой для производства клинкера, имеющей средний размер, характерный для большого числа существующих установок, которая производит 5.000 тонн клинкера в день при переработке сырья в количестве 337 тонн в час без применения изобретения.
Она потребляет 3.000 МДж на тонну получаемого клинкера в виде топлива, 62,8% которого подают на уровне реактора предварительного обжига. Рассмотрим случай, когда топливом является нефтяной кокс с теплотворностью менее 34.300 кДж/кг и с содержанием азота 2%.
Охладитель клинкера производит, кроме всего прочего, 117.000 Нм3/ч третичного воздуха при 890°C, который поддерживает горение в реакторе предварительного обжига, и 210.000 Нм3/ч отводимого воздуха (избыточный воздух) при 245°C. Дымы циклонного подогревателя имеют расход 286.200 Нм3/ч и температуру 320°C. Соотношение массового расхода между подаваемым сырьем и дымами подогревателя составляет 0,82.
Производимые и выходящие из подогревателя дымы имеют следующий состав:
- кислород: 3,6%;
- вода: 7,1%;
- диоксид углерода: 29,6%;
- азот: 59,7%.
Дымы вращающейся печи имеют расход 86.200 Нм3/ч и температуру 1.160°C. Их используют в циклонном подогревателе. Дымы, образующееся в печи, имеют следующий состав:
- кислород: 3,2%;
- вода: 5,9%;
- диоксид углерода: 21,5%;
- азот: 69,4%.
В этих условиях 78,1% от общего количества диоксида углерода производит подогреватель, и только 21,9% - вращающаяся печь.
Пример 1 в соответствии с настоящим изобретением
Рассматриваемая установка сравнима с известной, но в данном случае применяют концентрацию диоксида углерода, согласно изобретению, показанному на фиг.1.
В реактор предварительного обжига подают топливо из расчета 1.972 МДж на тонну получаемого клинкера. Работа печи в целом не меняется, и потребление составляет 1.117 МДж на тонну клинкера. Потребности в кислороде для горения в реакторе предварительного обжига составляют 27.650 Нм3/ч.
Таким образом, на выходе подогревателя получают 274.100 Нм3/ч дымов при 325°C, из которых 104.200 Нм3/ч рециркулируют, а 169.900 Нм3/ч отбирают для обработки в них CO2. Соотношение массового расхода между подаваемым сырьем и дымами подогревателя составляет 0,79.
Эти дымы, производимые и выходящие из подогревателя, имеют следующий состав:
- кислород: 4,2%;
- вода: 10,7%;
- диоксид углерода: 49,8%;
- азот: 35,3%;
- CO2 в сухих дымах: 55,8%.
Из охладителя отбирают 117.000 Нм3/ч третичного воздуха при 890°C, который пропускают через теплообменник и который отдает свою энергию в рециркулируемые дымы подогревателя, при этом третичный воздух охлаждается до 350°C. Таким образом, указанные дымы подогревателя нагревают до температуры 810°C, после чего подают в реактор предварительного обжига.
Пример 2 в соответствии с настоящим изобретением
Рассматриваемая установка является установкой согласно примеру, показанному на фиг.2.
Установка производства клинкера потребляет в виде топлива 3.000 МДж на тонну получаемого клинкера, из которых 62,8% подают на уровне реактора предварительного обжига. Потребности в кислороде для горения обеспечивают за счет чистого кислорода одновременно для реактора предварительного обжига и для печи. Общие потребности в кислороде составляют 42.060 Нм3/ч.
Таким образом, на выходе подогревателя получают 238.600 Нм3/ч дымов при 320°C, из которых 129.600 Нм3/ч рециркулируют, а 109.000 Нм3/ч отбирают для обработки CO2. Соотношение массового расхода между подаваемым сырьем и дымами подогревателя составляет 0,81.
Эти дымы, производимые и выходящие из подогревателя, имеют следующий состав:
- кислород: 6,5%;
- вода: 15,6%;
- диоксид углерода: 77,7%;
- азот: 0,22%;
- CO2 в сухих дымах: 92,0%.
Отбираемые дымы соответствуют расходу 166,36 т/ч диоксида углерода.
Рециркулируемые дымы направляют в систему теплообменников для охлаждения до 135°C до их нагнетания в клинкерный охладитель. Избыточные газы охладителя, называемые избыточным потоком, тоже охлаждают до 135°C и затем опять направляют в клинкерный охладитель.
Таким образом, через охладитель пропускают поток газов с расходом 275.800 Нм3/ч при 135С. При контакте с сырьем газ нагревается, при этом различают три части: часть в 48.100 Нм3/ч при 1.180°C, называемую вторичным потоком, которую направляют в зону горения печи, часть в 81.500 Нм3/ч при 890°C, называемую третичным потоком, которую направляют отдельно в реактор предварительного обжига, и, наконец, часть в 146.200 Нм3/ч при 370°C, называемую избыточным потоком. Расход рециркулируемого газа в печи и подогревателе, то есть сумма двух первых потоков составляет 129.600 Нм3/ч. Клинкер охлаждают до температуры 205°C.
Естественно, специалист может предусмотреть и другие варианты применения, не выходя при этом за рамки изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения.

Claims (14)

1. Способ производства цементного клинкера в установке, содержащей циклонный подогреватель (3), предназначенный для предварительного нагрева сырья (2), реактор (4) предварительного обжига, оборудованный одной или несколькими горелками, который обеспечивает подачу тепла в циклонный подогреватель (3), вращающуюся печь (1), оборудованную горелкой, в которую подают топливо, при этом дымы из указанной печи (1) направляют в реактор (4) предварительного обжига и/или в циклонный подогреватель (3), охладитель (5) клинкера, в который нагнетают охлаждающий газ, на уровне выхода из указанной вращающейся печи (1), производящей горячий газ, в котором сырье подогревают и из него удаляют углекислоту в указанном циклонном подогревателе (3) и/или в реакторе (4) предварительного обжига, в указанном клинкерном охладителе (5) охлаждают клинкер, выходящий из печи (1), в указанный реактор (4) предварительного обжига подают газ (9) с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30% и который является единственным источником кислорода для указанного реактора (4), часть (8а) газов, выходящих из указанного циклонного подогревателя (3), рециркулируют в установку таким образом, чтобы получить соответствующий поток, необходимый для получения взвешенного состояния сырья в указанном подогревателе, тогда как другую часть (8b) с высоким содержанием диоксида углерода адаптируют для обработки, позволяющей ограничить выбросы диоксида углерода в атмосферу, в частности, такой как комплексообразование.
2. Способ по п.1, в котором часть (8а) газов (8), выходящих из указанного циклонного подогревателя (3), рециркулируют таким образом, чтобы обеспечить соотношение массового расхода между обрабатываемым сырьем и дымами в пределах от 0,5 до 2 кг/кг.
3. Способ по п.1 или 2, в котором часть (8а) газов (8), выходящих из указанного циклонного подогревателя (3), рециркулируют и нагревают, прежде чем направить ее непосредственно в реактор (4) предварительного обжига и даже в циклонный подогреватель (3).
4. Способ по п.3, в котором часть (8а) рециркулируемых газов нагревают за счет части (6) горячего газа, производимого клинкерным охладителем (5).
5. Способ по п.1 или 2, в котором в горелку вращающейся печи подают газ (10) с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота меньше 30% и который является единственным источником кислорода для печи, и рециркулируют часть (8а) газов, выходящих из подогревателя (2), и ее охлаждают при помощи теплообменника (13, 15) и направляют в качестве охлаждающего газа в указанный клинкерный охладитель (5).
6. Способ по п.5, в котором в качестве теплообменника (15) для охлаждения части (8а) рециркулируемых газов используют установку для сушки сырья.
7. Способ по п.5, в котором избыточную часть (7) горячего газа, получаемого в клинкерном охладителе (5), охлаждают в теплообменнике (14) и рециркулируют для питания указанного клинкерного охладителя (5) охлаждающим газом.
8. Способ по п.1 или 2, в котором газ (9 и/или 10) с высоким содержанием кислорода имеет содержание азота ниже 5%.
9. Способ по п.1 или 2, в котором остаточное тепло, содержащееся в нерециркулируемой части (8b) дымов подогревателя используют для производства энергии.
10. Способ по п.1 или 2, в котором часть (8b) с высоким содержанием диоксида углерода используют в качестве среды для пневматической транспортировки твердого топлива, и/или для распыления жидкого топлива, и/или в качестве текучей среды для пневматической очистки циклонного подогревателя (3) и/или клинкерного охладителя.
11. Установка для производства цементного клинкера, содержащая циклонный подогреватель (3), предназначенный для предварительного нагрева сырья (2), реактор (4) предварительного обжига, оборудованный одной или несколькими горелками, которые обеспечивают подачу тепла в циклонный подогреватель (3), вращающуюся печь (1), оборудованную горелкой, в которую подают топливо, при этом дымы из указанной печи (1) направляют в реактор (4) предварительного обжига и даже в указанный подогреватель, охладитель (5) клинкера, в который нагнетают охлаждающий газ, на уровне выхода из указанной вращающейся печи (1), производящей горячий газ, источник газа (9) с высоким содержанием кислорода, в котором содержание азота ниже 30% и который питает реактор (4) предварительного обжига, трубопровод (80; 81; 82) для рециркуляции части (8а) газов, выходящих из указанного циклонного подогревателя (3) и поступающих в установку.
12. Установка по п.11, в которой, по меньшей мере, теплообменник (11) взаимодействует с частью (6) горячего газа, производимого клинкерным охладителем (5) для нагрева части (8а) рециркулируемых газов, при этом указанный трубопровод (80) рециркуляции питает напрямую реактор (4) предварительного обжига и даже циклонный подогреватель (3).
13. Установка по п.11, в которой источник газа с высоким содержанием кислорода и с содержанием азота ниже 30% питает горелку вращающейся печи (1), и в которой, по меньшей мере, теплообменник (13; 15) взаимодействует с частью (8а) рециркулируемых газов для ее охлаждения, при этом указанный трубопровод (81; 82) рециркуляции питает охлаждающим газом указанный клинкерный охладитель (5).
14. Установка по п.13, в которой теплообменник (14) позволяет охлаждать часть (7) горячего газа, производимого клинкерным охладителем (5), для питания указанного клинкерного охладителя (5) охлаждающим газом.
RU2011107731/02A 2008-08-01 2009-07-17 Способ получения цементного клинкера и установка для производства цементного клинкера RU2498181C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0804406A FR2934589B1 (fr) 2008-08-01 2008-08-01 Procede de fabrication de clinker de ciment dans une installation, et installation de fabrication de clinker de ciment en tant que telle
FR08/04406 2008-08-01
PCT/FR2009/000883 WO2010012880A1 (fr) 2008-08-01 2009-07-17 Procédé de fabrication de clinker de ciment dans une installation, et installation de fabrication de clinker de ciment en tant que telle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011107731A RU2011107731A (ru) 2012-09-10
RU2498181C2 true RU2498181C2 (ru) 2013-11-10

Family

ID=39884772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011107731/02A RU2498181C2 (ru) 2008-08-01 2009-07-17 Способ получения цементного клинкера и установка для производства цементного клинкера

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8647430B2 (ru)
EP (1) EP2304363B2 (ru)
JP (1) JP5607047B2 (ru)
CN (1) CN102112834B (ru)
BR (1) BRPI0917533A2 (ru)
CA (1) CA2730541C (ru)
DK (1) DK2304363T4 (ru)
ES (1) ES2387948T3 (ru)
FR (1) FR2934589B1 (ru)
MX (1) MX2011001157A (ru)
PL (1) PL2304363T3 (ru)
RU (1) RU2498181C2 (ru)
WO (1) WO2010012880A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2934590B1 (fr) * 2008-08-01 2010-08-13 Fives Fcb Procede de fabrication de clinker de ciment dans une installation, et installation de fabrication de clinker de ciment en tant que telle.
DE102009041089C5 (de) 2009-09-10 2013-06-27 Khd Humboldt Wedag Gmbh Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zement mit verringerter CO2-Emission
FR2975094B1 (fr) * 2011-05-12 2013-05-03 Lafarge Sa Procede de decarbonatation
CN103175407B (zh) * 2011-12-23 2015-08-05 财团法人工业技术研究院 回流悬浮式煅烧炉系统
TWI484125B (zh) 2011-12-23 2015-05-11 Ind Tech Res Inst 迴流懸浮式煅燒爐系統及其使用方法
CN102674724A (zh) * 2012-05-11 2012-09-19 赵益民 一种两级分解物料预烧水泥熟料煅烧系统及其工艺
CN103335515A (zh) * 2013-07-19 2013-10-02 北京汉能清源科技有限公司 一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统
DE102018206673A1 (de) * 2018-04-30 2019-10-31 Thyssenkrupp Ag Oxyfuel-Klinkerherstellung mit spezieller Sauerstoffzugasung
CN111623641A (zh) * 2020-05-27 2020-09-04 长沙矿冶研究院有限责任公司 还原焙烧烟气与焙烧成品余热综合回收利用装置及方法
EP4303515A1 (en) * 2022-07-08 2024-01-10 Heidelberg Materials AG Method for manufacturing cement clinker
CN118026556B (zh) * 2024-04-11 2024-06-07 德州市公路事业发展中心庆云分中心 一种环保型水泥的连续化生产设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3010909A1 (de) * 1980-03-21 1981-10-01 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Verfahren und vorrichtung zum brennen von feinkoernigen gut und zur erzeugung von kohlenstaub
RU2136622C1 (ru) * 1994-04-21 1999-09-10 Ф.Л.Смидт энд Ко. А/С Способ контроля температуры в обжиговой печи и устройство для производства цементного клинкера
RU2248946C2 (ru) * 2000-03-30 2005-03-27 Ф.Л.Смидт Энд КО А/С Способ и устройство для приготовления цементного клинкера из порошкового цементного сырья
EP1923367B1 (en) * 2006-11-13 2013-08-28 Lafarge Process for the production of cement

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4708644A (en) * 1986-07-08 1987-11-24 Fuller Company Apparatus for roasting fine grained material
JPH02263746A (ja) 1989-04-04 1990-10-26 Tosoh Corp セメントロータリーキルンの燃焼装置及び燃焼方法
JPH09110485A (ja) * 1995-10-09 1997-04-28 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd セメント製造設備
FR2876782B1 (fr) * 2004-10-19 2007-02-16 Technip France Sa Installation et procede de calcination d'une charge minerale contenant un carbonate pour produire un liant hydraulique
JP4777044B2 (ja) * 2005-11-04 2011-09-21 太平洋セメント株式会社 セメント製造装置及びセメント製造方法
FR2908327B1 (fr) 2006-11-09 2009-01-30 Air Liquide Procede de fabrication de clinker a emission de co2 controlee
FR2934590B1 (fr) * 2008-08-01 2010-08-13 Fives Fcb Procede de fabrication de clinker de ciment dans une installation, et installation de fabrication de clinker de ciment en tant que telle.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3010909A1 (de) * 1980-03-21 1981-10-01 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Verfahren und vorrichtung zum brennen von feinkoernigen gut und zur erzeugung von kohlenstaub
RU2136622C1 (ru) * 1994-04-21 1999-09-10 Ф.Л.Смидт энд Ко. А/С Способ контроля температуры в обжиговой печи и устройство для производства цементного клинкера
RU2248946C2 (ru) * 2000-03-30 2005-03-27 Ф.Л.Смидт Энд КО А/С Способ и устройство для приготовления цементного клинкера из порошкового цементного сырья
EP1923367B1 (en) * 2006-11-13 2013-08-28 Lafarge Process for the production of cement

Also Published As

Publication number Publication date
CA2730541C (en) 2014-09-09
CN102112834A (zh) 2011-06-29
US8647430B2 (en) 2014-02-11
MX2011001157A (es) 2011-03-15
US20110113988A1 (en) 2011-05-19
DK2304363T4 (da) 2022-01-17
EP2304363A1 (fr) 2011-04-06
JP5607047B2 (ja) 2014-10-15
WO2010012880A1 (fr) 2010-02-04
CN102112834B (zh) 2014-06-18
CA2730541A1 (en) 2010-02-04
FR2934589B1 (fr) 2010-08-27
EP2304363B1 (fr) 2012-05-23
RU2011107731A (ru) 2012-09-10
FR2934589A1 (fr) 2010-02-05
EP2304363B2 (fr) 2021-11-03
BRPI0917533A2 (pt) 2015-11-17
JP2011529844A (ja) 2011-12-15
PL2304363T3 (pl) 2012-11-30
DK2304363T3 (da) 2012-08-20
ES2387948T3 (es) 2012-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2498181C2 (ru) Способ получения цементного клинкера и установка для производства цементного клинкера
RU2498182C2 (ru) Способ получения цементного клинкера и установка для производства цементного клинкера
US20200048146A1 (en) Lime kiln apparatus fully recycling co2
RU2466950C2 (ru) Способ производства цемента
JPS59500911A (ja) セメントクリンカーの製造方法
CN101541702A (zh) 可控制co2排放的水泥熟料的制备方法
RU2536578C2 (ru) Способ получения цементного клинкера в установке и установка для производства цементного клинкера
JP6366679B2 (ja) セメント製造プラントの運転方法
CN104058606A (zh) 富氧燃烧生产石灰的方法和装置
WO2022099532A1 (zh) 一种水泥窑系统及制备水泥熟料的方法
US4123288A (en) Calcination
US20190047911A1 (en) Plant for production of cement with reduced emission of pollutant gasses
US20120031307A1 (en) System and method for manufacturing cement clinker utilizing waste materials
CN102057240B (zh) 伴有独立煅烧的气化
CN114735956A (zh) 一种水泥熟料的低碳生产方法及其系统
CN113614049A (zh) 利用焦炭干式灭火设备的生石灰的制造方法及制造装置
US20240067563A1 (en) Apparatus and process for production of burnt lime or dolomite
US20240101476A1 (en) Apparatus and process for production of burnt lime or dolomite
UA100498C2 (ru) Способ и установка для термической обработки измельченных твердых частиц из гидроксида металла
WO2012025852A1 (en) Low emission production process of scm
CN111763019B (zh) 一种碳捕集石灰煅烧系统及应用方法
RU2497766C1 (ru) Способ получения цементного клинкера
CN113614048A (zh) 利用焦炭干式灭火设备及热交换器的生石灰的制造方法及制造装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150718