RU2691912C1 - Способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера - Google Patents
Способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691912C1 RU2691912C1 RU2018119721A RU2018119721A RU2691912C1 RU 2691912 C1 RU2691912 C1 RU 2691912C1 RU 2018119721 A RU2018119721 A RU 2018119721A RU 2018119721 A RU2018119721 A RU 2018119721A RU 2691912 C1 RU2691912 C1 RU 2691912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clinker
- hydrogen
- carbon
- mixture
- gas
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 41
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 38
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 16
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- -1 carbon monoxide compound Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims description 2
- 239000011806 microball Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940063767 oxygen 95 % Drugs 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011805 ball Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
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
-
- 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
- C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
- C04B7/40—Dehydrating; Forming, e.g. granulating
-
- 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
- C04B7/4453—Burning; Melting using plasmas or radiations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цементной промышленности, в частности к способу производства цементного клинкера в виде микрошариков. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении скорости клинкерообразования. В газогенератор 2 сверху подается смесь, содержащая известь, коксик, глину (смесь оксида кварца и других примесей) и инерта, а снизу в газогенератор 2 подают кислород. Нагрев поднимающегося снизу газогенератора 2 кислорода, поступающего из установки короткоцикловой адсорбции 1 воздуха, осуществляется за счет теплоотдачи разогретого и опускающегося инерта. Кислород вступает в реакцию с углеродом коксика с выделением большого количества тепла, с образованием диоксида углерода и воды. Перегретые газы СОи НО (виде пара) вступают в реакцию с углеродом коксика и образуют синтез-газ, представляющий собой смесь монооксида углерода СО и водорода Н. Известь, пройдя через зону горения газогенератора 2, декарбонизируется. Далее синтез-газ поступает на скруббер 9, где очищается от воды и смол, а затем поступает на установку аминовой очистки 10, после чего часть синтез-газа попадает на установку паровой конверсии 11, где монооксид углерода конвертируется в водород и углекислый газ. Далее конвертированный синтез-газ поступает на установку аминовой очистки 12, где выделяется водород, поступающий в блок СВЧ плазматронов с установками поверхностного разряда 30 с форсунками подачи кислорода 6 в реакторе 5, где водород диссоциирует с превращением двухатомного водорода в атомарный, с последующей рекомбинацией в двухатомный водород на поверхности клинкера, с выделением большого количества тепла и температурой около 3600°С, приводя к его расплаву и переводу его в жидкое, текучее состояние. Повышение температуры клинкера и сопутствующее этому снижение вязкости клинкера приводит к увеличению скорости растворения СаО образовавшегося из коксика в клинкере, что способствует резкому увеличению скорости клинкерообразования. Полученный расплав клинкера подвергается воздействию сферообразующего агента, в котором под действием сил поверхностного натяжения образуются микрошарики, которые попадая в циклон охлаждаются. 5 ил.
Description
Изобретение относится к цементной промышленности, в частности к способу производства цементного клинкера в виде микрошариков.
Известен способ производства цементного клинкера, включающий в себя подогрев порошкообразного сырья отходящими газами, спекание его в процессе продувки через затравку кипящего слоя за счет сжигания топлива и охлаждение, в качестве топлива используют синтез-газ, получаемый в результате рекуперации тепла от клинкера путем химической регенерации традиционных видов топлива, и готовый продукт затем охлаждают в две стадии: высокотемпературная зона - продувкой смеси углеводородного топлива и воды - пара и/или углекислого газа - СО2, а низкотемпературная - воздухом, отходящие газы от ступеней охлаждения подают в зону спекания и декарбонизации. Углекислый газ и водяной пар отбирают из отходящих газов печи. (RU, 2497766 С1).
Недостатком данного способа является низкая температура факела. По данным Weber P. Abgasverluste beim Zementdrehofen. «Zement-Kalk-Gips», 1957, №2., повышение температуры факела на 20-40° увеличивает производительность на 2,5-4% и снижает удельный расход тепла на обжиг клинкера на 2-4%. Данный способ имеет ограничение по максимальной температуре факела, так как температура горения исходного топлива -метана СН4, составляет 2040°С, а компоненты синтез-газа, соответственно, оксида углерода СО - 2370°С и водорода Н2 - 2230°С, что и является максимальной температурой факела.
Известен способ получения цементного клинкера, заключающийся в том, что через слой сухой мелкогранулированной сырьевой смеси, расположенной на колосниковой решетке или пористом основании пропускают под напором горячие дымовые газы. Проникая внутрь слоя, они вызывают непрерывную циркуляцию зерен и весь слой материала приобретает сходство с кипящей жидкостью. Всестороннее смывание мелких зерен горячим газом создает наиболее благоприятные условия теплообмена и определяет высокую удельную производительность таких установок. Качество клинкера при этом получается высокое вследствие равномерного обжига мелких гранул. В качестве аналога рассматриваем способ, по которому все стадии - сушка, кальцинирование, обжиг цементного клинкера осуществляются в одном аппарате - реакторе. (Колокольников B.C. «Производство цемента» М., Высшая школа, 1967 г).
Недостатком данного способа является высокий расход топлива и электроэнергии. Высокий расход топлива вызван отсутствием предварительной декарбонизации сырья, а высокий расход электроэнергии вызван необходимостью создания повышенного давления газов для прохождения воздуха через высокотемпературный клинкер.
Известен способ нагрева поверхности за счет диссоциации двухатомного водорода, например, атомно-водородная сварка, которая представляет собой электрохимический вариант сварки плавлением. Процесс происходит за счет теплоты электрической дуги и рекомбинации атомарного водорода, предварительно диссоциированного вблизи столба независимой дуги между двумя вольфрамовыми электродами. По степени концентрации теплоты атомно-водородная сварка занимает промежуточное положение между ацетиленокислородной сваркой и сваркой вольфрамовым электродом в среде инертных газов. (В.П. Фоминых, А.П. Яковлев Ручная дуговая сварка)
Водород диссоциирует с превращением двухатомного водорода в атомарный Н2>2Н, с затратой энергии около 400 Мдж/кмоль (100000 кал/моль). На поверхности металла водород рекомбинирует в двухатомную форму, освобождает энергию диссоциации, передает ее металлу и расплавляет его с образованием сварочной ванны. (Большая Советская Энциклопедия, статья Атомно-водородная сварка)
Существует микроволновое устройство - «микроволновый факел», - позволяющее получать плазменные струи в потоках практически любых газов и газовых смесей при давлениях, близких к атмосферному. Примененная система ввода микроволновой энергии обеспечивает чрезвычайно высокую (близкую к 100%) эффективность использования энергии в плазме факела.
Высокая газовая температура в струе (Tg @ 4 - 5 тысяч градусов К), высокая концентрация электронов (ne @ 3 1014-1016 см-3) и электронная температура (Те @ 20 - 30 тысяч градусов К°) делают микроволновый факел чрезвычайно эффективным плазмохимическим устройством для разложения газообразных веществ.
Работает микроволновый факел на базе магнетрона и системы электрического питания, применяемых в бытовых кухонных СВЧ печах. Это позволяет изготавливать очень простые, эффективные, недорогие и недефицитные устройства для разложения газообразных веществ с его использованием. (Институт Общей Физики им. А.М. Прохорова http://oil06.narod.ru/hightech.htm)
Существует газогенератор, описанный в патенте Способ переработки конденсированного органического топлива и газогенераторная установка (RU 2554953), позволяющий получать синтез-газ и одновременно производить декарбонизацию известняка.
Известна полезная модель (RU 77861) «Установка для диспергирования цементного клинкера» предназначена для получения микрошариков из расплава в комбинации расходной печи для подогрева расплава цементного клинкера и установки для диспергирования расплава, в которой расплав в процессе распыления с помощью вращающихся лопастей в электрическом поле способен превращаться в мельчайшие сферические капли, затвердевающие при охлаждении.
В настоящее время улучшение процесса получения микрошариков из расплава цементного клинкера является чрезвычайно актуальной задачей, поскольку существующие методы экологически и экономически не эффективны и часто бывают неприемлемыми. В то же время, назрела необходимость в использовании таких технологий, которые бы обеспечивали получение микрошариков с обеспечением экологической чистоты газовых выбросов.
Общие основные проблемы, которые остаются нерешенными в указанных известных способах получения микрошариков из расплава цементного клинкера, являются, в частности: невозможность влиять на температуру газов по сечению реактора; невозможность локально нагревать радиационным способом необходимые участки и поддерживать заданную температуру на поверхности расплава клинкера.
Задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления микрошариков из расплава цементного клинкера, обеспечивающего по сечению реактора стабильного, однородного фронта температуры путем управления температурой плазмы и СВЧ излучения, за счет безынерционного управления мощностью магнетрона, поверхностного разряда и расхода водорода.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления микрошариков из расплава цементного клинкера, в котором ликвидируется окислы азота, за счет применения кислородного дутья.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание способа производства микрошариков из расплава цементного клинкера заданного диаметра, за счет изменения температуры расплава и скорости течения газообразного сферообразующего агента.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении скорости клинкерообразования.
Указанный технический результат достигается тем, что способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера включает подачу в газогенератор сверху сырьевой смеси, содержащей известняк, коксик и глину, а также подают инерт-кусковой шамот, а снизу в газогенератор подают кислород из установки короткоцикловой адсорбции воздуха, в зоне горения реактора кислород вступает в реакцию с углеродом коксика с выделением большого количества тепла, с образованием диоксида углерода и воды, перегретые газы диоксид углерода и водяной пар вступают в реакцию с углеродом коксика с образованием синтез-газа, представляющего собой смесь монооксида углерода и водорода, смесь глины и известняка, декарбонизированного в газогенераторе, поступает в реактор синтеза и плавления клинкера, а синтез-газ поступает на скруббер, где очищается от воды и смол, а затем поступает на установку аминовой очистки, где очищается от кислых газов, после чего часть синтез-газа попадает на установку паровой конверсии, где монооксид углерода конвертируется в водород и углекислый газ за счет реакции соединения монооксида углерода и воды, далее выделенный водород, поступает в блок СВЧ плазматронов с установками поверхностного разряда, где двухатомный водород диссоциирует с превращением двухатомного водорода в атомарный, с последующей рекомбинацией в двухатомный водород на поверхности смеси декарбонизированного известняка и глины, находящейся в реакторе синтеза и плавления клинкера, с выделением большого количества тепла и температурой около 3600 С°, приводя к образованию расплава клинкера, который подают затем в сверхзвуковую струю сферообразующего агента, где под действием сил поверхностного натяжения образуются микрошарики, направляемые в циклон для охлаждения.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично представлена установка по производству микрошариков из расплава цементного клинкера; на фиг. 2 - схема газогенератора с установкой конверсии синтез-газа в водород; на фиг. 3 - схема установки короткоцикловой адсорбции воздуха с получением кислорода 95% концентрации; на фиг. 4 - схема СВЧ плазматрона с установкой поверхностного разряда; на фиг. 5 - схема расположения схема блока СВЧ плазматронов с установками поверхностного разряда с форсунками подачи кислорода.
Установка для производства микрошариков из расплава цементного клинкера включает в себя установку короткоцикловой адсорбции воздуха 1 для получения 95% кислорода, после которой расположен газогенератор 2. Газогенератор 2 предназначен для декарбонизации известняка до негашеной извести и производит синтетический газ (далее - синтез-газ), который поступает на установку очистки газа 3 состоящую из скруббера 9 и установка аминовой очистки 10, далее часть синтез-газа поступает в реактор синтеза и плавления клинкера 5 (далее реактор 5), а другая часть синтез-газа поступает в блок конверсии монооксида углерода 4, откуда выделенный двухатомный водород поступает в блок СВЧ плазматронов с установками поверхностного разряда с форсунками подачи кислорода 6 в реакторе 5 на СВЧ плазматроны с установками поверхностного разряда 30, где двухатомный водород диссоциирует с превращением в атомарный водород, с последующей рекомбинацией в двухатомный водород на поверхности смеси декарбонизированного известняка и глины с выделением большого количества тепла и температурой около 3600 С°, приводя к расплаву смеси и переводу ее в жидкое, текучее состояние, и образованию расплава клинкера с резким увеличением скорости клинкерообразования. Далее по каналу 29 расплав клинкера обрабатывается сверхзвуковой струей газообразного сферообразующего агента, проходящего через сверхзвуковую форсунку 7, и в плоском скачке уплотнения разбивается на мелкодисперсные шарики, которые попадают в циклон 8, где охлаждаются и отделяются от газообразного сферообразующего агента. Кислород с установки короткоцикловой адсорбции 1 попадает через форсунки подачи кислорода 31 в область расположения СВЧ плазматронов с установками поверхностного разряда с форсунками подачи кислорода 6 в реакторе 5 и окисляет молекулы водорода до воды, с выделением тепла, которое используется для нагрева клинкера.
Установка короткоцикловой адсорбции воздуха 1 с получением кислорода 95% концентрации состоит из компрессора 13, который сжимает воздух и подает его на блок клапанов, состоящий из клапанов 14, 15, 16, 17, которые перепускают на емкости с цеолитами 18, 19, например Nax13, где осуществляется разделение кислорода и азота. Емкости 18, 19 снабжены дросселем 20, обратными клапанами 21, 22 и регулятором давления 23, через который кислород поступает на форсунки 31 находящиеся в блоке СВЧ плазматронов с установками поверхностного разряда с форсунками подачи кислорода 6 в реакторе 5, а обогащенная азотом смесь сбрасывается через сброс 32.
СВЧ плазматрон с установкой поверхностного разряда 30 состоит из магнитрона 24, волнового резонатора 25, петли связи резонатора с коаксиальным микроволновым трактом 26, внешнего коаксиального электрода микроволнового тракта 27, острие связи резонатора с коаксиальным микроволновым трактом 28. Водород поступает в резонатор с коаксиальным микроволновым трактом 26, пройдя через него попадает на острие резонатора с коаксиальным микроволновым трактом 28. По мере работы магнетрона 24 и накопления микроволновой энергии в волновом резонаторе 25 напряженность поля на резонаторе с коаксиальным микроволновым трактом 26 возрастает и, в некоторый момент времени, достигает пробойной величины. При этом на острие резонатора с коаксиальным микроволновым трактом 28 в струе водорода образуется пробой и формируется область газоразрядной плазмы. Эта плазма в силу своей высокой проводимости фактически становится продолжением острия резонатора с коаксиальным микроволновым трактом 28 внешнего коаксиального электрода микроволнового тракта 27, и электромагнитная волна теперь может распространяться дальше по коаксиалу, до конца области, занятой плазмой, где вновь обеспечиваются пробойные условия для прилегающей области. Таким образом, в струе водорода формируется плазменный факел, длина которого может достигать десятков сантиметров. А водород диссоциирует с превращением двухатомного водорода в атомарный, и достигая поверхности клинкера, водород рекомбинирует в двухатомную форму выделяя около 400 Мдж/кмоль, нагревая тем самым клинкер.
Способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера реализуется в процессе работы установки, заключающейся в следующем.
В газогенератор 2 сверху подается сырьевая смесь, содержащая известняк, коксик, глину (пригодная для производства клинкера см справочник А.И. Августиник Керамика - М.: Стройиздат, 1957) и инерт, например, кусковой шамот, который предназначен для нагрева кислорода до температуры 1200 С° и обеспечения газопроницаемости рабочей зоны газогенератора 2. Снизу в газогенератор 2 подают кислород из установки короткоцикловой адсорбции воздуха 1. В зоне горения реактора 5 кислород вступает в реакцию с углеродом коксика с выделением большого количества тепла, с образованием диоксида углерода и воды. Перегретые газы диоксид углерода и водяной пар вступают в реакцию с углеродом коксика с образованием синтез-газа, представляющего собой смесь монооксида углерода и водорода. Смесь глины и известняка, декарбонизированного в газогенераторе, поступает в реактор 5 синтеза и плавления клинкера, а синтез-газ поступает на скруббер 9, где очищается от воды и смол, а затем поступает на установку аминовой очистки 12, где очищается от кислых газов, после чего часть синтез-газа попадает на установку паровой конверсии 11, где монооксид углерода конвертируется в водород и углекислый газ за счет реакции соединения монооксида углерода и воды. Далее выделенный водород, поступает в блок СВЧ плазматронов с установками поверхностного разряда 30 с форсунками подачи кислорода 6 в реакторе 5, где двухатомный водород диссоциирует с превращением двухатомного водорода в атомарный, с последующей рекомбинацией в двухатомный водород на поверхности смеси декарбонизированного известняка и глины, находящейся в реакторе 5, с выделением большого количества тепла и температурой около 3600 С°, приводя к образованию расплава клинкера. Полученный расплав клинкера по каналу 29 попадает в сверхзвуковую струю исходящую из форсунки 7 газообразного сферообразующего агента (воздух) нагнетаемого компрессором (на чертеже условно не показан), где в плоском скачке уплотнения расплавленный клинкер разбивается на мелкодисперсные капли, которые под действием сил поверхностного натяжения образуют микрошарики, которые попадают в циклон 8, где охлаждаются и отделяются от газообразного сферообразующего агента.
Кроме образования микрошариков в сверхзвуковой струе, образование микрошариков может быть осуществлено, например, путем электростатического вытягивания в неравновесном электрическом поле («Капля» Гегузин Я.Е. издательство «Наука» Москва 1973 г. стр. 95-100).
Управление и регулирование процессами производства микрошариков из расплава цементного клинкера может быть осуществлено на основе известных из уровня техники приемов и методов.
Claims (1)
- Способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера включает подачу в газогенератор сверху сырьевой смеси, содержащей известняк, коксик и глину, а также подают инерт - кусковой шамот, а снизу в газогенератор подают кислород из установки короткоцикловой адсорбции воздуха, в зоне горения реактора кислород вступает в реакцию с углеродом коксика с выделением большого количества тепла, с образованием диоксида углерода и воды, перегретые газы диоксид углерода и водяной пар вступают в реакцию с углеродом коксика с образованием синтез-газа, представляющего собой смесь монооксида углерода и водорода, смесь глины и известняка, декарбонизированного в газогенераторе, поступает в реактор синтеза и плавления клинкера, а синтез-газ поступает на скруббер, где очищается от воды и смол, а затем поступает на установку аминовой очистки, где очищается от кислых газов, после чего часть синтез-газа попадает на установку паровой конверсии, где монооксид углерода конвертируется в водород и углекислый газ за счет реакции соединения монооксида углерода и воды, далее выделенный водород, поступает в блок СВЧ плазматронов с установками поверхностного разряда, где двухатомный водород диссоциирует с превращением двухатомного водорода в атомарный, с последующей рекомбинацией в двухатомный водород на поверхности смеси декарбонизированного известняка и глины, находящейся в реакторе синтеза и плавления клинкера, с выделением большого количества тепла и температурой около 3600°С, приводя к образованию расплава клинкера, который подают затем в сверхзвуковую струю сферообразующего агента, где под действием сил поверхностного натяжения образуются микрошарики, направляемые в циклон для охлаждения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018119721A RU2691912C1 (ru) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | Способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018119721A RU2691912C1 (ru) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | Способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2691912C1 true RU2691912C1 (ru) | 2019-06-18 |
Family
ID=66947689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018119721A RU2691912C1 (ru) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | Способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2691912C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU47394A1 (ru) * | 1935-08-13 | 1936-06-30 | А.С. Пантелеев | Способ одновременного получени генераторного газа и портландцемента |
| JPH05339037A (ja) * | 1992-06-09 | 1993-12-21 | Mitsubishi Materials Corp | モルタル及びコンクリートの製造方法 |
| RU2115742C1 (ru) * | 1993-01-26 | 1998-07-20 | "Холдербанк" Финансьер Гларус АГ | Способ получения чугуна и цементного клинкера |
| RU77861U1 (ru) * | 2008-02-18 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Установка для диспергирования цементного клинкера |
-
2018
- 2018-05-29 RU RU2018119721A patent/RU2691912C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU47394A1 (ru) * | 1935-08-13 | 1936-06-30 | А.С. Пантелеев | Способ одновременного получени генераторного газа и портландцемента |
| JPH05339037A (ja) * | 1992-06-09 | 1993-12-21 | Mitsubishi Materials Corp | モルタル及びコンクリートの製造方法 |
| RU2115742C1 (ru) * | 1993-01-26 | 1998-07-20 | "Холдербанк" Финансьер Гларус АГ | Способ получения чугуна и цементного клинкера |
| RU77861U1 (ru) * | 2008-02-18 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Установка для диспергирования цементного клинкера |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2633565C1 (ru) | Способ и установка для сопряженного пиролиза биомассы под давлением | |
| AU2012280631B2 (en) | Method for the parallel production of hydrogen and carbon-containing products | |
| US4508040A (en) | Method and plant for conversion of waste material to stable final products | |
| TWI494440B (zh) | 使用天然氣將鐵氧化物還原成金屬鐵之系統與方法 | |
| JP5347183B2 (ja) | ガス流からフッ素を除去するための方法及び装置 | |
| US11220642B2 (en) | Pulverized coal gasification device and process for producing high heating value coal gas with low carbon residue content | |
| JP2012506990A5 (ru) | ||
| JPH0313512B2 (ru) | ||
| KR20030065483A (ko) | 비열 무음 및 펄스 코로나 방전 반응기에서 메탄 및황화수소의 전환방법 | |
| KR101869447B1 (ko) | 열 플라즈마 시스템을 구비한 비이산화탄소(non-CO2) 온실가스 처리 시멘트 소성설비 및 그를 이용한 비이산화탄소(non-CO2) 온실가스 처리방법 | |
| RU2691912C1 (ru) | Способ производства микрошариков из расплава цементного клинкера | |
| RU2005116796A (ru) | Способ прямого восстановления оксидов железа и получения расплава железа и установка для его осуществления | |
| ES2704666T3 (es) | Método y equipo para producir coque durante la gasificación calentada indirectamente | |
| WO2023098450A1 (zh) | 一种炼焦和烟气处理系统及方法 | |
| JP7403535B2 (ja) | Ｃｏ２および１または複数の炭化水素を含むガス流の処理による合成ガスの製造方法 | |
| RU98113143A (ru) | Способ рекуперации нитрат-ионов в виде азотной кислоты из стоков ядерной промышленности | |
| EA028730B1 (ru) | Способ и устройство для секвестрации диоксида углерода из отработавшего газа | |
| CN219889570U (zh) | 用于焚烧硫酸和硫化氢生产硫磺的l型立式克劳斯焚烧炉 | |
| KR20170010805A (ko) | 다공성 튜브들을 버너들로서 사용한, 상이한 온도들 및 압력들에서의 그리고 가스 과잉들을 이용한 리튬의 연소 | |
| US11578280B2 (en) | Method for the treatment of granulated liquid slag in a horizontal furnace | |
| CN203582820U (zh) | 一种耦合式生物质加压热解系统 | |
| CN214830449U (zh) | 一种氨气直接还原铁工艺中直接还原竖炉的预热装置 | |
| RU2285047C1 (ru) | Способ получения железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления | |
| CN102888249A (zh) | 一种煤气化方法 | |
| US302800A (en) | Moeitz traube |