RU2777126C1

RU2777126C1 - Sludge treatment method and cement production system

Info

Publication number: RU2777126C1
Application number: RU2022102606A
Authority: RU
Inventors: Синносуке АОМАЦУ; Акихиро ЙОСИНАГА; Фуминори АНДО; Сигеки ОТИ
Original assignee: Кавасаки Дзюкогио Кабусики Кайся
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-08-02

Abstract

FIELD: cement production.

SUBSTANCE: invention relates to a system for the production of cement and a method for treating sludge in the production of cement. The system comprises a slurry preheater for preheating the cement raw meal, a precalciner for calcining the preheated cement raw meal, and a kiln for calcining the calcined cement raw meal. In the cement production system, particulate materials containing dry sludge are transferred to a region having a temperature in the range of between 600°C or more and less than 800°C in the slurry preheater, and the dry sludge is used as cement raw meal and fuel.

EFFECT: invention provides additional stabilization of the treatment of sludge used as part of the cement raw meal and fuel in the production of cement; disclosed is a method for treating sludge in the production of cement in the said system.

6 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение The field of technology to which the invention belongs

[0001] Настоящее изобретение относится к способу обработки шлама и системе для производства цемента, в которой используют шлам. [0001] The present invention relates to a sludge treatment method and cement production system using sludge.

Уровень техники State of the art

[0002] Способ изготовления цемента в основном включает: проводимую для сырьевой муки стадию в виде высушивания, мелкого дробления и компаундирования цементной сырьевой муки; стадию обжига в виде обжига сырьевой муки для производства клинкера в качестве промежуточного продукта; и стадию окончательной обработки в виде добавления к клинкеру гипса и мелкого дробления клинкера для производства цемента. На стадии обжига в общем случае цементная сырьевая мука проходит через предварительный нагреватель, предварительный кальцинатор (печь разложения) и обжигательную печь в данном порядке следования. Как это было предложено: в качестве тепловой энергии на стадии обжига используют теплоту сгорания шлама, такого как канализационный шлам и шлам промышленных сточных вод; а в качестве цементной сырьевой муки используют золу от сжигания шлама. В источниках Патентной литературы 1 и 2 раскрываются методики использования шлама на стадии обжига цемента. [0002] The cement manufacturing method mainly includes: a step of drying, finely crushing and compounding the cement raw meal for the raw meal; a roasting step in the form of raw meal roasting to produce clinker as an intermediate product; and a finishing step of adding gypsum to the clinker and finely crushing the clinker to produce cement. In the calcination step, the cement raw meal generally passes through a preheater, a precalciner (decomposition furnace), and a calciner in this order. As proposed: as the heat energy in the roasting step, the calorific value of a sludge such as sewage sludge and industrial sewage sludge is used; and sludge incineration ash is used as the cement raw meal. Patent Literature 1 and 2 disclose methods for using sludge in the cement firing step.

[0003] В источнике Патентной литературы 1 описывается изготовление цементного клинкера в результате: добавления растворителя к отходам, содержащим органические вещества, для придания отходам текучести; мелкого дробления отходов при использовании мельницы мокрого помола; и перевода смешанных мелко раздробленных материалов взвеси на стадию обжига. В качестве растворителя описывается шлам. Помимо этого, в качестве участка, на который переводят смешанные мелко раздробленные материалы взвеси, описывается высокотемпературный участок, имеющий температуру в диапазоне между 800°С и 1000°С, в предварительном нагревателе. [0003] Patent Literature 1 describes the manufacture of cement clinker by: adding a solvent to a waste containing organic matter to make the waste fluid; fine crushing of waste when using a wet grinding mill; and transferring the mixed finely divided slurry materials to the firing stage. Sludge is described as the solvent. In addition, as a portion to which the mixed finely divided slurry materials are transferred, a high-temperature portion having a temperature in the range between 800°C and 1000°C in the preheater is described.

[0004] Как это описывается в источнике Патентной литературы 2: при использовании оборудования для технологического пиропроцесса при производстве цемента, в котором предварительный кальцинатор и циклон самой нижней ступени непосредственно соединяются друг с другом, водосодержащий шлам переводят в область между выпускным отверстием предварительного кальцинатора и участком выпускного отверстия циклона самой нижней ступени; а при отсутствии непосредственного соединения друг с другом между предварительным кальцинатором и циклоном самой нижней ступени водосодержащий шлам переводят в область между участком впускного отверстия циклона самой нижней ступени и участком выпускного отверстия циклона самой нижней ступени. Окружающая температура на участке, на который переводят водосодержащий шлам, находится в диапазоне между 800°С и более и 900°С и менее. [0004] As described in Patent Literature 2: When using pyro process equipment in cement production in which the pre-calciner and the lowest-stage cyclone are directly connected to each other, the water-containing sludge is transferred to the area between the outlet of the pre-calciner and the outlet section openings of the cyclone of the lowest stage; and in the absence of a direct connection with each other between the pre-calciner and the lowest stage cyclone, the water-containing sludge is transferred to the region between the inlet portion of the lowermost stage cyclone and the outlet portion of the lowermost stage cyclone. The ambient temperature at the site to which the water-containing sludge is transferred is in the range between 800°C or more and 900°C or less.

Перечень цитирования List of citations

Источники патентной литературы Patent Literature Sources

[0005] [0005]

Патентная литература 1: Публикация японской выложенной патентной заявки № 2004-123513 Patent Literature 1: Japanese Patent Application Laid-open Publication No. 2004-123513

Патентная литература 2: Публикация японской выложенной патентной заявки № 2009-95804 Patent Literature 2: Japanese Patent Application Laid-open Publication No. 2009-95804

Сущность изобретения The essence of the invention

Техническая проблема Technical problem

[0006] В источнике Патентной литературы 1 образование диоксина предотвращают в результате перевода смешанных мелко раздробленных материалов взвеси, то есть, шлама, содержащего относительно большое количество влаги, на участок, имеющий температуру, составляющую 800°С и более, в предварительном нагревателе. В источнике Патентной литературы 2 в результате перевода водосодержащего шлама на участок, имеющий температуру, составляющую 800°С и более, в предварительном нагревателе водосодержащий шлам эффективно высушивают. В дополнение к этому, уменьшается количество тепла, необходимое для увеличения температуры шлама, и подавляются тепловые потери в оборудовании для технологического пиропроцесса при производстве цемента. [0006] In Patent Literature 1, the formation of dioxin is prevented by transferring mixed finely divided materials of suspension, that is, sludge containing a relatively large amount of moisture, to a site having a temperature of 800°C or more in the preheater. In Patent Literature 2, by transferring the aqueous sludge to a portion having a temperature of 800° C. or more in the preheater, the aqueous sludge is effectively dried. In addition, the amount of heat required to increase the temperature of the slurry is reduced and heat losses in the pyroprocessing equipment for cement production are suppressed.

[0007] Как это предложили заявители настоящей заявки в японской патентной заявке №2018-006471: обезвоженный шлам и цементную сырьевую муку смешивают для преобразования их в частицы; частицы вводят в контакт с сушильным газом для высушивания; а полученную дисперсную смесь переводят в предварительный кальцинатор на стадии обжига цемента. Вследствие использования для высушивания смеси сухого газа, имеющего меньшую температуру, чем внутренняя температура печи предварительного кальцинатора, высушенная смесь может содержать большее количество влаги, чем обычная цементная сырьевая мука, и температура смеси, переводимой в предварительный кальцинатор, является меньшей, чем внутренняя температура печи предварительного кальцинатора. [0007] As proposed by the applicants of the present application in Japanese patent application No. 2018-006471: dehydrated sludge and cement raw meal are mixed to convert them into particles; the particles are brought into contact with a drying gas for drying; and the resulting dispersed mixture is transferred to a preliminary calciner at the cement firing stage. Due to the use for drying the mixture of dry gas having a lower temperature than the internal temperature of the precalciner furnace, the dried mixture may contain more moisture than conventional cement raw meal, and the temperature of the mixture transferred to the precalciner is lower than the internal temperature of the precalciner calciner.

[0008] При переводе смеси, имеющей меньшую температуру, чем внутренняя температура печи, в предварительный кальцинатор, возникают опасения о том, что состояние горения станет неустойчивым, и увеличится потребление топлива. В дополнение к этому, возникают опасения о том, что в окрестности канала подачи для смеси произойдет уменьшение локальной температуры, и произойдут уменьшение срока службы футеровки и образование покрытия. [0008] When transferring a mixture having a lower temperature than the internal temperature of the furnace to the pre-calciner, there is concern that the combustion state will become unstable and fuel consumption will increase. In addition, there is concern that in the vicinity of the mixture supply passage there will be a decrease in local temperature, and there will be a decrease in the service life of the lining and the formation of a coating.

[0009] В настоящем изобретении предлагается методика операции по дополнительному стабилизированию в способе обработки шлама, в котором используют шлам в качестве части цементной сырьевой муки и топлива, и в системе для производства цемента, в которой используют шлам. [0009] The present invention provides a procedure for an additional stabilization operation in a sludge treatment process that uses sludge as part of a cement raw meal and fuel, and a cement production system that uses sludge.

Разрешение проблемы Solution of a problem

[0010] Способ обработки шлама, соответствующий одному аспекту настоящего изобретения, является способом обработки шлама при использовании системы для производства цемента, при этом система для производства цемента включает: предварительный нагреватель суспензии, выполненный с возможностью предварительного нагрева цементной сырьевой муки; предварительный кальцинатор, выполненный с возможностью прокаливания предварительно нагретой цементной сырьевой муки; и обжигательную печь, выполненную с возможностью обжига прокаленной цементной сырьевой муки, причем способ обработки шлама включает: перевод дисперсных материалов, содержащих сухой шлам, в область предварительного нагревателя суспензии, при этом область имеет температуру в диапазоне между 600°С и более и менее, чем 800°С; и использование сухого шлама в качестве цементной сырьевой муки и топлива. [0010] A sludge treatment method according to one aspect of the present invention is a sludge treatment method using a cement production system, the cement production system including: a slurry preheater configured to preheat the cement raw meal; a precalciner configured to calcinate the preheated cement raw meal; and a kiln configured to burn the calcined cement raw meal, the slurry treatment method comprising: transferring particulate materials containing dry slurry to an area of the slurry preheater, the area having a temperature in the range of between 600° C. and more and less than 800°C; and the use of dry sludge as cement raw meal and fuel.

[0011] Помимо этого, система для производства цемента, соответствующая еще одному аспекту настоящего изобретения, включает: предварительный нагреватель суспензии, выполненный с возможностью предварительного нагрева цементной сырьевой муки; предварительный кальцинатор, выполненный с возможностью прокаливания предварительно нагретой цементной сырьевой муки; и обжигательную печь, выполненную с возможностью обжига прокаленной цементной сырьевой муки, где предварительный нагреватель суспензии включает, по меньшей мере, один канал подачи, через который дисперсные материалы, содержащие сухой шлам, переводят в область, имеющую температуру в диапазоне между 600°С и более и менее, чем 800°С. [0011] In addition, a cement production system according to another aspect of the present invention includes: a slurry preheater configured to preheat the cement raw meal; a precalciner configured to calcinate the preheated cement raw meal; and a kiln configured to kiln the calcined cement raw meal, wherein the slurry preheater includes at least one feed channel through which particulate materials containing dry sludge are transferred to a region having a temperature in the range of 600° C. or more. and less than 800°C.

[0012] В способе обработки шлама и системе для производства цемента дисперсные материалы, содержащие сухой шлам, переводят в область, имеющую температуру в диапазоне между 600°С и более и менее, чем 800°С, в предварительном нагревателе суспензии. При перемещении дисперсных материалов из канала подачи (позиции перевода), через который дисперсные материалы переводят в предварительный нагреватель суспензии, в предварительный кальцинатор температура дисперсных материалов увеличивается до температуры перевода (в диапазоне приблизительно между 850°С и 900°С), при которой дисперсные материалы переводят в предварительный кальцинатор совместно с цементной сырьевой мукой. [0012] In the sludge treatment method and cement production system, particulate materials containing dry sludge are transferred to an area having a temperature in the range between 600°C and more and less than 800°C in the slurry preheater. When the particulate materials are transferred from the feed channel (transfer station) through which the particulate materials are transferred to the slurry preheater, the temperature of the particulate materials increases to the precalciner until the transfer temperature (between approximately 850°C and 900°C) at which the particulate materials transferred to the preliminary calciner together with the cement raw meal.

[0013] В настоящем изобретении время пребывания дисперсных материалов в предварительном нагревателе суспензии является более продолжительным, чем в обыкновенном случае, когда материалы переводят в область, имеющую температуру, составляющую 800°С и более, как в источниках Патентной литературы 1 и 2. Таким образом, дисперсные материалы переводят в предварительный кальцинатор после надлежащего предварительного нагревания совместно с цементной сырьевой мукой. Поэтому могут быть подавлены неустойчивость состояния горения и увеличение потребления топлива, что стимулируется при переводе в предварительный кальцинатор низкотемпературных материалов. Это может вносить свой вклад в стабилизирование функционирования системы для производства цемента, в которой используют шлам в качестве части цементной сырьевой муки и топлива. [0013] In the present invention, the residence time of the particulate materials in the slurry preheater is longer than in the ordinary case when the materials are transferred to a region having a temperature of 800°C or more, as in Patent Literature 1 and 2. Thus , the particulate materials are transferred to the pre-calciner after proper pre-heating together with the cement raw meal. Therefore, instability of the combustion state and an increase in fuel consumption can be suppressed, which is promoted by transferring low-temperature materials to the precalciner. This may contribute to stabilize the performance of a cement production system that uses sludge as part of the cement raw meal and fuel.

[0014] Помимо этого, в настоящем изобретении разница температур между окружающей температурой канала подачи (позиции перевода), через который дисперсные материалы переводят в предварительный нагреватель суспензии, и температурой дисперсных материалов является меньшей, чем соответствующая разница в вышеупомянутом обыкновенном случае. Поэтому может быть подавлено уменьшение локальной температуры дисперсных материалов в окрестности канала подачи, и могут быть подавлены уменьшение срока службы футеровки и образование покрытия. [0014] In addition, in the present invention, the temperature difference between the ambient temperature of the supply passage (transfer station) through which the particulate materials are transferred to the slurry preheater and the temperature of the particulate materials is smaller than the corresponding difference in the above-mentioned ordinary case. Therefore, a decrease in the local temperature of the particulate materials in the vicinity of the supply passage can be suppressed, and a decrease in the service life of the lining and formation of a coating can be suppressed.

Выгодные эффекты от изобретения Beneficial Effects of the Invention

[0015] В настоящем изобретении может быть предложена методика операции по стабилизированию в способе обработки шлама, в котором используют шлам в качестве части цементной сырьевой муки и топлива, и в системе для производства цемента, в которой используют шлам. [0015] The present invention can provide a procedure for a stabilization operation in a sludge treatment method that uses sludge as part of the cement raw meal and fuel, and a cement production system that uses sludge.

Краткое описание чертежей Brief description of the drawings

[0016] ФИГ. 1 представляет собой диаграмму систематической принципиальной схемы, демонстрирующую систему для производства цемента, соответствующую одному варианту осуществления настоящего изобретения. [0016] FIG. 1 is a systematic schematic diagram showing a cement production system according to one embodiment of the present invention.

ФИГ. 2 представляет собой блок-схему, демонстрирующую принципиальную схему предварительного нагревателя суспензии. FIG. 2 is a block diagram showing the circuit diagram of the slurry preheater.

Описание вариантов осуществления Description of Embodiments

[0017] Далее при обращении к чертежам будет описываться один вариант осуществления настоящего изобретения. ФИГ. 1 представляет собой диаграмму систематической принципиальной схемы, демонстрирующую систему для производства цемента 100, соответствующую данному варианту осуществления настоящего изобретения. [0017] Referring now to the drawings, one embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a systematic schematic diagram showing a cement production system 100 according to this embodiment of the present invention.

[0018] Один технологический процесс изготовления цемента в основном включает: проводимую для сырьевой муки стадию в виде высушивания, мелкого дробления и компаундирования цементной сырьевой муки; стадию обжига в виде обжига сырьевой муки для производства клинкера в качестве промежуточного продукта; и стадию окончательной обработки в виде добавления к клинкеру гипса и мелкого дробления клинкера для производства цемента. У системы для производства цемента 100, продемонстрированной на ФИГ. 1, подробно демонстрируются оборудование для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2, колосниковый холодильник 3 и их периферийные устройства, которые производят стадию обжига. [0018] One technological process for the manufacture of cement mainly includes: conducted for raw meal stage in the form of drying, fine crushing and compounding cement raw meal; a roasting step in the form of raw meal roasting to produce clinker as an intermediate product; and a finishing step of adding gypsum to the clinker and finely crushing the clinker to produce cement. The cement production system 100 shown in FIG. 1 shows in detail the pyro process equipment for cement production 2, the grate cooler 3 and their peripherals which carry out the firing step.

[0019] Система для производства цемента 100 включает: оборудование для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2, которое обжигает цементную сырьевую муку; и колосниковый холодильник 3, который охлаждает обожженные материалы, выгруженные из оборудования для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2. [0019] The cement production system 100 includes: a cement pyro process equipment 2 that calcines the cement raw meal; and a grate cooler 3 which cools the calcined materials discharged from the equipment for technological pyroprocessing in the production of cement 2.

[0020] Оборудование для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2 включает: предварительный нагреватель суспензии (ниже в настоящем документе просто обозначаемый термином «предварительный нагреватель 21»), который предварительно нагревает цементную сырьевую муку; предварительный кальцинатор 22, который прокаливает (разлагает) предварительно нагретую цементную сырьевую муку; и обжигательную печь 23, которая обжигает предварительно нагретую и прокаленную цементную сырьевую муку. [0020] The cement pyro process equipment 2 includes: a slurry preheater (hereinafter simply referred to as "preheater 21") that preheats the cement raw meal; a precalciner 22 that calcines (decomposes) the preheated cement raw meal; and a kiln 23 that fires the preheated and calcined cement raw meal.

[0021] В оборудовании для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2 предварительный нагреватель 21, предварительный кальцинатор 22 и обжигательная печь 23 сообщаются друг с другом таким образом, что цементная сырьевая мука перемещается через предварительный нагреватель 21, предварительный кальцинатор 22 и обжигательную печь 23 в данном порядке следования. Помимо этого, в оборудовании для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2 высокотемпературный отходящий газ из обжигательной печи 23 перетекает через предварительный кальцинатор 22 и предварительный нагреватель 21 в данном порядке следования. Технологическая линия отходящего газа пиропроцессора 9, в которую истекает отходящий газ из оборудования для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2, соединяется с предварительным нагревателем 21. На технологической линии отходящего газа пиропроцессора 9 располагают котел 91, вытяжной вентилятор 92, мельницу для сырьевой муки 93, пылеуловитель 94, вытяжной вентилятор 95 и дымовую трубу 96 в данном порядке следования от позиции выше по ходу технологического потока до позиции ниже по ходу технологического потока вдоль потока отходящего газа. [0021] In the cement pyro process equipment 2, the preheater 21, the precalciner 22, and the kiln 23 communicate with each other so that the cement raw meal moves through the preheater 21, the precalciner 22, and the kiln 23 in that order. following. In addition, in the cement pyro process equipment 2, the high temperature off-gas from the kiln 23 flows through the pre-calciner 22 and the pre-heater 21 in this order. The off-gas line of the pyroprocessor 9, into which the off-gas from the pyroprocessing equipment for cement production 2 flows out, is connected to the preheater 21. The off-gas line of the pyroprocessor 9 is equipped with a boiler 91, an exhaust fan 92, a raw meal mill 93, a dust collector 94, exhaust fan 95 and flue 96 in this order from a position upstream of the process stream to a position downstream of the process stream along the exhaust gas stream.

[0022] ФИГ. 2 представляет собой блок-схему, демонстрирующую принципиальную схему предварительного нагревателя 21. Предварительный нагреватель 21, продемонстрированный на ФИГ. 2, включает циклонные пылеуловители, соединенные последовательно. Предварительный нагреватель 21, соответствующий настоящему варианту осуществления, включает пять циклонных установок U1 - U5, соединенных последовательно в направлении верхней стороны от предварительного кальцинатора 22. Количество циклонных установок U, включенных в предварительный нагреватель 21, может составлять три и более. [0022] FIG. 2 is a block diagram showing a circuit diagram of the preheater 21. The preheater 21 shown in FIG. 2 includes cyclones connected in series. The preheater 21 according to the present embodiment includes five cyclone units U1 to U5 connected in series in the upstream direction from the precalciner 22. The number of cyclone units U included in the preheater 21 may be three or more.

[0023] Каждая из циклонных установок U включает: циклон С; тракт D, через который ток воздуха вводят в циклон С; и трубу В, через которую твердое вещество, отделенное от тока воздуха в циклоне С, передают в, по меньшей мере, одно устройство, выбираемое из тракта D циклонной установки U, размещенной на нижней ступени данной циклонной установки U, предварительного кальцинатора 22 или обжигательной печи 23. На ФИГ. 2 цифры, сопровождающие B, C, D и U, представляют собой номера ступеней. [0023] Each of the cyclone units U includes: cyclone C; path D, through which the air current is introduced into the cyclone C; and a pipe B through which the solid substance separated from the air flow in the cyclone C is conveyed to at least one device selected from the path D of the cyclone unit U located on the lower stage of this cyclone unit U, the precalciner 22 or the kiln 23. In FIG. The 2 digits accompanying B, C, D and U are the stage numbers.

[0024] Первая циклонная установка U1 на самой нижней ступени включает первый циклон С1, первый тракт D1 и первую трубу В1. Впускное отверстие для тока воздуха первого циклона С1 соединяется с выпускным отверстием предварительного кальцинатора 22 через первый тракт D1. Выпускное отверстие для твердого вещества первого циклона С1 соединяется через трубу В1 с участком, где обжигательная печь 23 и предварительный кальцинатор 22 соединяются друг с другом. [0024] The first cyclone unit U1 at the lowest stage includes the first cyclone C1, the first path D1 and the first pipe B1. The air flow inlet of the first cyclone C1 is connected to the outlet of the precalciner 22 via the first path D1. The solids outlet of the first cyclone C1 is connected through a pipe B1 to a section where the kiln 23 and the precalciner 22 are connected to each other.

[0025] Вторая циклонная установка U2 на второй самой нижней ступени включает второй циклон С2, второй тракт D2 и вторую трубу В2. Выпускное отверстие для газа первого циклона С1 соединяется с впускным отверстием для тока воздуха второго циклона С2 через второй тракт D2. Выпускное отверстие для твердого вещества второго циклона С2 соединяется с предварительным кальцинатором 22 через трубу В2. [0025] The second cyclone unit U2 at the second lowest stage includes a second cyclone C2, a second path D2 and a second pipe B2. The gas outlet of the first cyclone C1 is connected to the air inlet of the second cyclone C2 through the second path D2. The solids outlet of the second cyclone C2 is connected to the pre-calciner 22 via pipe B2.

[0026] Третья циклонная установка U3 на третьей самой нижней ступени включает третий циклон С3, третий тракт D3 и третью трубу В3. Выпускное отверстие для газа второго циклона С2 соединяется с впускным отверстием для тока воздуха третьего циклона С3 через третий тракт D3. Выпускное отверстие для твердого вещества третьего циклона С3 соединяется со вторым трактом D2 через трубу В3. [0026] The third cyclone unit U3 at the third lowest stage includes a third cyclone C3, a third path D3 and a third pipe B3. The gas outlet of the second cyclone C2 is connected to the air inlet of the third cyclone C3 through the third path D3. The solids outlet of the third cyclone C3 is connected to the second path D2 via pipe B3.

[0027] Четвертая циклонная установка U4 на четвертой самой нижней ступени включает четвертый циклон С4, четвертый тракт D4 и четвертую трубу В4. Выпускное отверстие для газа третьего циклона С3 соединяется с впускным отверстием для тока воздуха четвертого циклона С4 через четвертый тракт D4. Выпускное отверстие для твердого вещества четвертого циклона С4 соединяется с третьим трактом D3 через трубу В4. [0027] The fourth cyclone unit U4 at the fourth lowest stage includes a fourth cyclone C4, a fourth path D4 and a fourth pipe B4. The gas outlet of the third cyclone C3 is connected to the air inlet of the fourth cyclone C4 through the fourth path D4. The solids outlet of the fourth cyclone C4 is connected to the third path D3 via pipe B4.

[0028] Пятая циклонная установка U5 на самой верхней ступени включает пятый циклон С5, пятый тракт D5 и пятую трубу В5. Выпускное отверстие для газа четвертого циклона С4 соединяется с впускным отверстием для тока воздуха пятого циклона С5 через пятый тракт D5. Выпускное отверстие для твердого вещества пятого циклона С5 соединяется с четвертым трактом D4 через трубу В5. Выпускное отверстие для газа пятого циклона С5 соединяется с расположенным выше по ходу технологического потока концом технологической линии отходящего газа пиропроцессора 9. [0028] The fifth cyclone unit U5 at the topmost stage includes the fifth cyclone C5, the fifth path D5 and the fifth pipe B5. The gas outlet of the fourth cyclone C4 is connected to the air inlet of the fifth cyclone C5 through the fifth path D5. The solids outlet of the fifth cyclone C5 is connected to the fourth path D4 through the pipe B5. The gas outlet of the fifth cyclone C5 is connected to the upstream end of the pyroprocessor 9 exhaust gas process line.

[0029] В предварительном нагревателе 21, сконфигурированном в соответствии с вышеизложенным, высокотемпературный отходящий газ из обжигательной печи 23 перетекает через предварительный кальцинатор 22 и первый тракт D1 в первый циклон С1. Отходящий газ перемещается из циклона С1 на самой нижней ступени в направлении циклона С5 на самой верхней ступени. Говоря конкретно, отходящий газ перетекает через первый циклон С1, второй тракт D2, второй циклон С2, третий тракт D3, третий циклон С3, четвертый тракт D4, четвертый циклон С4, пятый тракт D5 и пятый циклон С5 в данном порядке следования. [0029] In the preheater 21 configured as above, the high temperature exhaust gas from the kiln 23 flows through the precalciner 22 and the first path D1 into the first cyclone C1. The exhaust gas moves from the cyclone C1 in the lowest stage towards the cyclone C5 in the uppermost stage. Specifically, the exhaust gas flows through the first cyclone C1, the second duct D2, the second cyclone C2, the third duct D3, the third cyclone C3, the fourth duct D4, the fourth cyclone C4, the fifth duct D5 and the fifth cyclone C5 in this order.

[0030] На пятом тракте D5 располагают канал подачи цементной сырьевой муки 28. Цементную сырьевую муку подают в пятый тракт D5 через канал подачи цементной сырьевой муки 28. Цементная сырьевая мука, поданная в пятый тракт D5, перетекает в пятый циклон С5 совместно с потоком отходящего газа. В пятом циклоне С5 цементную сырьевую муку отделяют от потока отходящего газа и передают в четвертый тракт D4 через трубу В5. Цементная сырьевая мука, переданная в четвертый тракт D4, перетекает в четвертый циклон С4 совместно с потоком отходящего газа. В четвертом циклоне С4 цементную сырьевую муку отделяют от потока отходящего газа и передают в третий тракт D3 через трубу В4. [0030] The fifth path D5 has a cement raw meal supply channel 28. The cement raw meal is fed into the fifth path D5 through the cement raw meal supply channel 28. gas. In the fifth cyclone C5, the cement raw meal is separated from the off-gas stream and transferred to the fourth path D4 through the pipe B5. The cement raw meal transferred to the fourth path D4 flows into the fourth cyclone C4 together with the off-gas stream. In the fourth cyclone C4, the cement raw meal is separated from the off-gas stream and transferred to the third path D3 through the pipe B4.

[0031] На третьем тракте D3 располагают канал подачи 29, в который переводят описанную ниже смесь. Канал подачи 29 соединяется с описанной ниже технологической линией подачи смеси 8 (технологической линией транспортирования 84). Цементная сырьевая мука, переданная от четвертого циклона С4 в третий тракт D3, и цементная сырьевая мука и смесь (дисперсные материалы), поданные в третий тракт D3 через канал подачи 29, перетекают в третий циклон С3 совместно с потоком отходящего газа. В третьем циклоне С3 цементную сырьевую муку (включающую смесь) отделяют от потока отходящего газа и передают во второй тракт D2 через трубу В3. Цементная сырьевая мука, переданная во второй тракт D2, перетекает во второй циклон С2 совместно с потоком отходящего газа. Во втором циклоне С2 цементную сырьевую муку отделяют от потока отходящего газа и передают в предварительный кальцинатор 22 через трубу В2. Отходящий газ предварительного кальцинатора 22 перетекает в первый циклон С1 через первый тракт D1. В первом циклоне С1 цементную сырьевую муку отделяют от потока отходящего газа и передают через трубу В1 на участок, где обжигательная печь 23 и предварительный кальцинатор 22 соединяются друг с другом. В соответствии с вышеизложенным в предварительном нагревателе 21 цементная сырьевая мука (включающая смесь) перемещается в порядке следования из циклона С5 на самой верхней ступени в направлении циклона С1 на самой нижней ступени. По мере прохождения цементной сырьевой муки в предварительном нагревателе 21 через циклоны С цементная сырьевая мука нагревается в результате теплообмена с отходящим газом предварительного кальцинатора 22. [0031] On the third path D3, a supply channel 29 is located, into which the mixture described below is transferred. The supply channel 29 is connected to the mixture supply line 8 (transport line 84) described below. The cement raw meal transferred from the fourth cyclone C4 to the third duct D3 and the cement raw meal and the mixture (particulate materials) supplied to the third duct D3 through the supply channel 29 flow into the third cyclone C3 together with the exhaust gas flow. In the third cyclone C3, the cement raw meal (including the mixture) is separated from the off-gas stream and transferred to the second path D2 through the pipe B3. The cement raw meal transferred to the second path D2 flows into the second cyclone C2 together with the off-gas stream. In the second cyclone C2, the cement raw meal is separated from the off-gas stream and transferred to the pre-calciner 22 via pipe B2. The exhaust gas of the precalciner 22 flows into the first cyclone C1 through the first path D1. In the first cyclone C1, the cement raw meal is separated from the off-gas stream and conveyed through the pipe B1 to the section where the kiln 23 and the precalciner 22 are connected to each other. According to the above, in the preheater 21, the cement raw meal (including the mixture) moves in sequence from the uppermost stage cyclone C5 towards the lowermost stage cyclone C1. As the cement raw meal in the preheater 21 passes through the cyclones C, the cement raw meal is heated by heat exchange with the exhaust gas of the precalciner 22.

[0032] Предварительный кальцинатор 22 включает горелку предварительного кальцинатора 25. C предварительным кальцинатором 22 соединяется тракт для третичного воздуха 41, через который передают отходящее тепло из колосникового холодильника 3 в предварительный кальцинатор 22. В предварительном кальцинаторе 22 цементную сырьевую муку и смесь, выгруженную из предварительного нагревателя 21, прокаливают в атмосфере при приблизительно 900°С. В настоящем варианте осуществления температура отходящего газа, перетекающего в первый тракт D1, составляет приблизительно 900°С, а температура отходящего газа, перетекающего во второй тракт D2, составляет приблизительно 850°С. Температура отходящего газа, перетекающего в третий тракт D3, составляет приблизительно 750°С, а температура отходящего газа, перетекающего в четвертый тракт D4, составляет приблизительно 600°С. Температура отходящего газа, перетекающего в пятый тракт D5, составляет приблизительно 450°С, а температура отходящего газа, перетекающего из циклона С5 в технологическую линию отходящего газа пиропроцессора 9, составляет приблизительно 310°С. Температуры отходящего газа, перетекающего в тракты D, представляют собой просто примеры. [0032] The pre-calciner 22 includes a pre-calciner burner 25. A tertiary air path 41 is connected to the pre-calciner 22, through which waste heat from the grate cooler 3 is transferred to the pre-calciner 22. In the pre-calciner 22, the cement raw meal and the mixture discharged from the pre-calciner heater 21, calcined in the atmosphere at approximately 900°C. In the present embodiment, the temperature of the exhaust gas flowing into the first path D1 is approximately 900°C, and the temperature of the exhaust gas flowing into the second path D2 is approximately 850°C. The temperature of the exhaust gas flowing into the third path D3 is approximately 750°C, and the temperature of the exhaust gas flowing into the fourth path D4 is approximately 600°C. The temperature of the off-gas flowing into the fifth path D5 is approximately 450°C, and the temperature of the off-gas flowing from the cyclone C5 into the off-gas process line of the pyroprocessor 9 is approximately 310°C. The temperatures of the exhaust gas flowing into the paths D are merely examples.

[0033] Если возвратиться к ФИГ. 1, то обжигательная печь 23 в настоящем варианте осуществления является вращающейся обжигательной печью, которая является удлиненной в боковом направлении и цилиндрической. Обжигательную печь 23 располагают таким образом, что она является слегка наклоненной сверху вниз от ее впускного отверстия для сырьевой муки в направлении ее выпускного отверстия для сырьевой муки. Обжигательная печь 23 включает горелку обжигательной печи 26, размещенную поблизости от выпускного отверстия для сырьевой муки. В обжигательной печи 23 цементную сырьевую муку, предварительно нагретую при использовании предварительного нагревателя 21 и прокаленную при использовании предварительного кальцинатора 22, обжигают под воздействием отходящего тепла колосникового холодильника 3 и газа сгорания горелки обжигательной печи 26. [0033] Returning to FIG. 1, the kiln 23 in the present embodiment is a rotary kiln that is laterally elongated and cylindrical. The kiln 23 is positioned so that it is slightly inclined from top to bottom from its raw meal inlet towards its raw meal outlet. The kiln 23 includes a kiln burner 26 located in the vicinity of the raw meal outlet. In the kiln 23, the cement raw meal preheated using the preheater 21 and calcined using the precalciner 22 is calcined by the waste heat of the grate cooler 3 and the combustion gas of the burner of the kiln 26.

[0034] Выпускное отверстие обжигательной печи 23 соединяется с впускным отверстием колосникового холодильника 3. В колосниковом холодильнике 3 высокотемпературные обожженные материалы, выгруженные из обжигательной печи 23, вводят в контакт с охлаждающим воздухом. Таким образом, обожженные материалы быстро охлаждаются, становясь клинкером. Клинкер, выгруженный из колосникового холодильника, передают в бункер для хранения клинкера при использовании транспортера для клинкера 32. [0034] The outlet of the kiln 23 is connected to the inlet of the grate cooler 3. In the grate cooler 3, the high temperature calcined materials discharged from the kiln 23 are brought into contact with cooling air. Thus, the fired materials are rapidly cooled, becoming clinker. The clinker unloaded from the grate cooler is transferred to the clinker storage hopper using the clinker conveyor 32.

[0035] С колосниковым холодильником 3 соединяется технологическая линия отходящего тепла холодильника 4, в которую истекает отходящее тепло колосникового холодильника 3. Технологическая линия отходящего тепла холодильника 4 включает: описанный выше тракт для третичного воздуха 41; технологическую линию высокотемпературного отходящего тепла 42, через которую отходящее тепло отбирают из колосникового холодильника 3; и технологическую линию низкотемпературного отходящего тепла 43, через которую из колосникового холодильника 3 отбирают отходящее тепло при менее, чем приблизительно 200°С. [0035] A waste heat process line of the refrigerator 4 is connected to the grate cooler 3, into which the waste heat of the grate cooler 3 flows out. The waste heat process line of the cooler 4 includes: the tertiary air path 41 described above; a high-temperature waste heat process line 42 through which waste heat is taken from the grate cooler 3; and a low temperature waste heat process line 43 through which waste heat is removed from the grate cooler 3 at less than about 200°C.

[0036] Технологическая линия высокотемпературного отходящего тепла 42 соединяется с котлом 45. Отходящий газ из колосникового холодильника 3 передают в котел 45 через технологическую линию высокотемпературного отходящего тепла 42. [0036] The high temperature waste heat process line 42 is connected to the boiler 45. The exhaust gas from the grate cooler 3 is transferred to the boiler 45 through the high temperature waste heat process line 42.

[0037] На технологической линии низкотемпературного отходящего тепла 43 располагают пылеуловитель 46, вытяжной вентилятор 47 и дымовую трубу 48 в данном порядке следования от позиции выше по ходу технологического потока до позиции ниже по ходу технологического потока вдоль потока отходящего газа. В настоящем варианте осуществления технологическая линия отходящего газа 45а котла 45 соединяется с частью технологической линии низкотемпературного отходящего тепла 43, где данную часть размещают по ходу технологического потока выше пылеуловителя 46. [0037] In the low temperature waste heat process line 43, a dust collector 46, an exhaust fan 47, and a stack 48 are disposed in this order from upstream to downstream along the waste gas stream. In the present embodiment, the waste gas process line 45a of the boiler 45 is connected to a part of the low temperature waste heat process line 43, where this part is located upstream of the dust collector 46.

[0038] Система для производства цемента 100, кроме того, включает: смеситель 5, который смешивает обезвоженный шлам и цементную сырьевую муку для производства дисперсной смеси; сушилку 6, которая высушивает смесь в результате введения смеси в контакт с сушильным газом; технологическую линию отходящего газа сушилки 7, через которую отходящий газ из сушилки 6 передают в колосниковый холодильник 3; технологическую линию подачи смеси 8, через которую высушенную смесь передают из сушилки 6 в предварительный нагреватель 21 оборудования для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2; и технологическую линию подачи сушильного газа 61, через которую сушильный газ подают в сушилку 6. [0038] The cement production system 100 further includes: a mixer 5 that mixes the dewatered slurry and the cement raw meal to produce a dispersion mixture; a dryer 6 which dries the mixture by contacting the mixture with a drying gas; an exhaust gas line of the dryer 7 through which the exhaust gas from the dryer 6 is conveyed to the grate cooler 3; a mixture supply line 8 through which the dried mixture is transferred from the dryer 6 to the preheater 21 of the cement pyro process equipment 2; and a drying gas supply line 61 through which the drying gas is supplied to the dryer 6.

[0039] Смеситель 5 включает: бункер для цементной сырьевой муки 51; бункер для обезвоженного шлама 52; и смеситель 53, который выдает цементную сырьевую муку и обезвоженный шлам при одновременном их смешивании. [0039] The mixer 5 includes: a hopper for cement raw meal 51; hopper for dehydrated sludge 52; and a mixer 53 which dispenses the cement raw meal and the dewatered slurry while mixing them.

[0040] Цементную сырьевую муку, которая была высушена, мелко раздроблена и компаундирована на стадии, проводимой для сырьевой муки, переводят в бункер для цементной сырьевой муки 51. Цементная сырьевая мука может быть той же самой, что и цементная сырьевая мука, поданная в канал подачи цементной сырьевой муки 28 предварительного нагревателя 21. В качестве цементной сырьевой муки без какого-либо конкретного ограничения используют известную сырьевую муку, содержащую известняк в качестве основного компонента. Говоря конкретно, цементная сырьевая мука в основном содержит известняк и глину, к известняку в общем случае добавляют кварцит, оксид железа и тому подобное. В рамках одного примера химический состав цементной сырьевой муки включает: от 12 до 15% (мас.) SiO₂; от 3 до 4% (мас.) Al₂O₃; от 1,5 до 2,5% (мас.) Fe₂O₃; от 43 до 44% (мас.) СаО; от 0,6 до 0,9% (мас.) MgO; от 35 до 37% (мас.) летучих компонентов; и от 0 до 1% (мас.) (остаточно) других материалов. [0040] The cement raw meal that has been dried, finely crushed and compounded in the raw meal step is transferred to the cement raw meal hopper 51. The cement raw meal may be the same as the cement raw meal fed into the channel supplying the cement raw meal 28 to the preheater 21. As the cement raw meal, known raw meal containing limestone as a main component is used without any particular limitation. Specifically, the cement raw meal mainly contains limestone and clay, and quartzite, iron oxide, and the like are generally added to the limestone. In the framework of one example, the chemical composition of the cement raw meal includes: from 12 to 15% (wt.) SiO ₂ ; from 3 to 4% (wt.) Al ₂ O ₃ ; from 1.5 to 2.5% (wt.) Fe ₂ O ₃ ; from 43 to 44% (wt.) CaO; from 0.6 to 0.9% (wt.) MgO; from 35 to 37% (wt.) volatile components; and from 0 to 1% (wt.) (residual) of other materials.

[0041] Обезвоженный шлам переводят в бункер для обезвоженного шлама 52. Обезвоженный шлам представляет собой твердые материалы (обезвоженный кек), который остается после обезвоживания шлама, такого как канализационный шлам, шлам промышленных сточных вод или активированный шлам, при использовании обезвоживателя (не показано). Обезвоженный шлам, с которым в общем случае обращаются как с обезвоженным кеком, содержит от 60 до 90% (мас.) влаги. [0041] The dewatered sludge is transferred to the dewatered sludge bin 52. The dewatered sludge is the solid materials (dehydrated cake) that remain after dewatering the sludge, such as sewage sludge, industrial sewage sludge, or activated sludge, using a dewaterer (not shown) . Dehydrated sludge, which is generally treated as a dehydrated cake, contains from 60 to 90% (wt.) moisture.

[0042] Выпускное отверстие бункера для цементной сырьевой муки 51 соединяется с впускным отверстием смесителя 53 через питатель для подстраивания цементной сырьевой муки 55. Питатель для подстраивания цементной сырьевой муки 55 подстраивает количество цементной сырьевой муки, переданной из бункера для цементной сырьевой муки 51 в смеситель 53. Помимо этого, выпускное отверстие бункера для обезвоженного шлама 52 соединяется с впускным отверстием смесителя 53 через питатель для подстраивания шлама 56. Питатель для подстраивания шлама 56 подстраивает количество обезвоженного шлама, переданного из бункера для обезвоженного шлама 52 в смеситель 53. Соотношение в смеси между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой в смесителе 53 является таким массовым соотношением или объемным соотношением между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой, что смесь, полученная в результате смешивания обезвоженного шлама и цементной сырьевой муки, становится дисперсной. [0042] The outlet of the cement raw meal hopper 51 is connected to the inlet of the mixer 53 through the cement raw meal adjusting feeder 55. The cement raw meal adjusting feeder 55 adjusts the amount of the cement raw meal transferred from the cement raw meal hopper 51 to the mixer 53 In addition, the outlet of the dewatered sludge hopper 52 is connected to the inlet of the mixer 53 through a sludge adjustment feeder 56. The sludge adjustment feeder 56 adjusts the amount of dewatered sludge transferred from the dewatered sludge hopper 52 to the mixer 53. slurry and cement raw meal in the mixer 53 is such a mass ratio or volume ratio between the dehydrated slurry and cement raw meal that the mixture obtained by mixing the dehydrated slurry and cement raw meal becomes dispersed.

[0043] При попадании соотношения в смеси между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой в пределы конкретного диапазона смесь обезвоженного шлама и цементной сырьевой муки становится дисперсной без проведения гранулирования. Соотношение в смеси между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой не является однородным, но меняется в зависимости от свойств (в особенности уровня содержания свободной влаги и процентного уровня содержания органических веществ) обезвоженного шлама и свойств (в особенности уровня содержания влаги и состава) цементной сырьевой муки. Поэтому желательным является задание соотношения в смеси между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой каждый раз при изменении свойств обезвоженного шлама и цементной сырьевой муки. Диапазон соотношения в смеси между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой может быть получен, например, при использовании эксперимента. [0043] When the mixture ratio between the dehydrated slurry and the cement raw meal falls within a specific range, the mixture of the dehydrated slurry and the cement raw meal becomes dispersed without undergoing granulation. The mixing ratio between dewatered slurry and cement raw meal is not uniform, but varies depending on the properties (especially free moisture content and percent organic content) of the dewatered slurry and the properties (especially moisture content and composition) of the cement raw meal . Therefore, it is desirable to set the mixing ratio between the dehydrated sludge and the cement raw meal each time the properties of the dehydrated sludge and the cement raw meal are changed. The mixture ratio range between dewatered slurry and cement raw meal can be obtained, for example, by using experiment.

[0044] В настоящем варианте осуществления в качестве сушилки 6 используют сушилку с псевдоожиженным слоем. Поэтому желательным является задание соотношения в смеси между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой на уровне такого значения, что смесь становится надлежащим образом дисперсной в качестве псевдоожижающей среды. Говоря конкретно, соотношение в смеси между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой экспериментально рассчитывают таким образом, что совокупное количество влаги в смеси станет попадать в диапазон между 10% (мас.) и более и 25% (мас.) и менее, в желательном случае между 13% (мас.) и более и 22% (мас.) и менее. Таким образом, соотношение между компонентами в смеси предварительно задают в контроллере 57. Контроллер 57 регулирует питатель для подстраивания цементной сырьевой муки 55 и питатель для подстраивания шлама 56 таким образом, что получают вышеупомянутое соотношение в смеси между обезвоженным шламом и цементной сырьевой мукой. Совокупная влага в смеси представляет собой сумму свободной влаги, которая является влагой, приставшей к поверхности, в смеси, и влаги, которая является внутренней влагой в смеси. Совокупную влагу в смеси измеряли на основании метода определения влаги в угле, определенного в документе «JIS M 8812 Coal and coke - Methods for proximate analysis». [0044] In the present embodiment, a fluid bed dryer is used as the dryer 6. Therefore, it is desirable to set the mixture ratio between the dewatered slurry and the cement raw meal to such a value that the mixture becomes properly dispersed as a fluidizing medium. Specifically, the mixture ratio between the dehydrated slurry and the cement raw meal is experimentally calculated such that the total moisture content of the mixture will fall within the range of between 10% (wt.) or more and 25% (wt.) or less, if desired. between 13% (wt.) or more and 22% (wt.) or less. Thus, the blending ratio is preset in the controller 57. The controller 57 adjusts the cement raw meal adjusting feeder 55 and the slurry adjusting feeder 56 so that the aforementioned blending ratio between the dewatered slurry and the cement raw meal is obtained. The total moisture in a mixture is the sum of the free moisture, which is the moisture adhering to the surface, in the mixture, and the moisture, which is the internal moisture in the mixture. The total moisture in the mixture was measured based on the method for determining the moisture in coal defined in the document "JIS M 8812 Coal and coke - Methods for proximate analysis".

[0045] Как это было подтверждено в эксперименте, проведенном изобретателями настоящего изобретения, при наличии совокупной влаги в смеси в диапазоне между 10% (мас.) и более и 25% (мас.) и менее получают дисперсную смесь, у которой распределение частиц по размерам является маленьким (то есть у которой вариация диаметров частиц является маленькой), и у которой средний диаметр частиц является надлежащим в качестве псевдоожижающей среды. [0045] As confirmed in the experiment conducted by the inventors of the present invention, when there is a total moisture in the mixture in the range between 10% (wt.) or more and 25% (wt.) or less, a dispersion mixture is obtained in which the distribution of particles along size is small (that is, whose particle diameter variation is small), and whose average particle diameter is appropriate as a fluidizing medium.

[0046] В предшествующем изложении диаметр, который «является надлежащим в качестве псевдоожижающей среды», является диаметром каждой из частиц, которые могут равномерно перетекать в слое, и, как это считается, такой диаметр находится в диапазоне между несколькими микрометрами и приблизительно пятью миллиметрами. В соответствии с результатом эксперимента, проведенного изобретателями настоящего изобретения, средний диаметр частиц (медианный диаметр d50) смеси, у которой совокупная влага попадает в пределы диапазона между 10% (мас.) и более и 25% (мас.) и менее, находился в диапазоне между 0,5 мм и более и 5 мм и менее и был надлежащим в качестве псевдоожижающей среды. [0046] In the foregoing, a diameter that "is appropriate as a fluidizing medium" is the diameter of each of the particles that can uniformly flow in the bed, and such a diameter is considered to be in the range between a few micrometers and about five millimeters. According to the result of the experiment carried out by the inventors of the present invention, the average particle diameter (median diameter d50) of the mixture in which the total moisture falls within the range between 10% (wt.) or more and 25% (wt.) or less was in range between 0.5 mm or more and 5 mm or less, and was appropriate as a fluidizing medium.

[0047] Смесь, полученную в результате смешивания обезвоженного шлама и цементной сырьевой муки в смесителе 53, подают в сушилку 6. В сушилке 6 получают псевдоожиженный слой, в котором смесь исполняет функцию псевдоожижающей среды, а сушильный газ исполняет функцию псевдоожижающего газа. В сушилке 6 сушильный газ подают в слой смеси, полученный на нижнем участке сушильной камеры. После этого сушильный газ перемещается снизу вверх в слое смеси, и поэтому смесь и сушильный газ вступают в контакт друг с другом. Таким образом, смесь высушивают. В соответствии с вышеизложенным в качестве сушилки 6 используют сушилку с псевдоожиженным слоем, характеризующуюся более высокой эффективностью высушивания, чем другие сушилки, (то есть, характеризующуюся более высокой объемной скоростью теплообмена). Однако, сушилка 6 не ограничивается сушилкой с псевдоожиженным слоем. [0047] The mixture obtained by mixing the dehydrated slurry and the cement raw meal in the mixer 53 is supplied to the dryer 6. In the dryer 6, a fluidized bed is obtained in which the mixture functions as a fluidizing medium and the drying gas functions as a fluidizing gas. In the dryer 6, the drying gas is fed into the mixture layer obtained in the lower section of the drying chamber. Thereafter, the drying gas moves from bottom to top in the mixture layer, and therefore the mixture and drying gas come into contact with each other. Thus, the mixture is dried. According to the above, as the dryer 6, a fluidized bed dryer having a higher drying efficiency than other dryers (i.e., having a higher volumetric heat exchange rate) is used. However, the dryer 6 is not limited to a fluid bed dryer.

[0048] Сушильный газ подают в сушилку 6 через технологическую линию подачи сушильного газа 61. Расход (скорость течения) сушильного газа, поданного в сушилку 6, может быть подстроен при использовании шибера, вентилятора и тому подобного в соответствии со свойствами (то есть диаметром частиц, влагой, плотностью и тому подобным) смеси таким образом, что реализуется надлежащее состояние псевдоожижения псевдоожиженного слоя сушилки 6. В настоящем варианте осуществления в качестве сушильного газа используют отходящий газ технологического процесса изготовления цемента или отходящий газ технологического процесса, использующего тепло отходящего газа технологического процесса изготовления цемента, при этом отходящий газ имеет температуру в диапазоне между 50°С и более и менее чем 200°С. Примеры такого отходящего газа включают: отходящий газ, имеющий температуру, составляющую менее чем 200°С, колосникового холодильника 3; отходящий газ, имеющий температуру, составляющую менее чем 200°С, котла 45, для которого используют отходящий газ колосникового холодильника 3; и отходящий газ, имеющий температуру, составляющую менее, чем 200°С, мельницы для сырьевой муки 93, для которой используют отходящий газ оборудования для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2. [0048] The drying gas is supplied to the dryer 6 through the drying gas supply line 61. The flow rate (flow rate) of the drying gas supplied to the dryer 6 can be adjusted using a gate, a fan, and the like in accordance with the properties (i.e., the particle diameter , moisture, density, and the like) of the mixture so that a proper fluidization state of the fluidized bed of the dryer 6 is realized. cement, while the exhaust gas has a temperature in the range between 50°C and more and less than 200°C. Examples of such off-gas include: off-gas having a temperature of less than 200° C. from the grate cooler 3; an exhaust gas having a temperature of less than 200° C. of the boiler 45, for which the exhaust gas of the grate cooler 3 is used; and an exhaust gas having a temperature of less than 200° C. of the raw meal mill 93, which uses the exhaust gas of the cement pyro process equipment 2.

[0049] Смесь, высушенную в сушилке 6, выгружают из нижней части сушильной камеры и подают в предварительный кальцинатор 22 через технологическую линию подачи смеси 8. На смесь, поданную в предварительный кальцинатор 22, особенных ограничений не накладывают, но она может характеризоваться уровнем содержания воды в диапазоне между приблизительно 2 и 5% (мас.) и температурой в диапазоне между приблизительно 60°С и 100°С. Технологическая линия подачи смеси 8 включает: оборудование для транспортирования 81 и 82, которое переносит высушенную смесь из сушилки 6; бункер для смеси 83, который временно хранит смесь; и технологическую линию транспортирования 84, через которую переносят смесь, количественно выгруженную из бункера для смеси 83. Смесь, поданную в предварительный кальцинатор 22 через технологическую линию подачи смеси 8, используют в качестве части топлива, а золу от сгорания смеси используют в качестве части цементной сырьевой муки. [0049] The mixture dried in the dryer 6 is discharged from the bottom of the drying chamber and fed to the pre-calciner 22 through the mixture supply line 8. The mixture supplied to the pre-calciner 22 is not particularly limited, but it may be characterized by the level of water content in the range between approximately 2 and 5% (wt.) and a temperature in the range between approximately 60°C and 100°C. The mixture supply line 8 includes: conveying equipment 81 and 82 which transfers the dried mixture from the dryer 6; a mix hopper 83 that temporarily stores the mix; and a conveying line 84 through which the mixture quantitatively discharged from the mixture hopper 83 is conveyed. flour.

[0050] Отходящий газ из сушилки 6 подают в колосниковый холодильник 3 через технологическую линию отходящего газа сушилки 7. На технологической линии отходящего газа сушилки 7 располагают пылеуловитель 71, вытяжной вентилятор 72 и приточный вентилятор 74 в данном порядке следования от позиции выше по ходу технологического потока до позиции ниже по ходу технологического потока вдоль потока отходящего газа сушилки. Пыль из отходящего газа сушилки, выгруженного из сушилки 6 при использовании вытяжного вентилятора 72, удаляют при использовании пылеуловителя 71. Удаленную пыль подают из пылеуловителя 71 в бункер для смеси 83, а после этого подают в предварительный кальцинатор 22 совместно со смесью, сохраненной в бункере для смеси 83. Отходящий газ сушилки, прошедший через пылеуловитель 71, подают в колосниковый холодильник 3 при использовании приточного вентилятора 74. [0050] The off-gas from the dryer 6 is fed to the grate cooler 3 through the off-gas process line of the dryer 7. On the off-gas line of the dryer 7, a dust collector 71, an exhaust fan 72, and a supply fan 74 are located in this order from upstream position. to a downstream position along the dryer off-gas stream. The dust from the dryer exhaust gas discharged from the dryer 6 using the exhaust fan 72 is removed using the dust collector 71. The removed dust is fed from the dust collector 71 to the mixture hopper 83, and then fed to the pre-calciner 22 together with the mixture stored in the hopper for mixture 83. The exhaust gas of the dryer, which has passed through the dust collector 71, is fed into the grate cooler 3 using the supply fan 74.

[0051] В соответствии с представленным выше описанием изобретения система для производства цемента 100, соответствующая настоящему варианту осуществления, включает: предварительный нагреватель 21, который предварительно нагревает цементную сырьевую муку; предварительный кальцинатор 22, который прокаливает предварительно нагретую цементную сырьевую муку; и обжигательную печь 23, которая обжигает прокаленную цементную сырьевую муку. Предварительный нагреватель 21 включает, по меньшей мере, один канал подачи 29, через который дисперсные материалы, содержащие сухой шлам, переводят в область, имеющую температуру в диапазоне между 600°С и более и менее чем 800°С. [0051] According to the above description, the cement production system 100 according to the present embodiment includes: a preheater 21 that preheats the cement raw meal; a precalciner 22 that calcines the preheated cement raw meal; and a kiln 23 which burns the calcined cement raw meal. The preheater 21 includes at least one supply channel 29 through which particulate materials containing dry sludge are transferred to an area having a temperature in the range between 600°C and more and less than 800°C.

[0052] Помимо этого, способ обработки шлама, соответствующий настоящему варианту осуществления, является способом обработки шлама при использовании системы для производства цемента 100, включающей: предварительный нагреватель 21, который предварительно нагревает цементную сырьевую муку; предварительный кальцинатор 22, который прокаливает предварительно нагретую цементную сырьевую муку; и обжигательную печь 23, которая обжигает прокаленную цементную сырьевую муку. Дисперсные материалы, содержащие сухой шлам, переводят в область, имеющую температуру в диапазоне между 600°С и более и менее чем 800°С, в предварительном нагревателе 21, а сухой шлам используют в качестве цементной сырьевой муки и топлива. [0052] In addition, the sludge treatment method according to the present embodiment is a sludge treatment method using the cement production system 100, including: a preheater 21 that preheats the cement raw meal; a precalciner 22 that calcines the preheated cement raw meal; and a kiln 23 which burns the calcined cement raw meal. The particulate materials containing dry sludge are transferred to a region having a temperature in the range between 600° C. or more and less than 800° C. in the preheater 21, and the dry sludge is used as cement raw meal and fuel.

[0053] В настоящем варианте осуществления «дисперсные материалы, содержащие сухой шлам» представляют собой смесь сухого шлама и цементной сырьевой муки. Поэтому система для производства цемента 100, соответствующая настоящему варианту осуществления, кроме того, включает: смеситель 5, который смешивает обезвоженный шлам и цементную сырьевую муку для производства дисперсной смеси; сушилку 6, которая высушивает смесь; и технологическую линию транспортирования 84, через которую смесь, высушенную при использовании сушилки 6, переносят в виде дисперсных материалов в канал подачи 29. [0053] In the present embodiment, "particulate materials containing dry slurry" are a mixture of dry slurry and cement raw meal. Therefore, the cement production system 100 according to the present embodiment further includes: a mixer 5 that mixes the dehydrated sludge and the cement raw meal to produce a fine mixture; a dryer 6 which dries the mixture; and a conveying line 84 through which the mixture dried using the dryer 6 is transferred as particulate materials to the feed channel 29.

[0054] Дисперсные материалы, содержащие сухой шлам, не ограничиваются смесью сухого шлама и цементной сырьевой муки. Примеры дисперсных материалов, содержащих сухой шлам, включают: мелко раздробленные материалы сухого шлама; и смесь сырьевого шлама и сухого шлама. Помимо этого, размеры дисперсных материалов могут быть такими размерами, что дисперсные материалы переносятся током воздуха отходящего газа из предварительного кальцинатора 22. Дисперсные материалы могут иметь форму порошка, форму хлопьев или форму гранул. [0054] Particulate materials containing dry slurry are not limited to a mixture of dry slurry and cement raw meal. Examples of particulate materials containing dry sludge include: finely divided dry sludge materials; and a mixture of raw sludge and dry sludge. In addition, the dimensions of the particulate materials may be such that the particulate materials are carried by the flow of air from the exhaust gas from the precalciner 22. The particulate materials may be in the form of a powder, in the form of flakes, or in the form of granules.

[0055] В способе обработки шлама и системе для производства цемента 100 дисперсные материалы, содержащие сухой шлам, переводят в область, имеющую температуру в диапазоне между 600°С и более и менее, чем 800°С, в предварительном нагревателе 21. При одновременном перемещении дисперсных материалов из канала подачи 29 (позиции перевода), через который дисперсные материалы переводят в предварительный нагреватель 21, в предварительный кальцинатор 22 температура дисперсных материалов увеличивается до температуры перевода (приблизительно между 850°С и 900°С), при которой дисперсные материалы переводят в предварительный кальцинатор 22 совместно с цементной сырьевой мукой. [0055] In the sludge treatment method and cement production system 100, particulate materials containing dry sludge are transferred to a region having a temperature in the range between 600°C and more and less than 800°C in the preheater 21. While moving particulate materials from the feed channel 29 (transfer position), through which the particulate materials are transferred to the preheater 21, in the precalciner 22, the temperature of the particulate materials increases to the transfer temperature (between approximately 850°C and 900°C), at which the particulate materials are transferred to pre-calciner 22 together with cement raw meal.

[0056] В настоящем изобретении время пребывания дисперсных материалов в предварительном нагревателе 21 является более продолжительным, чем в обыкновенном случае, когда материалы переводят в область, имеющую температуру, составляющую 800°С и более, как и в источниках ИПЛ 1 и 2. Таким образом, дисперсные материалы переводят в предварительный кальцинатор 22 после надлежащего предварительного нагревания. Поэтому могут быть подавлены неустойчивость состояния горения и увеличение потребления топлива, что стимулируется при переводе в предварительный кальцинатор 22 низкотемпературных материалов. Помимо этого, разница температур между окружающей температурой канала подачи 29 (позиции перевода), через который дисперсные материалы переводят в предварительный нагреватель 21, и температурой дисперсных материалов является меньшей, чем соответствующая разница в вышеупомянутом обыкновенном случае. Поэтому может быть подавлено уменьшение локальной температуры дисперсных материалов в окрестности канала подачи 29, и могут быть подавлены уменьшение срока службы футеровки и образование покрытия. В качестве результата это может вносить свой вклад в стабилизирование функционирования системы для производства цемента 100, в которой используют шлам в качестве части цементной сырьевой муки и топлива. [0056] In the present invention, the residence time of the particulate materials in the preheater 21 is longer than in the usual case when the materials are transferred to a region having a temperature of 800°C or more, as in the IPL sources 1 and 2. Thus , the particulate materials are transferred to the pre-calciner 22 after proper pre-heating. Therefore, instability of the combustion state and an increase in fuel consumption can be suppressed, which is promoted by transferring low-temperature materials to the pre-calciner 22. In addition, the temperature difference between the ambient temperature of the supply passage 29 (transfer station) through which the particulate materials are transferred to the preheater 21 and the temperature of the particulate materials is smaller than the corresponding difference in the above-mentioned ordinary case. Therefore, a decrease in the local temperature of the particulate materials in the vicinity of the supply passage 29 can be suppressed, and a decrease in the service life of the lining and formation of a coating can be suppressed. As a result, this may contribute to the stabilization of the operation of the cement production system 100, which uses sludge as part of the cement raw meal and fuel.

[0057] В системе для производства цемента 100, соответствующей настоящему варианту осуществления, предварительный нагреватель 21 включает три и более циклонные установки U1 - U5, соединенные последовательно в направлении верхней стороны от предварительного кальцинатора 22. Каждая из циклонных установок U1 - U5 включает: циклон (С1 - С5); тракт (D1 - D5), через который ток воздуха вводят в циклон (С1 - С5); и трубу (В1 - В5), через которую твердое вещество, отделенное от тока воздуха в циклоне (С1 - С5), передают в, по меньшей мере, одно устройство, выбираемое из: тракта (D1 - D4) циклонной установки (U1 - U4), размещенной на нижней ступени данной циклонной установки (U1 - U5); предварительного кальцинатора 22; или обжигательной печи 23. [0057] In the cement production system 100 according to the present embodiment, the preheater 21 includes three or more cyclone units U1 to U5 connected in series in the upstream direction of the precalciner 22. Each of the cyclone units U1 to U5 includes: a cyclone ( C1 - C5); path (D1 - D5), through which the air current is injected into the cyclone (C1 - C5); and a pipe (B1 - B5) through which the solid substance, separated from the air flow in the cyclone (C1 - C5), is transferred to at least one device selected from: the path (D1 - D4) of the cyclone installation (U1 - U4 ) located on the lower stage of this cyclone unit (U1 - U5); pre-calciner 22; or kiln 23.

[0058] Для увеличения времени пребывания в предварительном нагревателе 21 желательным является расположение канала подачи 29 на тракте D циклонной установки U, размещенной на верхней ступени области, имеющей температуру, составляющую 600°С и более, в предварительном нагревателе 21. Поэтому в настоящем варианте осуществления канал подачи 29 располагают в окрестности канала притока тракта D3 третьей самой нижней циклонной установки U3. Однако, поскольку температура отходящего газа, перетекающего в тракт D2 второй самой нижней циклонной установки U2, составляет приблизительно 850°С, но уменьшается до менее, чем 800°С непосредственно после перетекания отходящего газа в тракт D2, канал подачи 29 может быть расположен на тракте D2. В соответствии с вышеизложенным в системе для производства цемента 100, соответствующей настоящему варианту осуществления, канал подачи 29 может быть расположен на, по меньшей мере, одном устройстве, выбираемом из тракта D2 второй самой нижней циклонной установки U2 или тракта D3 третьей самой нижней циклонной установки U3. Говоря другими словами, дисперсные материалы могут быть переведены в, по меньшей мере, одно устройство, выбираемое из тракта D2 второй самой нижней циклонной установки U2 или тракта D3 третьей самой нижней циклонной установки U3. Позиция канала подачи 29 в подходящем для использования случае может быть подстроена для каждого предварительного нагревателя 21 системы для производства цемента 100. [0058] In order to increase the residence time in the preheater 21, it is desirable to locate the supply passage 29 in the path D of the cyclone unit U located in the upper stage of the region having a temperature of 600°C or more in the preheater 21. Therefore, in the present embodiment, the supply channel 29 is located in the vicinity of the inflow channel of the path D3 of the third lowest cyclone unit U3. However, since the temperature of the off-gas flowing into path D2 of the second lowest cyclone unit U2 is approximately 850° C., but decreases to less than 800° C. immediately after the off-gas flows into path D2, the supply channel 29 may be located in the path D2. According to the above, in the cement production system 100 according to the present embodiment, the supply channel 29 may be located on at least one device selected from the path D2 of the second lowest cyclone U2 or the path D3 of the third lowest cyclone U3 . In other words, the particulate materials can be transferred to at least one device selected from the path D2 of the second lowest cyclone U2 or the path D3 of the third lowest cyclone U3. The position of the feed channel 29 can be adjusted for each pre-heater 21 of the cement production system 100 as appropriate.

[0059] При переводе дисперсных материалов, содержащих сухой шлам, в область, имеющую температуру, составляющую менее, чем 600°С, в предварительном нагревателе 21 пахучие вещества, образованные из шлака, содержащегося в дисперсных материалах, не разлагаются под воздействием тепла и выгружаются в технологическую линию отходящего газа пиропроцессора 9. Поэтому на технологической линии отходящего газа пиропроцессора 9 требуется устройство, которое разлагает данные пахучие вещества. Помимо этого, область, имеющая температуру, составляющую 800°С и более, в предварительном нагревателе 21 по существу не ограничивается первым трактом D1, который соединяет предварительный кальцинатор 22 и циклон самой нижней ступени С1. При переводе дисперсных материалов, содержащих сухой шлам, в первый тракт D1 предварительного нагревателя 21 дисперсные материалы проходят через только первую циклонную установку U1 в предварительном нагревателе 21. Поэтому температура дисперсных материалов не может быть надлежащим образом увеличена. Таким образом, затруднительным является подавление уменьшения локальной температуры дисперсных материалов в окрестности канала подачи 29. [0059] When transferring the particulate materials containing dry sludge to a region having a temperature of less than 600°C, in the preheater 21, odorous substances formed from the slag contained in the particulate materials are not decomposed by heat and are discharged into an off-gas line of the pyroprocessor 9. Therefore, a device is required in the off-gas line of the pyroprocessor 9 that decomposes these odorants. In addition, the region having a temperature of 800° C. or more in the preheater 21 is not substantially limited to the first path D1 that connects the precalciner 22 and the lowest stage cyclone C1. When transferring the particulate materials containing dry sludge to the first path D1 of the preheater 21, the particulate materials only pass through the first cyclone U1 in the preheater 21. Therefore, the temperature of the particulate materials cannot be properly increased. Thus, it is difficult to suppress the decrease in the local temperature of dispersed materials in the vicinity of the supply channel 29.

[0060] В вышеизложенном материале описывается предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. В настоящее изобретение могут быть включены модификации конкретных структур и/или функциональных деталей вышеупомянутого варианта осуществления до тех пор, пока они будут попадать в объем настоящего изобретения. [0060] The foregoing describes a preferred embodiment of the present invention. Modifications to specific structures and/or functional details of the above embodiment may be included in the present invention, as long as they fall within the scope of the present invention.

Перечень ссылочных позиций List of reference positions

[0061] [0061]

2 оборудование для технологического пиропроцесса при производстве цемента 2 equipment for technological pyroprocessing in the production of cement

3 колосниковый холодильник 3 grate cooler

4 технологическая линия отходящего тепла холодильника 4 Refrigerator Waste Heat Processing Line

5 смеситель 5 mixer

6 сушилка 6 dryer

7 технологическая линия отходящего газа сушилки 7 off gas dryer process line

8 технологическая линия подачи смеси 8 technological line for supplying the mixture

9 технологическая линия отходящего газа пиропроцессора 9 pyroprocessor off-gas process line

21 предварительный нагреватель суспензии 21 slurry preheater

22 предварительный кальцинатор 22 precalciner

23 обжигательная печь 23 kiln

25 горелка предварительного кальцинатора 25 pre-calciner burner

26 горелка обжигательной печи 26 kiln burner

28 канал подачи цементной сырьевой муки 28 feed channel of cement raw meal

29 канал подачи 29 feed channel

32 транспортер для клинкера 32 clinker conveyor

41 тракт для третичного воздуха 41 tertiary air paths

42 технологическая линия высокотемпературного отходящего тепла 42 high temperature waste heat production line

43 технологическая линия низкотемпературного отходящего тепла 43 low temperature waste heat production line

45 котел 45 boiler

45а технологическая линия отходящего газа 45a off-gas process line

46 пылеуловитель 46 dust collector

47 вытяжной вентилятор 47 exhaust fan

48 дымовая труба 48 chimney

51 бункер для цементной сырьевой муки 51 cement raw meal bins

52 бункер для обезвоженного шлама 52 dehydrated sludge tank

53 смеситель 53 mixer

55 питатель для подстраивания цементной сырьевой муки 55 feeder for adjusting cement raw meal

56 питатель для подстраивания шлама 56 sludge adjuster

57 контроллер 57 controller

61 технологическая линия подачи сушильного газа 61 drying gas supply lines

71 пылеуловитель 71 dust collectors

72 вытяжной вентилятор 72 exhaust fan

74 приточный вентилятор 74 supply fan

81 оборудование для транспортирования 81 transportation equipment

82 оборудование для транспортирования 82 transportation equipment

83 бункер для смеси 83 mix hopper

84 технологическая линия транспортирования 84 technological line of transportation

91 котел 91 boilers

92 вытяжной вентилятор 92 exhaust fan

93 мельница для сырьевой муки 93 raw meal mill

94 пылеуловитель 94 dust collector

95 вытяжной вентилятор 95 exhaust fan

96 дымовая труба 96 chimney

100 система для производства цемента 100 cement production system

В, В1 - В5 труба B, B1 - B5 pipe

С, С1 - С5 циклон C, C1 - C5 cyclone

D, D1 - D5 тракт D, D1 - D5 path

U, U1 - U5 циклонная установка.U, U1 - U5 cyclone plant.

Claims

1. The sludge treatment method in the form of sludge treatment when using the cement production system,

while the system for the production of cement includes:

a slurry preheater configured to preheat the cement raw meal;

a precalciner configured to calcinate the preheated cement raw meal; and

a kiln configured to burn the calcined cement raw meal,

wherein the sludge treatment method includes:

the transfer of particulate materials containing dry sludge, in the area of the pre-heater suspension, while the area has a temperature in the range between 600°and more and less than 800°C; and

use of dry sludge as cement raw meal and fuel.

2. The method according to claim 1, where:

the slurry preheater includes three or more cyclones connected in series in the direction of the upper side of the precalciner;

each of the cyclone units includes

cyclone,

a path configured to introduce air current through it into the cyclone, and

a pipe configured to supply through it a solid substance, separated from the air flow in the cyclone, to at least one device selected from the path of the cyclone installation located on the lower stage of this cyclone installation, a preliminary calciner or a kiln; and

the particulate materials are transferred to at least one device selected from the cyclone path at the second lowest stage or the cyclone path at the third lowest stage.

3. The method according to claim 1 or 2, where the particulate materials are a mixture of dry slurry and cement raw meal.

4. System for the production of cement, including:

a slurry preheater configured to preheat the cement raw meal;

a precalciner configured to calcinate the preheated cement raw meal; and

a kiln configured to burn the calcined cement raw meal, where

the slurry preheater includes at least one supply channel configured to supply particulate materials containing dry sludge through it to an area having a temperature in the range between 600°C and more and less than 800°C.

5. The system according to claim 4, where:

each of the cyclone units includes

cyclone,

a path configured to introduce air current through it into the cyclone, and

the supply channel is located on at least one device selected from the cyclone installation path at the second lowest stage or the cyclone installation path at the third lowest stage.

6. The system according to claim 4 or 5, further comprising:

a mixer configured to mix the dehydrated sludge and cement raw meal to produce a dispersion mixture;

a dryer configured to dry the mixture; and

a technological line of transportation, made with the possibility of moving through it a mixture dried using a dryer, in the form of dispersed materials into the supply channel.