SE517124C2 - Method and apparatus for calcining - Google Patents
Method and apparatus for calciningInfo
- Publication number
- SE517124C2 SE517124C2 SE0101896A SE0101896A SE517124C2 SE 517124 C2 SE517124 C2 SE 517124C2 SE 0101896 A SE0101896 A SE 0101896A SE 0101896 A SE0101896 A SE 0101896A SE 517124 C2 SE517124 C2 SE 517124C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- gas
- raw material
- lime
- carbon dioxide
- calcination
- Prior art date
Links
- 238000001354 calcination Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 60
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 60
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 68
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 18
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- -1 mesa Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
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
- C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
- C04B2/10—Preheating, burning calcining or cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/40—Production or processing of lime, e.g. limestone regeneration of lime in pulp and sugar mills
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
*_ 0, 517 124 ææïfi 2 släcks sedan med grönlut i ett släckningskärl, varvid hydratiseringsvärme (qr) avges: CaO (s) + H¿O (liq) -9 Ca(OH)2 (s) + qr Den släckta kalken används sedan för den ovan beskrivna kausticeringsprocessen där grönluten àtervinns såsom,vitlut. I kalkcykeln ingår dessutom många här ej beskrivna filter- och tvättsteg. * _ 0, 517 124 ææï fi 2 is then extinguished with green liquor in an extinguishing vessel, whereby heat of hydration (qr) is given off: CaO (s) + H¿O (liq) -9 Ca (OH) 2 (s) + qr The extinguished lime is used then for the causticization process described above where the green liquor is recycled as, white liquor. The lime cycle also includes many filter and washing steps not described here.
Mesaugnarna är inte bara utrymmeskrävande, p.g.a. att flödena som skall passera är stora och uppehällstiden làng, utan de är också energikrävande. Relativt stora värmeförluster till omgivningen ger dåligt energiutnyttjande vid kalcineringen.The lime kilns are not only space consuming, p.g.a. that the flows to be passed are large and the residence time long, but they are also energy-intensive. Relatively large heat losses to the surroundings result in poor energy utilization during calcination.
Användningen av fossila bränslen förorsakar också stora utsläpp av rökgaser innehållande bl.a. koldioxid och svaveldioxid och en ansenlig del av tillförd energi återfinns i de utgående avgaserna. Många ugnar är idag överbelastade, vilket leder till sämre specifik effektivitet och därmed ökad bränsleförbukning och större utsläpp. En eventuell produktionsökning i form av tillbyggnad eller förnyelse av maskinparken försvåras av att mesaugnarna är mycket platskrävande och innebär en stor investering.The use of fossil fuels also causes large emissions of flue gases containing e.g. carbon dioxide and sulfur dioxide and a significant part of the energy supplied are found in the exhaust gases. Many furnaces today are overloaded, which leads to poorer specific efficiency and thus increased fuel consumption and greater emissions. A possible increase in production in the form of extension or renewal of the machinery is made more difficult by the fact that the lime kilns are very space-consuming and involve a large investment.
Det finns även alternativa metoder för kalcinering. I t.ex.There are also alternative methods of calcination. In e.g.
US-4 707 350 visas kalcinering med användning av resistiv teknik. Man slipper därmed en del av de traditionella mesaugnarnas nackdelar, men förfarandet förblir mer energikrävande totalt sett än föreliggande uppfinning, p.g.a. energiförluster i den mycket stora ugn som erfordras vid användning av denna teknik. 70132; 01-05-30 qnøoo §17 124 'Vi 3 Under de senaste åren har bl.a. föreslagits mikrovàgs- eller radiovågsteknik för tillförsel av energi vid kalcineringen. I US-5 378 319 visas kalcineringsförfaranden där man nyttjar _just mikrovågsteknik. Förfarandet gör att kalcineringen utföres på några minuter. Mikrovågor används för både torkning och kalcinering av mesan. Även om dessa nyare tekniker innebär en förbättring av ekonomi och miljöpåverkan i förhållande till äldre teknik, är de fortfarande förenade med hög energiförbrukning och tekniska svårigheter.US-4,707,350 discloses calcination using resistive techniques. This avoids some of the disadvantages of traditional lime kilns, but the process remains more energy-intensive overall than the present invention, due to energy losses in the very large furnace required when using this technology. 70132; 01-05-30 qnøoo §17 124 'We 3 In recent years, i.a. microwave or radio wave technology has been proposed for the supply of energy during calcination. U.S. Pat. No. 5,378,319 discloses calcination processes using only microwave technology. The procedure allows the calcination to be performed in a few minutes. Microwaves are used for both drying and calcination of the mesa. Although these newer technologies mean an improvement in economy and environmental impact compared to older technologies, they are still associated with high energy consumption and technical difficulties.
Användning av plasmateknik vid förbränning/bränning av olika substanser finns även beskriven. I US-4 152 169 visas användning av plasmateknik vid cementtillverkning. Det angivna förfarandet har dock ett annat ändamål än föreliggande uppfinning.The use of plasma technology in the combustion / burning of various substances is also described. U.S. Pat. No. 4,152,169 discloses the use of plasma technology in cement production. However, the stated method has a different purpose than the present invention.
Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ange ett. förfarande och en anordning för kalcinering av det slag som nämns i inledningen, varvid nackdelarna med den kända tekniken undvikes och man får en lägre investering och erhåller ett snabbare, bättre reglerbart samt mindre energikrävande förfarande för kalcinering och således en lägre produktionskostnad.OBJECTS AND MAIN FEATURES OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide one. method and a device for calcination of the kind mentioned in the introduction, whereby the disadvantages of the prior art are avoided and a lower investment is obtained and a faster, better controllable and less energy-intensive method for calcination is obtained and thus a lower production cost.
Detta ändamål uppnås genom särdragen i de kännetecknande delarna av patentkraven 1 respektive 16.This object is achieved by the features in the characterizing parts of claims 1 and 16, respectively.
Tack vare den höga effektiviteten som resulterar härav kan kalcineringsanläggningen göras mer kompakt än vid kända 70132; 01-05-30 517 124 4 ~. »un förfaranden. Kostnaden för nyinvestering eller kapacitetsökning kan hållas förhållandevis låg.Due to the high efficiency that results from this, the calcination plant can be made more compact than with known 70132; 01-05-30 517 124 4 ~. »Un procedures. The cost of new investment or capacity increase can be kept relatively low.
Föreliggande uppfinning bygger således på att använda plasmateknik för kalcinering av kalkråvara. Med kalkråvara avses kalciumkarbonathaltiga mineraler eller ämnen, t.ex. kalksten, mesa, dolomit, kalciumhaltiga slam. Kalkràvaran innehåller ofta även andra grundämnen än kalcium som naturliga beståndsdelar eller som tillsatser. En plasmagenerator fungerar så att en gas tillförs elektrisk energi genom en typ av ljusbåge bildad mellan elektroder, varvid gasen joniseras till viss del och bildar ett energirikt gasplasma. Gasplasmat har en temperatur på 3000-400§f vid plasmageneratorns utlopp.The present invention is thus based on using plasma technology for calcining lime raw material. Calcium raw material refers to calcium carbonate-containing minerals or substances, e.g. limestone, mesa, dolomite, calcium-containing sludge. The lime raw material often also contains elements other than calcium as natural ingredients or as additives. A plasma generator functions so that a gas is supplied with electrical energy through a type of arc formed between electrodes, whereby the gas is ionized to a certain extent and forms an energy-rich gas plasma. The gas plasma has a temperature of 3000-400§f at the outlet of the plasma generator.
Kalkràvaran blandas med den heta gasen från plasmageneratorn.The lime raw material is mixed with the hot gas from the plasma generator.
Kalcinering sker vanligtvis vid 900-ll0§C. Reaktionen är reversibel, vilket gör att temperaturen måste hållas över kalcineringstemperaturen för att inte återbildning av kalciumkarbonatet skall inträffa när koldioxid finns närvarande. Högre kalcineringstemperatur än IZOÜC bör undvikas då kalken riskerar att inaktiveras.Calcination usually takes place at 900-110 ° C. The reaction is reversible, which means that the temperature must be kept above the calcination temperature so that no regeneration of the calcium carbonate occurs when carbon dioxide is present. Higher calcination temperatures than IZOÜC should be avoided as the lime risks being inactivated.
Genom användning av plasmateknik vid kalcineringen enligt uppfinningen kan reaktionen utföras i en kompakt reaktor med stor effektöverföring per volymenhet. Detta är möjligt tack vare att det fasta materialet i pulverform har stor yta och får god kontakt med plasmat. Genom att reaktionen enligt uppfinningen sker under denna korta tid, undviks i stor utsträckning inaktivering (s.k. ”dödbränning”) av kalken trots plasmagasens mycket höga temperatur.By using plasma technology in the calcination according to the invention, the reaction can be carried out in a compact reactor with a large power transfer per unit volume. This is possible thanks to the fact that the solid material in powder form has a large surface and has good contact with the plasma. Because the reaction according to the invention takes place during this short time, inactivation (so-called "dead burning") of the lime is largely avoided despite the very high temperature of the plasma gas.
Vad beträffar produktivitet har förfarandet enligt uppfinningen visat sig överlägset, jämfört med kalcinering med 70132; 01-05-30 so o Q :av os; anno ooc v u no BJ U1 nos-o 517 124 u. u.. användning av rökgas erhållen fràn eldning av fossila bränslen, eftersom traditionell teknik innebär kalcinering av agglomerat av kalkràvara, vilket ger mindre kontaktyta och därmed ineffektiv och långsam bränning. Tiden som åtgår för kalcinering i traditionella mesaugnar rör sig om timmar.In terms of productivity, the process of the invention has proved superior to calcination with 70132; 01-05-30 so o Q: av os; anno ooc v u no BJ U1 nos-o 517 124 u. u .. use of flue gas obtained from burning fossil fuels, as traditional technology involves calcination of agglomerates of lime raw material, which results in less contact area and thus inefficient and slow burning. The time required for calcination in traditional lime kilns is hours.
Kalcineringen åstadkommas i föreliggande uppfinning också mycket snabbare än vid förfaranden baserade på resistiv teknik, radiovàgor eller mikrovågor. Verkningsgraden för energiomvandling mellan el och plasma är ca 85-90%, under det att verkningsgraden för energiomvandlingen mellan el och mikrovàgor är endast ca 50-60%. Användning av elspiraler för överföring av värme vid kalcineringen ger även det en hög verkningsgrad (ca 90%), men får i slutändan totalt sett lägre verkningsgrad genom energiförluster i den mycket stora ugn som erfordras vid användning av denna teknik.The calcination is also achieved in the present invention much faster than in methods based on resistive technology, radio waves or microwaves. The efficiency of energy conversion between electricity and plasma is about 85-90%, while the efficiency of the energy conversion between electricity and microwaves is only about 50-60%. The use of electrical coils for the transfer of heat during calcination also gives it a high efficiency (approx. 90%), but in the end has an overall lower efficiency due to energy losses in the very large furnace required when using this technology.
Utnyttjandegraden av tillförd energi hos anordningen enligt föreliggande uppfinning är, genom användning av plasmateknik vid kalcineringen och värmeväxling av samtliga flöden, mycket god. Även ur miljösynpunkt är den föreliggande uppfinningen fördelaktig. Först och främst undviks en stor mängd rökgas genom att ingen förbränning behövs vid kalcineringen eller i något annat steg i det föreliggande förfarandet. Detta ger den fördelen att man minimerar utsläppen av föroreningar som annars genereras vid förbränning, såsom t.ex. svavelföreningar.The utilization rate of supplied energy of the device according to the present invention is, by using plasma technology in the calcination and heat exchange of all flows, very good. Also from an environmental point of view, the present invention is advantageous. First of all, a large amount of flue gas is avoided by the fact that no combustion is required during the calcination or at any other stage in the present process. This gives the advantage of minimizing the emissions of pollutants that are otherwise generated during combustion, such as e.g. sulfur compounds.
Genom att genererad gas innehåller i huvudsak koldioxid, i stället för koldioxid utspädd i rökgaser, blir det mer ekonomiskt fördelaktigt att avtappa koldioxiden. Härigenom kan 70132; 01-05-30 no c o o o o :nu coon con 0 IÛ LJ U1 - . - . ~ - . ~ .n 5017 124 6 utsläppet av koldioxid till atmosfären i stort sett undvikas.Because generated gas contains mainly carbon dioxide, instead of carbon dioxide diluted in flue gases, it becomes more economically advantageous to drain the carbon dioxide. Hereby 70132; 01-05-30 no c o o o o: nu coon con 0 IÛ LJ U1 -. -. ~ -. ~ .n 5017 124 6 the release of carbon dioxide into the atmosphere is largely avoided.
Härvid undviker man också rening av stora volymer avgaser.This also avoids purification of large volumes of exhaust gases.
Avtappad koldioxid kan användas som råvara t.ex. vid produktion av koldioxidgas.Drained carbon dioxide can be used as a raw material e.g. in the production of carbon dioxide gas.
Genom att det enligt uppfinningen ges möjlighet att ha övervägande koldioxidatmosfär i reaktorn, minskas bildning av oönskade kväveföreningar, såsom kväveoxider (NOx).By allowing the predominant carbon dioxide atmosphere in the reactor according to the invention, the formation of undesired nitrogen compounds, such as nitrogen oxides (NOx), is reduced.
Många konventionella mesaugnar överbelastas idag p.g.a. de höga kostnader som nyanskaffning eller utbyggnad av mesaugnar medför. Överbelastningen medför att oljeförbrukningen blir onödigt stor. Genom att bygga till med plasmakalcinering parallellt med den gamla mesaugnen kan produktionskapaciteten höjas, samtidigt som ökade rökgasflöden undviks.Many conventional lime kilns are overloaded today due to the high costs that new acquisition or expansion of lime kilns entails. The overload means that oil consumption becomes unnecessarily high. By building with plasma calcination in parallel with the old lime kiln, production capacity can be increased, while increased flue gas flows are avoided.
Då kalcineringsreaktionen sker snabbare vid användning av plasmateknik än den gör i traditionella mesaugnar, kan man med bibehållen kapacitet göra kalcineringsugnen mindre.As the calcination reaction takes place faster when using plasma technology than it does in traditional lime kilns, the calcination kiln can be made smaller with retained capacity.
Vid en vidareutveckling av föreliggande uppfinning ingår även att efter utförd kalcinering framställa släckt kalk genom släckning med ànga, àng-gasblandningar eller vatten i vätskeform, tillförd i sådan mängd att det motsvarar behovet för släckning. Avgiven energi vid släckningen àtervinns genom värmeväxling. Detta bidrar till att göra processen energieffektiv.A further development of the present invention also includes, after calcination, producing slaked lime by quenching with steam, steam-gas mixtures or water in liquid form, supplied in such an amount that it corresponds to the need for quenching. Emitted energy during extinguishing is recovered through heat exchange. This helps to make the process energy efficient.
Kortfattad beskrivning av ritning Ytterligare fördelar som uppnås genom användning av den föreliggande uppfinningen framgår av den följande detaljbeskrivningen, i vilken det hänvisas till bifogad ritning. På ritningen visar: 70132; 01-05-30 517 124 '''' " u. u-ø 7 figur 1, schematiskt en anordning för kalcinering med användning av plasmateknik enligt uppfinningen, och figur 2, schematiskt en alternativ anordning för kalcinering med användning av plasmateknik enligt uppfinningen.Brief Description of the Drawing Further advantages achieved by the use of the present invention will become apparent from the following detailed description, in which reference is made to the accompanying drawing. The drawing shows: 70132; Figure 1, schematically a device for calcination using plasma technology according to the invention, and Figure 2, schematically an alternative device for calcination using plasma technology according to the invention.
Beskrivning av utföringsexempel Figur 1 visar en anordning för kalcinering med användning av plasmateknik, innefattande en torkanordning 2, till vilken fuktig kalkràvara tillföres på valfritt sätt för torkning.Description of exemplary embodiments Figure 1 shows a device for calcination using plasma technology, comprising a drying device 2, to which moist lime raw material is added in any way for drying.
Av energiekonomiska och miljömässiga skäl är det lämpligt att avlägsna vattnet i kalkràvaran innan kalcineringen. Eftersom kalkràvaran avvattnas mekaniskt och ev. torkas minskas utsläppen av svavelföreningar, då den natriumsulfid som eventuellt är närvarande i kalkràvaran inte kan reagera med koldioxiden och vattnet och bilda svavelväte NagS (s) + C02 (g) + H20 -) Na2CO3 (s) + HZS (g) I det föreliggande utföringsexemplet utförs torkningen med användning av torkanordningen 2, uppvärmd med t.ex. vattenånga. Vattenånga kan tillföras externt eller internt, t.ex. tas från vattenånga som genererats i släckningssteget i en värmeväxlare 20. Ett eventuellt överskott av ånga eller äng-gasblandning från släckaren kan användas som torkmedium vid torkning av kalkràvara. Andra torkmedier, såsom t.ex. koldioxid, kan också användas.For energy-saving and environmental reasons, it is advisable to remove the water in the lime raw material before calcination. Since the lime raw material is mechanically dewatered and possibly dried, the emissions of sulfur compounds are reduced, as the sodium sulphide that may be present in the lime raw material cannot react with the carbon dioxide and the water to form hydrogen sulphide NagS (s) + CO 2 (g) + H 2 O -) Na 2 CO 3 (s) + H in the exemplary embodiment, the drying is carried out using the drying device 2, heated with e.g. water vapor. Water vapor can be supplied externally or internally, e.g. taken from water vapor generated in the quenching step of a heat exchanger 20. Any excess steam or meadow-gas mixture from the quencher can be used as a drying medium when drying lime raw material. Other drying media, such as e.g. carbon dioxide, can also be used.
Vattenånga som avgår vid torkningen kan användas till släckning av den brända kalken. 70132; 01-05-30 ' 517 124 I o. nu. 8 Efter torkningssteget följer ett steg i vilket den torkade kalkràvaran leds med en transportör 3 från torkanordningen 2 till en pulveriseringsanordning 4 för finfördelning. Det är också möjligt att kalkràvaran redan är tillräckligt finfördelad så att pulveriseringssteget kan undvikas.Water vapor that escapes during drying can be used to extinguish the burnt lime. 70132; 01-05-30 '517 124 I o. Nu. The drying step is followed by a step in which the dried lime raw material is led with a conveyor 3 from the drying device 2 to a pulverizing device 4 for atomization. It is also possible that the lime raw material is already sufficiently atomized so that the pulverization step can be avoided.
Att kalken föreligger såsom ett pulver gör att kalkens kontaktyta med plasmat blir mycket stor, varvid kontakttiden kan minimeras. Partikelstorleken kan vara i storleksordningen 1-1000 pm. Storleken anpassas efter kraven på reaktorn.The fact that the lime is present as a powder means that the contact surface of the lime with the plasma becomes very large, whereby the contact time can be minimized. The particle size can be in the order of 1-1000 μm. The size is adapted to the requirements of the reactor.
Efter pulveriseringssteget leder en transportör 5 den torkade och finfördelade kalkràvaran via en gassluss 6 in genom ett inlopp 7 i kalcineringsreaktorn 8.After the pulverization step, a conveyor 5 directs the dried and comminuted lime raw material via a gas lock 6 into an inlet 7 in the calcination reactor 8.
Som följd av att det är koldioxidatmosfär med làg syre- och kvävehalt i kalcineringsreaktorn bildas endast obetydligt med kväveoxider.Due to the fact that there is a carbon dioxide atmosphere with a low oxygen and nitrogen content in the calcination reactor, only insignificant amounts of nitrogen oxides are formed.
I kalcineringsreaktorn 8 mynnar även en plasmagenerator 9 via ett inlopp 10. En gasledning 23a leder utgàngsgas (àtercirkulerad koldioxid) in i plasmageneratorn 9, för bildning av gasplasmat.In the calcination reactor 8, a plasma generator 9 also opens via an inlet 10. A gas line 23a leads the output gas (recirculated carbon dioxide) into the plasma generator 9, to form the gas plasma.
En rörledning 23b leder via ett andra inlopp 11 hjälpgas, som utgörs av àtercirkulerad koldioxid, in i kalcineringsreaktorn 8. Hjàlpgasen används för inmatning och fördelning av samt vid behov, inkommande kalkràvara, för sänkning av temperaturen.A pipeline 23b directs auxiliary gas, which consists of recycled carbon dioxide, via a second inlet 11, into the calcination reactor 8. The auxiliary gas is used for feeding and distribution of and, if necessary, incoming lime raw material, for lowering the temperature.
Temperaturen vid den punkt där kalken står i kontakt med plasmat regleras via plasmageneratorns effekttillförsel och flödet av kalkràvara. 70132; 01-05-30 ps17 124 9 Den inkommande kalkràvaran kalcineras sedan under del av någon eller nâgra sekunder i kontakt med gasplasmat.The temperature at the point where the lime is in contact with the plasma is regulated via the power supply of the plasma generator and the flow of lime raw material. 70132; 01-05-30 ps17 124 9 The incoming lime raw material is then calcined for a part or a few seconds in contact with the gas plasma.
Kalcineringen kan utföras trycksatt, men företrädesvis används atmosfärstryck eller svagt över- eller undertryck.The calcination can be performed under pressure, but preferably atmospheric pressure or slight overpressure or underpressure is used.
Den brända kalken virvlar sedan i gasens flöde ut genom ett utlopp 12 i kalcineringsreaktorn 8, och förs genom en ledning 13 till en avskiljare 14, t ex en cyklon, under det att temperaturen fortsatt överstiger QOÜC. I denna àtskiljs gas (i huvudsak koldioxid) och fast material.The burnt lime then swirls in the gas flow out through an outlet 12 in the calcination reactor 8, and is passed through a line 13 to a separator 14, for example a cyclone, while the temperature still exceeds QOÜC. In this, gas (mainly carbon dioxide) and solid material are separated.
Det fasta materialet överförs till en släckningsanordning 16, i vilken den brända kalken släckes med vattenånga för bildning av slutprodukten släckt kalk. Naturligtvis kan även äng- gasblandningar eller vatten i vätskeform användas för släckning. Med äng-gasblandningar avses torr vattenånga utblandad med luft eller andra gaser. Med den energi som avges vid sláckningen genereras vattenånga i värmeväxlaren 20.The solid material is transferred to an extinguishing device 16, in which the burnt lime is extinguished with water vapor to form the final product slaked lime. Of course, meadow gas mixtures or liquid water can also be used for quenching. Meadow-gas mixtures refer to dry water vapor mixed with air or other gases. With the energy emitted during the extinguishing, water vapor is generated in the heat exchanger 20.
Vattenånga för släckning tillförs t.ex. via en rörledning 22 fràn torkanordningen 2. Energin i ångan som ej åtgår för släckning kan företrädesvis användas i andra värme/àngförbrukande processer, t.ex. för torkning av kalkràvara.Water vapor for extinguishing is supplied e.g. via a pipeline 22 from the drying device 2. The energy in the steam that is not needed for extinguishing can preferably be used in other heat / steam consuming processes, e.g. for drying lime raw material.
Den avskilda gasen från avskiljaren 14 leds via en gasledning 23, till vilken är kopplad en avskiljningsanordning 24, t.ex. ett filter, vilken filtrerar bort eventuellt stoft som passerar avskiljaren 14. Den inkommande gasen har i detta fall en hög temperatur, vilket gör att filter som klarar hög temperatur erfordras. 70132; 01-05-30 anno 517 124 1 x a. »nu Efter avskiljningsanordningen 24 följer en värmeväxlare 25, som även den är tillkopplad gasledningen 23. I värmeväxlaren genereras ånga fràn gasens värme. Efter värmeväxlaren 25 delar sig gasledningen 23 i de två gasledningarna 23a och 23b.The separated gas from the separator 14 is led via a gas line 23, to which is connected a separating device 24, e.g. a filter, which filters out any dust that passes the separator 14. The incoming gas in this case has a high temperature, which means that filters that can withstand high temperatures are required. 70132; 01-05-30 anno 517 124 1 x a. »Nu After the separation device 24 follows a heat exchanger 25, which is also connected to the gas line 23. In the heat exchanger, steam is generated from the heat of the gas. After the heat exchanger 25, the gas line 23 divides into the two gas lines 23a and 23b.
Eftersom plasmageneratorn 9 erfordrar trycksatt utgàngsgas för att övervinna tryckfallet över generatorn, behöver denna gas först komprimeras i en kompressor. Kylning är lämpligt med tanke pà att gasen skall komprimeras. Då kompressorer är känsliga för stoft och partiklar kan det även vara nödvändigt att filtrera den inkommande gasen till kompressorn.Since the plasma generator 9 requires pressurized output gas to overcome the pressure drop across the generator, this gas first needs to be compressed in a compressor. Cooling is appropriate given that the gas is to be compressed. As compressors are sensitive to dust and particles, it may also be necessary to filter the incoming gas to the compressor.
Gasledningen 23a leder utgàngsgas (ätercirkulerad koldioxid) för plasmat via en kylare/värmevâxlare 26, vilken kyler gasen till lämplig temperatur för komprimering. Efter kylaren kan, om det finns behov för ytterligare filtrering, följa en filteranordning 27. Efter kylaren/värmeväxlaren 26 och filteranordningen 27, följer en kompressor 28, vilken komprimerar den gas som leds in i plasmageneratorn 9, där den används för bildning av koldioxidplasmat.The gas line 23a conducts the output gas (recycled carbon dioxide) for the plasma via a cooler / heat exchanger 26, which cools the gas to a suitable temperature for compression. After the cooler, if further filtration is required, a filter device 27 can follow. After the cooler / heat exchanger 26 and the filter device 27, a compressor 28 follows, which compresses the gas which is led into the plasma generator 9, where it is used to form the carbon dioxide plasma.
Det ligger även inom uppfinningens ram att den varma gasen före kylaren 26 kan värmeväxlas mot gasen efter kompressorn 28 för att höja gastemperaturen före plasmageneratorn och pà så sätt minska processens energiàtgàng.It is also within the scope of the invention that the hot gas before the cooler 26 can be heat exchanged with the gas after the compressor 28 in order to raise the gas temperature before the plasma generator and thus reduce the energy output of the process.
Gasledningen 23b leder hjälpgas (koldioxid) via en kompressor 29, vilken komprimerar den gas som leds in i kalcineringsreaktorn 8, där den används som hjälpgas för inmatning och fördelning av inkommande kalkråvara, samt vid behov, för sänkning av temperaturen. 70132; 01-05-30 nu.. "_25 _51? 124 H 11 Den högkoncentrerade koldioxidgasen avtappas genom en här ej visad gasavtappningsventil vid något lämpligt ställe efter avskiljaren 14. Den bildade koldioxiden kan utnyttjas för valfritt kommersiellt ändamål, släppas ut i atmosfär eller återvinnas. Den heta koldioxidrika gasen kan, före eller efter avtappning, nyttjas för förvàrmning av kalkråvaran före kalcineringsreaktorn 8.The gas line 23b conducts auxiliary gas (carbon dioxide) via a compressor 29, which compresses the gas fed into the calcination reactor 8, where it is used as auxiliary gas for feeding and distributing incoming lime raw material, and if necessary, for lowering the temperature. 70132; 01-05-30 now .. "_25 _51? 124 H 11 The highly concentrated carbon dioxide gas is drained through a gas drain valve not shown here at any suitable place after the separator 14. The carbon dioxide formed can be used for any commercial purpose, released into the atmosphere or recycled. The hot carbon dioxide-rich gas can, before or after draining, be used to preheat the lime raw material before the calcination reactor 8.
Figur 2 visar en alternativ anordning för kalcinering med användning av plasmateknik enligt uppfinningen. Denna är generellt anordnad på samma sätt som i anordning 1, och i de fall den inte är det, markeras detta med ytterligare hänvisningssiffror.Figure 2 shows an alternative device for calcination using plasma technology according to the invention. This is generally arranged in the same way as in device 1, and in cases where it is not, this is marked with additional reference numerals.
Utföringsformen i figur 2 skiljer sig från den första utföringsformen genom att den torkade kalkràvaran efter pulveriseringsanordningen 4 tillförs het koldioxid avledd efter avskiljaren 14 via en rörledning 30, för förvärmning av den i kalcineringsreaktorn 8 ingående torra kalkråvaran i ett förvärmningssteg 31.The embodiment in Figure 2 differs from the first embodiment in that the dried lime raw material after the pulverizing device 4 is supplied with hot carbon dioxide derived after the separator 14 via a pipeline 30, for preheating the dry lime raw material included in the calcination reactor 8 in a preheating step 31.
Den förvärmda kalkråvaran leds sedan via en transportör 32 in i en avskiljare 33 där kalkråvara och koldioxid separeras.The preheated lime raw material is then led via a conveyor 32 into a separator 33 where lime raw material and carbon dioxide are separated.
Kalkråvaran fortsätter som i utföringsform l in i kalcineringsreaktorn 8 via en transportör 34. Den i avskiljaren 33 separerade koldioxiden avleds via en rörledning till filteranordningen 24.The lime raw material continues as in embodiment 1 into the calcination reactor 8 via a conveyor 34. The carbon dioxide separated in the separator 33 is diverted via a pipeline to the filter device 24.
Det ligger också inom uppfinningen att kunna utnyttja den heta koldioxiden för torkning av kalkråvaran, antingen som torkmedium i torkanordningen eller vid värmeväxling med fuktig kalkråvara. 70132; 01-05-30 _51? 124 12 U Uppfinningen kan naturligtvis varieras inom ramen för kraven och kan som exempel företas med eller utan trycksåttning eller i avsaknad av åtminstone en av avskiljningsanordningarna, samt med varierat antal och placering av värmevåxlarna. canon 70132; 01-05-30It is also within the invention to be able to use the hot carbon dioxide for drying the lime raw material, either as a drying medium in the drying device or for heat exchange with moist lime raw material. 70132; 01-05-30 _51? The invention can of course be varied within the scope of the claims and may, for example, be undertaken with or without pressure setting or in the absence of at least one of the separating devices, as well as with a varied number and location of the heat exchangers. canon 70132; 01-05-30
Claims (34)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0101896A SE517124C2 (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Method and apparatus for calcining |
| PCT/SE2002/000909 WO2002096821A1 (en) | 2001-05-30 | 2002-05-13 | Method and device for calcination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0101896A SE517124C2 (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Method and apparatus for calcining |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0101896D0 SE0101896D0 (en) | 2001-05-30 |
| SE0101896L SE0101896L (en) | 2002-04-16 |
| SE517124C2 true SE517124C2 (en) | 2002-04-16 |
Family
ID=20284285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0101896A SE517124C2 (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Method and apparatus for calcining |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE517124C2 (en) |
| WO (1) | WO2002096821A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024089134A1 (en) * | 2022-10-27 | 2024-05-02 | Saltx Technology Ab | Plasma cyclone calcination reactor design |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE545144C2 (en) | 2021-04-28 | 2023-04-11 | Saltx Tech Ab | Electric arc calciner |
| SE545798C2 (en) * | 2022-06-03 | 2024-02-06 | Limearc Process Ab | System and method for calcination |
| SE545799C2 (en) * | 2022-06-03 | 2024-02-06 | Limearc Process Ab | Injection arrangement in a calcination system |
| WO2023234847A1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | Limearc Process Ab | Injection arrangements in a calcination system |
| SE2350232A1 (en) * | 2023-03-01 | 2024-04-02 | Limearc Process Ab | A calcination method and system comprising a particle separator |
| SE2250681A1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-12-04 | Limearc Process Ab | System and method for calcination |
| WO2023234845A1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | Limearc Process Ab | System and method for calcination |
| SE545800C2 (en) * | 2022-06-03 | 2024-02-06 | Limearc Process Ab | Heat recovery in a calcination system |
| SE546005C2 (en) * | 2023-03-01 | 2024-04-09 | Limearc Process Ab | System and method for calcination |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2407506C3 (en) * | 1974-02-16 | 1978-05-24 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Method and device for calcining hydrated lime moldings |
| CA1107307A (en) * | 1976-11-04 | 1981-08-18 | Jozef K. Tylko | Production of hydraulic cements, cement-forming materials and aggregates |
| FR2570620B1 (en) * | 1984-09-24 | 1988-10-28 | Electricite De France | PROCESS AND DEVICE FOR DECARBONATING MINERALS BY CALCINATION IN A FLUIDIZED BED |
| US5378319A (en) * | 1993-05-07 | 1995-01-03 | Tran Industrial Research Inc. | Lime mud calcining using dielectric hysteresis heating |
-
2001
- 2001-05-30 SE SE0101896A patent/SE517124C2/en unknown
-
2002
- 2002-05-13 WO PCT/SE2002/000909 patent/WO2002096821A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024089134A1 (en) * | 2022-10-27 | 2024-05-02 | Saltx Technology Ab | Plasma cyclone calcination reactor design |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE0101896D0 (en) | 2001-05-30 |
| SE0101896L (en) | 2002-04-16 |
| WO2002096821A1 (en) | 2002-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2966539C (en) | Process and apparatus for manufacture of calcined compounds for the production of calcined products | |
| EP0701539B1 (en) | Method and plant for manufacturing cement clinker | |
| JP5575126B2 (en) | Cement clinker manufacturing method in equipment and such cement clinker manufacturing equipment | |
| CA3201353A1 (en) | Method of calcining a raw material to obtain a cementitious material | |
| JPS6323480B2 (en) | ||
| CN106396432B (en) | A kind of method of pulping and paper-making white clay recycling active lime | |
| CN111977995A (en) | Powder lime calcining and reforming system based on novel dry-process cement clinker calcining system | |
| JP2011168445A (en) | Method of calcining powdery calcium carbonate | |
| CN212669567U (en) | Powder lime calcining and reforming system based on novel dry-process cement clinker calcining system | |
| EP0176433A1 (en) | Process and apparatus for decarbonating minerals by fluidised-bed calcining | |
| SE517124C2 (en) | Method and apparatus for calcining | |
| CN105236458A (en) | Method for the calcination of aluminium trihvdroxide | |
| CN103443046A (en) | Manufacturing facility for quicklime, and manufacturing facility and manufacturing process for slaked lime | |
| CN1356922A (en) | Method and appts. for desulphurisation of exhaust gases | |
| CN116878264B (en) | Rotary kiln treatment system and method for clay minerals with low water content and high water content | |
| CN102057240B (en) | Gasification with separate calcination | |
| CN107500576A (en) | The system and method for preparing clinker | |
| CN109351156B (en) | System and method for removing sulfur dioxide in tail gas of cement kiln | |
| CN115259990B (en) | Method and system for recycling waste heat and emissions in acetylene production by calcium carbide method | |
| JP7555867B2 (en) | CEMENT CLINKER PRODUCTION SYSTEM AND CEMENT CLINKER PRODUCTION METHOD | |
| CN107739163A (en) | The system and method for preparing clinker | |
| WO2012025852A1 (en) | Low emission production process of scm | |
| WO2024129560A1 (en) | Apparatus and process for calcining feed material | |
| CA3217307A1 (en) | Method and installation for producing lime or dolime | |
| JP2024111494A (en) | Carbon dioxide capture system |