SI8211339A8 - Postopek za izrabo odpadnih gum in surovin organskega izvora kot sekundarnega goriva v rotacijskih pečeh za proizvodnjo cementnega klinkerja - Google Patents

Description

Postopek za izrabo odpadnih gum in surovin organskega izvora kot sekundarnega goriva v rotacijskih pečeh za proizvodnjo cementnega klinkerja

Področje tehnike, v katero spada izum

MKP: C 04B 7/44

Izum je s področja proizvodnje hidravličnih cementov z žganjem ustreznih surovin. Nanaša se na postopek za izrabo odpadnih gum in surovin organskega izvora kot sekundarnega goriva v rotacijskih pečeh za proizvodnjo cementnega klinkerja.

Tehnični problem

Obstajala je potreba, da bi namesto primarnega goriva pri proizvodnji cementnega klinkerja, t.j. zemeljskega plina, mazuta ali premoga, pretežno ali v celoti uporabili odpadne gume in surovine organskega izvora, ne da bi prišlo do ekoloških posledic zgorevanja, in obenem v čim večji meri izrabili odpadno gumo, ki zaseda velike deponije, kot tudi neuporabne surovine organskega izvora.

Stanje tehnike

Postopki za proizvodnjo cementnega klinkerja, pri katerih uporabljajo kot gorivo odpadne gume, so znani.

V patentu US-PS 4,256,503 je opisan postopek, kjer del primarnega goriva nadomestijo z odpadnimi gumami. Iz izvedbenih primerov tega spisa je razvidno, da je delež sekundarnega goriva največ 15 % celotnega goriva. Uporabljajo samo odpadne gume brez sekundarnih organskih surovin.

Opis rešitve tehničnega problema z izvedbenimi primeri

Postopek uvodoma navedene vrste izvedemo tako, da cele odpadne gume, ki smo jih v danem primeru napolnili s sekundarnimi organskimi surovinami, uvajamo v laporno moko s temperaturo 800 do 1000 °C v količini do 100 % celotnega goriva s hitrostjo vsaj 15 m/s v smeri potovanja laporne moke.

Postopek je primeren za rotacijske peči različnih tipov, kot so rotacijska peč s šahtnim izmenjevalcem toplote, s ciklonskim izmenjevalcem toplote, s predkalcinacijo ali brez nje.

Za izvedbo postopka v smislu izuma so potrebni naslednji ukrepi, ki pa niso izumiteljske narave in so očitni za strokovnjaka na tem področju, navajamo pa jih zaradi popolne tehnične informacije.

Ugodno je, da izrežemo na vstopnem delu peči tako veliko pokončno odprtino, da vstopajoči odpadni gorljivi materiali ne rušijo vstopnega dela peči, ter je vstopna drča nagnjena pod istim kotom kot petni del peči. S temi ukrepi dosežemo, da se hitrost odpadnih gum skupaj z drugimi sekundarnimi surovinami do laporne moke v peči povečuje ter da ni možnosti skakanja.

- 3 Vstopna drča mora biti popolnoma tesnjena ter zaprta na svojem vstopnem delu z dvema zaporedno vezanima loputama. Vstopni del drče je zaradi naklona petnega dela toliko odmaknjen od peči, da dolžina drče omogoča zahtevano vstopno hitrost sekundarnega goriva vsaj 15 m/s.

Sekundarno gorivo (odpadne gume vseh velikosti in drug odpadek organskega izvora, kot odpadki pri izdelavi premazov, galvanski mul j, odpadna olja itd.) dostavljamo na izmenjevalec toplote po transportnih poteh do drče, ki so za to posebej konstrukcijsko izvedene.

Pri rotacijski peči v normalnem obratovanju izključno s primarnim gorivom, kot je zemeljski plin, mazut ali premog, na primarni strani ali še dodatno s kurjenjem istih goriv v primeru predkalcinacije na sekundarni strani (izraz primarna stran označuje vstop primarnega goriva v peč, izraz sekundarna stran pa označuje vstop surovin za klinker; primarno gorivo in surovine za klinker potujejo ,/otitočno) morajo biti za proizvodnjo npr. 2000 ton klinkerja na dan kot predpogoj za pričetek doziranja odpadnih gum in sekundarnih surovin organskega izvora seveda izpolnjeni pogoji za normalno obratovanje, t.j. normalno delovanje toplotnega izmenjevalca; dimni kanali in petni deli izmenjevalca morajo biti čisti; obroč v začetku cone sintranja v peči ne sme biti manjši od 20 cm in ne večji od 50 do 60 cm (kar kontroliramo s podtlakom na vstopnem delu peči ali s temperaturo zunanjega dela plašča peč^; doziranje plina, obrati peči, obrati glavnih peči ventilatorja, tlak plina, tlak zraka na primarnem ventilatorju morajo biti konstantno nastavljeni razen doziranja moke, ki se minimalno spreminja v odnosu na stanje v sintrni coni; sonde za signaliziranje CO na elektrofiltru morajo delovati in biti testirane; sonde za signalizacijo CO in 0? na koncu peči morajo v normalnem obratovanju kazati prebitek 0₂ v višini 1 do 2 %.

Postopek v smislu izuma ponazarjamo z naslednjim izvedbenim primerom:

Poskus smo izvedli v 2000 tonski rotacijski peči s satelitnimi hladilniki in šahtnim izmenjevalcem toplote.

Minuto ali dve pred pričetkom doziranja sekundarnih goriv zmanjšamo primarno gorivo (npr. zemeljski plin) za 15 % od nominalno nastavljene vrednosti. Vklopimo avtomatsko doziranje sekundarnih goriv (npr. odpadne gume in usedline, P°~ mešane z razredčili, odpadna transformatorska olja, PCB, prešani usnjeni odpadki, epoksi smole, galvanske usedline itd) po vstopni drči v cono kalciniranja v laporno moko pri temperaturi od 800 do 1000 °C tako, da ne spreminjamo nobenega od nastavljenih tehnoloških parametrov razen doziranja laporne moke. To dosežemo z reguliranjem časa doziranja in s tem tudi količine sekundarnega goriva.

Ko normalno obratujemo s količino primarnega goriva, zmanjšano za 15 % in ob doziranju sekundarnih trdnih goriv v količini 15 % tako, da dosegamo kapaciteto 2000 t/dan (po 3 do 4 urah po pričetku doziranja sekundarnih trdnih goriv), zmanjšamo primarno gorivo še za 10 %, in to z obratovalnimi parametri, prikazanimi v tabeli 1, vse ob istočasnem povečevanju sekundarnega goriva. Nadaljnja zniževanja primarnega goriva za 10 % izvajamo vsake 3 do 4 ure obratovanja do trenutka, ko je potrebna minimalna količina primarnega goriva ali pa njegovo dovajanje občasno ustavimo, s tem da kapaciteta peči oz. doziranje laporne moke ne niha več kot + 23 % od nominalne kapacitete.

TA in

CO

TA in »

O O in »

CO CM cS

O in co <8 o

CM

O

S O <8 N m

co

Sl

MO

O

O

OJ

Cr

O [>

ID

OJ oo o

TA in o-	1 1 1	in 00 3	0 CM	on on on	(M	u O ο- σο
	l	0
tA		in			g	O
m	I	00	O	O	O	0
\O	1	w	*	O	CM	in
	1	cM	CM	sr	co	r-

CM o

TP

9»

O

-D e

O

CO

-sA

4n in o

in c8

CM olO

-=r

r)<

TA in o

tn o oo *

Λ ^W o—

ID •stCM

TA tn en tA in d

tA in lA

O

O in oo £

O e

OJ en m

in

Tabela l

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I t

o s

iS o in oo ¢8 o in oo <8 >

G)

7?

o *» (0 d

*j c

φ ►

l on on in o

o θ' sD

o * CM	on on in	8 00 t-	O 00 σ> τ-ί
0
9·	c-	o
cq	vo	0
	VO	CM θ'	Q

co c

•H

S

L, n

t, (0

XI

E

CO •O t, o

+o

CO rH •H

-P

C <D >

cO

M

4)

C

E <Z>7

CO

C £

CO >

•»4 p

o

O)

CO k <? 2§

E

Λ °	L·	•m
•C* <*™S**-X	CO	cx		co
C C _	E		Λ\	c
> -r-l «ε’Η	•H P	&	Ψ CO	Ή rH
σ>^ C,	O.	>	g	D.
c ca	2*	a	••4 >0	2*
C0X) CO	CO	«	•W	CO
ki O d -Q.S.a o o	i—1 P	g	r4 0 X	i—1 P

I

I

I

I

I

I

I ^c

I φ

I 13

I

I <0 13 c

. CO • -P > CO

II w

*

V tabeli 2 pa je prikazan primer poskusnega obratovanja, kjer je 25 % primarnega goriva nadomeščenih s sekundarnim gorivom.

OJ rt i—I rt XI rt H

oo o

θ' o

o oo tc:

•r4rH rt λ; tu j* i

>o rt I O--H

-P rt S C rt ni * «H rt hO C rt rt

X!

-P co in oo oo

O oo θ' o

o

ΓΟΟ

Ό	Ό	Ό	00
a*			a*
			rH
0 θ'	0 σ'	O θ'	Q
rd		τ-ι
CO	<o	CO
0	0	0	0
0	0	o	0
θ'	θ'	θ'	CM
Ό	Ό	Ό	σ'
V*	CO	Ό	rM
00	03	00	00

a o

o

CM θ'

CM rt E t, o s -p xi rt o

O

ΙΛ <8 &

oo <8 o

m <8 o

in oo <8

O in oo

O in o

in oo

O in oo oo oo oo I

Λ # i

Primer 25% nadomeščanja primarnega goriva rt

O. i—I ·Η •H rt rt rt c xi H rt E -p > — |CJ

U 3 i rt & J

JC rt Ή >rt >—

S? £2^0

IM g O . I·-» rt rt rt l£ +> rt So rt

-P c rt ή _c’

O C-<i rt

0.3»: i H>n rt eo rt rt > Ό

S.« rt e rt So o ss rt -P x> c

ΟΌ

Ό

m	co	co	co	co	c-
co	co	co	co	co	VO
m	to	m	m	m	Ό

cΌ 'O

00	CM	O		X>
Γ-	00	Γ-	00	00
ΓΟ	CO	ΓΟ	co	co

ΓΟΟ θ' tCO o

oo co

CO co ·»

CM

CO co

CM t<o tCM

Γco r»

CM

C—

CM rCO tCM

Γo ·»

CM

O a»

CM ·»

CM

O r*

CM

O *

CM

CM

CM in oo co

O co t00

CO in o

CO v

OO co

CM co

CM r<n rCM

ΓCM

Γ— co

ΓCM

ΓTM CM co in tH

ΟΟ

Kaloričnost zemeljskega plina 34,8 M J

Kaloričnost odpadnih gum skupaj z vložkom sekundarnih surovin organskega izvora 27,2MJ «To sta pri peči, navedeni v primeru, dva šahtna toplotna izmenjevalca, po katerih teče laporna moka, iz obeh pa se združi na petnem delu peči in zdrsi v peč.

.1

Osnovni problem pri doziranju sekundarnih osnovnih surovin predstavljajo drobni prašnati delci in hitro vnetljive tekočine, kar ima za posledico zvišanje koncentracije CO in izklapljanje elektrofiltra.Zato se mora ves takšen material, t.j. sekundarni organski odpadki, vstavljati v velike gume tovornjakov, traktorske gume ali gume nakladačev.

Če izvajamo postopek v smislu izuma v rotacijskih pečeh

Oi' \ , s predkalcinajo, najprej reduciramo oz. prenehamo kuriti s pri- V marnim gorivom v stopnji predkalcinacije ob istočasni nadomestitvi s sekundarnim gorivom.

Izkoristek sekundarnih trdnih goriv je večji iz sledečih razlogov: intenzivno mešanje zaradi potovanja gum po žareči masi navzdol in s tem direkten kontakt laporna moka/ gorivo; neposreden prenos toplote na mesto, kjer je najbolj potrebna; toplota se prenaša direktno na material in ne posredno preko ogrevanja ognjestalne obloge, kar ima za posledico znižanje temperature plašča peči.

Žveplo in saje zgorijo v S0₂ in C0₂· S0₂ se v sistemu peči veže v sulfate in dalje v klinker. Vsi škodljivi produkti gorenja sekundarnih surovin se vežejo na klinker, tako da iz sistema izhaja skozi dimnik le vodna para in C0_2> Jeklene žice, ki se npr. nahajajo v odpadnih gumah, zgorijo v železov oksid, ki se veže na klinker.

Odpadni material mora vstopati v peč vsaj s hitrostjo 15 m/s, kot je bilo zgoraj omenjeno, zato da prodre čim globlje v peč, tako da pri gorenju se razvijajoči CO dogori v CO2 že v peči ali vsaj v toplotnem izmenjevalcu.

Gume se zakopljejo v laporno moko, ni stika z zrakom, zato so dimni plini čisti in zmanjša se količina NO v

Λ dimnih plinih. Ν0_χ je prisoten v dimnih plinih v normalnem obratovanju, ki se z višanjem nadomeščanja primarnih goriv z odpadnimi gumami in sekundarnih surovin organskega izvora stalno zmanjšuje. Kvaliteta proizvedenega klinkerja je neoporečna.

Z izumom nadomestimo drago primarno gorivo, ki ga kurimo na primarni strani, t.j. pri izstopu klinkerja iz peči, s sekundarnimi gorivi, ki so jih prej vozili na deponije, ki jih kurimo na sekundarni strani, t.j. pri vstopu materiala v peč, ter tudi istočasno izrabimo v glavnem neuporabne, v uvodu naštete surovine organskega izvora, ki tudi same po sebi močno onesnažujejo okolje.

V gusolovanskem prostoru je letni prirastek odpadnih gum in drugih sekundarnih surovin organskega izvora okoli 180000 t, kar predstavlja okoli 130000 t mazuta, iz f' česar se lahko proizvede 160000 t klinkerja ali 600000 do 700000 t cementa. 1 t odpadnih gum, dopolnjena s sekundarnimi surovinami organskega izvora, je energetsko ekvivalentna 1,1 t rjavega premoga ali 660 kg mazuta ali 850 Sm³ zemeljskega plina.

-i|Najboljši način za gospodarsko izkoriščanje izuma

Poskus smo izvedli v 2000 tonski rotacijski peči s satelitnimi hladilniki in šahtnim izmenjevalcem toplote.

Minuto ali dve pred pričetkom doziranja sekundarnih goriv zmanjšamo primarno gorivo (npr. zemeljski plin) za 15 % od nominalno nastavljene vrednosti. Vklopimo avtomatsko doziranje sekundarnih goriv (npr. odpadne gume in usedline* pomešane z razredčili, odpadna transformatorska olja, PCB, prešani usnjeni odpadki, epoksi smole, galvanske usedline itd^) po vstopni drči v cono kalciniranja v laporno moko pri temperaturi od 800 do 1000 °C tako, da ne spreminjamo nobenega od nastavljenih tehnoloških parametrov razen doziranja laporne moke. To dosežemo z reguliranjem časa doziranja in s tem tudi količine sekundarnega goriva.

Ko normalno obratujemo s količino primarnega goriva, zmanjšano za 15 % in ob doziranju sekundarnih trdnih goriv v količini 15 % tako, da dosegamo kapaciteto 2000 t/dan (po 3 do 4 urah po pričetku doziranja sekundarnih trdnih goriv), zmanjšamo primarno gorivo še za 10 %, in to z obratoval nimi parametri, prikazanimi v tabeli 1, vse ob istočasnem povečevanju sekundarnega goriva. Nadaljnja zniževanja primarnega goriva za 10 % izvajamo vsake 3 do 4 ure obratovanja do trenutka, ko je potrebna minimalna količina primarnega goriva ali pa njegovo dovajanje občasno ustavimo, s tem da kapaciteta peči oz. doziranje laporne moke ne niha več kot + 23 % od nominalne kapacitete.

Claims (2)

PATENTNA ZAHTEVKA

1. Postopek za izrabo odpadnih gum in surovin organskega izvora kot sekundarnega goriva v rotacijskih pečeh za proizvodnjo cementnega klinkerja, označen s tem, da cele odpadne gume, ki smo jih v danem primeru napolnili s sekundarnimi organskimi surovinami, uvajamo v laporno moko s temperaturo 800 do 1000°C celotnega goriva s hitrostjo vsaj 15 m/s v smeri potovanja laporne moke.

2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da za dosego vnaprej določene nadomestitve primarnega goriva^in sicer največ do 80 %, s sekundarnim gorivom primarno gorivo postopoma zmanjšujemo vsake 3 do 4 ure po 10 do 15 % in ga nadomeščamo s sekundarnim gorivom.