SU1038310A1

SU1038310A1 - Method for roasting cement clinker

Info

Publication number: SU1038310A1
Application number: SU813253564A
Authority: SU
Inventors: Илья Абрамович Фридман; Владимир Иванович Шубин; Валерий Владимирович Бачурин; Фридрих Фридрихович Нихельман; Ростислав Алексеевич Херасков; Геннадий Кузьмич Барбашов; Иван Иванович Ганин; Леонид Емельянович Мазур
Original assignee: Всесоюзный Государственный Научно-Исследовательский Институт Цементной Промышленности
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1983-08-30

Abstract

1. СПОСОБ ОБЖИГА ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА во враи4аю1дейс лечи с запечными теплообменниками путем распылени -: на слой частично декарбочизировaнной сырьевой смеси, непосредственно перед ее поступлением в печь, топЛИВ1ЮЙ Д бавки, о т л и ч a ю щ и й- с тем, что, с цепью снижени расхода тепле -на обжиг и пылевыноса из печи, a также увеличени производительности , топливную добавку распЙл ют на сырьевую смесь в количестве 1-5% от ее веса с последующим дополнительным распыление) на участке загрузочного лотка св зующей добавки в количестве 0,1-1 ,0% от веса сырьевой смеси, 2. Способ по п. 1, отличающ и и с тем, что в качестве св зующей добавки используют технические лигносульфонаты или упаренную мелассную барду, или легкоплавкую глину, или адипинаты натри , или жидкое стекло.1. METHOD FOR BURNING A CEMENT CLINKER at the top of a 4 day cure with baked heat exchangers by spraying -: onto a layer of partially decarbised raw mixture, just before it enters the kiln, TOPLIVYD davki, about tl and h ay and that with a chain for reducing the consumption of heat from the kiln and dust removal from the furnace, as well as an increase in productivity, the fuel additive is sprayed onto the raw material mixture in an amount of 1-5% of its weight, followed by additional spraying) in the loading tray section of the binding additive in an amount of 0, 1-1, 0% t weight raw mixture, 2. The process according to Claim. 1 wherein u and that as binder additives used technical lignosulfonates evaporated molasses or vinasse or fusible clay or adipates of sodium, or sodium silicate.

Description

ооoo

оо оо Изобретение относитс к промышленности строительных материалов, преиму щественно к технологии производства цементного клинкера. Известен способ обжига цементного клинкера, предусматривающий гранул цию сырьевой смеси в барабанном гранул торе , после выхода ее из запечного теплообменника, с последующим обжигом гранул на спекательной решетке или вовзвешенном состо нии, причем качестве св зуюи|ей добавки используют с топливные отходы или низкокалорийное топливо t1 } Известен также способ термообработ ки цементной сырьевой смеси в печном агрегате с запечными теплообменниками с добавлением к сырьевой муке тонко распыленного твердого или жидкого топлива, которое распал етс на поверхность обжигаемого материала непосредственно перед его поступлением в печь У. , Вследствие адгезионных свойств Жидкого топлива и высокой скорости движени материала на данном участке создаютс услови дл образовани агломератов топливо-сырьевой материал , которые поступают далее в под готовительную зону собственно печи, где происходит выгорание топливной составл ющей. Непосредственный контакт частиц сырьевой смеси и топлива значительно интенсифицирует теплопоглощение материала, что приводит к повышению степени термохимической под готовки сырь к обжигу. Известен способ обжига цементного клинкера путем распылени на слой частично декарбонизированной сырьевой муки перед ее подачей в печь 3050 -ного водного раствора технических лиг+носульфонатов в количестве от 0,2 до 1,0 от веса сырьевой муки ил смеси технических лигносульфонатов и аминов в соотношении от 50:1 до 10(1:1 З. fipH этом вследствие агломерации частиц сырьевой смеси интенсифицирую с процессы тепло- и массообмена в подготовительной зоне печного бараба на, а также снижаетс степень циркул ции пыли и пылевынос из печи. Недостатком известного способа те мообработки цементной сырьевой муки путем распылени твердого или жидко го топлива на поверхности обжигаемого материала перед его поступлением во вращающуюс печь вл етс то, что выгорание топливной составл ющей из агломератов топливо-сырьевой материал в услови х загрузочного конца вращающейс печи протекает 10-15 сек, после чего гранулы разрушаютс и в подготовительной зоне вращающейс печи термообработке подвергаетс мелкодисперсна сырьева мука. 8 этом случае циркул ци пыли и пылеунос не снижаютс , а теплообмен в этой зоне протекает не интенсивно, вследствие малой порозности сло материала и неравномерности его прогрева. Кроме того , при обжиге цементного клинкера путем распылени на слой частично декарбонизированной сырьевой муки 3050%-ного водного раствора технических лигносульфонатов содержание дополнительного количества тепла, которое выдел етс при их выгорании, недостаточно дл достижени полной диссоциации карбонатного компонента, так как частично расходуетс на испарение введенной воды. Это, в известной мере, лимитирует повышемие производительности печного агрегата, а также вызывает увеличенный расход технологического топлива. Известный способ лишен указанных недостатков. Цель изобретени - снижение расхода тепла,на обжиг и пылевыноса из печи, а также увеличение производительности печного агрегата. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу обжига цементного клинкера во вращающейс печи с запечными теплообменниками путем распылени на слой частично декарбонизированной сырьевой муки, непосрелстпенно перед ее поступлением в печь, топливной добавки, последнюю распыл ют на сырьевую смесь в количестве 1-5% от веса сырьевой смеси с последующим дополнительным распылением на участке загрузочного лотка св зующей добавки, в количестве 0,1-1 от веса сырьевой смеси. Причем в качестве св зующей добавки используют технические лигносульфонаты или упаренную мелассную барду, или легкоплавкую глину, или адипинаты натри , илижидкое стекло. Ввод топливной добавки в количестве 1-5 от веса сырьевой смеси обусловлен тем, что в этом интервале значений достигаютс оптимальные технологические показатели работы вращающейс печи. . 31 При вводе 1-5 от веса сырьевой смеси, как видно из табл. 1, достига етс повышенна производительность и пониженный удельный расход тегтла на обжиг. При этом температура отход щих газов и пылевынос относительно н евелики. Выход за значени -S% от веса сырьевой смеси сильно сказываетс на отрицательных факторах (пылевынос, температура отход щих газов ) и слабо - на положительных (удельный расход тепла, производительность). Поэт му вводить больше или меньше количества указанных значений не целесообразно .. Оптимальное количество вводимой св зующей добавки (0,1-1,0 от веса сырьевой смеси ) обусловлено тем, как 1зидно из табл. 2, что за верхним пре делом (свыше % )количество пылевых фракций в газовом пртоке практически не уменьшаетс , степень декарбониза ции возрастает незначительно, но при этом значительно ухудшаютс услови гранул ции, ввиду образовани крупных комьев сырьевой смеси. Ввод св зующей добавки в количест ве менее 0,1% от веса сырьевой смеси не дает ощутимого эффекта снижени пылевыноса и повышени степени д карбонизации . Использование технических лигносульфонатов , или упаренной мелассной барды, или легкоплавких глин, или адипинатов натри , или жидкого стекла обусловлено, несмотр на различие их физических свойств и химического состава, примерно одинаковым их дей ствием в качестве св зующей добавки дл сырьевой смеси. В табл. 3 представлены результаты полупромышленного опробовани эффективности действи различных добавоксв зок . Способ осуществл ют следующим обра зом. Жидка топливна добавка через форсунку известной конструкции распы л етс в количестве 1-5 от веса сырьевой смеси на слой движущегос мат Из табл. 3 следует, что при вводе оптимального количества добавоксв зок , эффективность их действи практически одинакова, риала непосредственно перед его поступлением в печь. 0 В результате тесного перемешивани сырьевой смеси с топливом и адгезионных свойств жидкого-топлива образуютс нестабильные агрегаты топливо-сырьевой материал, еде до того, как за счет поступлени воздуха создадутс услови дл горени . На участке загрузочного лотка вращающейс печи через другу форсунку на слой образовавшихс агрегатов дополнительно распыл етс св зующа добавка. Частички св зующей добавки благодар высоким адгезионным свойствам обволакивают полученные агрегаты, а также способствуют образованию новых. Далее агрегированна сырьева смесь поступает в подготовительную зону печного барабана, где под воздействием высоких температур образуетс прочный структурный каркас св зующей добавки, в результате чего сырьева смесь может длительное врем сохран тьс в этой зоне в гранулированном виде. По мере перемещени гранул по длине печи происходит выгорание топливной составл ющей. Непосредственный контакт выгораемого топлива и частиц сырьевой смеси позвол ет значительно интенсифицировать процессы теплопереноса, что обеспечивает практически полную диссоциацию сырьевой смеси до поступлени ее в зону спекани . Более высока степень термической подготовки материала в подготовительной зоне приводит к сокращению удельного расхода тепла на обжиг во вращающейс печи и при этом по вл етс возможность обжечь большее количество материала. Таким образом, предлагаемый способ обжига цементного клинкера позвол ет по сравнению с извetтными способаки значительно повысить производительность печи и уменьшить удельный расход тепла на обжиг клинкера, с одновременным снижением циркул ции пыли и пылевыноса, что подтверждаетс результатами полупромышленных испытаний , представленными в табл. . В табл. 5 представлены данные в процентах повышени эффективности работы полупромышленной установки при использовании известного способа в сравнении с предлагаемыми способами / обжига в печи с циклонными теплообменниками . Способ обжига цементного клинкера может быть осуществлен следующим образом. Топливна добавка, например мазут , в количестве 3% от веса сырье ,вой смеси через форсунку известной конструкции распыл етс ма слой движущегос материала, нагретого до 700°С, на участке выхода сырь из запечного теплообменника. При этом благодар адгезионным свойствам капельки мазута, попада на сырьевую смесь, склеивают частицы в нестабил :ные агломераты мазут-сырьевой материал На участке загрузочного лотка в поток образовавшихс агломератов дополнительно распыл етс через дру гую форсунку св зующа добавка, например жидкое стекло, в количестве 0,5% от веса сырь . Благодар высоким адгезионным свойствам капельки жидкого стекла о волакивают полученные агломераты, а также способствуют образованию новы Под действием высоких температур OOOOft грануЛн упрочн ютс за сче образовани прочного структурного каркаса жидкого стекла Таким образом , полученные агломераты могут со хран тс в подготовительной зоне 10-15 мин, что обеспечивает их продвижение по длине печи на рассто нии 20-30 м. . i Получейие гранулированного сырьевого материала-в подготовительной зоне обеспечивает улучшенный теплои массообмен между газовым потоком и материалом, вследствие повышени порозности сло материала. Кроме того, в этом случае значительно снижаетс циркул ци и вынос пыли. Под воздействием высоких температур в этой зоне происходит выгорание топливной составл ющей гранулы, причем вследствие повышенного содержани СО в газовом потоке происходит замедленное выгорание топливной составл ющей . Это обеспечивает интенсивную теплопередачу сырьевой смеси в течение длительного времени (10-15 мин. В этом случае происходит практически полна декарбонизаци карбонатного компонента до зоны спекани . Улучшенна теплова подготовка сырьевой смеси позвол ет снизить удельный расход тепла на оЬжиг, поэтому по вл етс возможность обжечь большее количество материала. Предлагаемый способ снижает пылейынос на 0-70, удельный расход тепла на обжин на бП-90 ккал/кг-кл, а yвeлиJчeниe производительности на 17-22 дает годовой экономический эффект дл одной вращающейс печи А X 60 м, оборудованный циклонными теплообменниками, пор дка 80-100 тыс. руб., а дл} типового завода, производительностью 1 млн. т клинкера в год - около too тыс. руб. Т а б Л и ц а 1oo oo The invention relates to the building materials industry, mainly to the technology for producing cement clinker. A known method of burning cement clinker involves the granulation of the raw mix in a drum granulator, after it leaves the roaster heat exchanger, followed by burning of the pellets on a sintering grid or in a suspended state, and the quality of the bonding agent is used with fuel waste or low-calorie fuel. } Also known is a method of heat treatment of a cement raw mix in a kiln unit with baked heat exchangers with finely divided solid or liquid fuel added to the raw meal. It does not decay on the surface of the calcined material immediately before it enters the furnace U., Due to the adhesion properties of the liquid fuel and the high rate of movement of the material in this area, conditions for the formation of agglomerates of fuel raw material are created, which go further into the cooking zone of the furnace itself, where fuel component burnout occurs. Direct contact of the particles of the raw material mixture and the fuel significantly intensifies the heat absorption of the material, which leads to an increase in the degree of thermochemical preparation of the raw material for firing. There is a known method of burning cement clinker by spraying a layer of partially decarbonated raw meal before it is fed into the kiln with a 3050 aqueous solution of technical leagues + nosulfonates in an amount of from 0.2 to 1.0 by weight of the raw meal or a mixture of technical lignosulfonates and amines in a ratio of 50: 1 to 10 (1: 1 H. fipH, due to the agglomeration of the particles of the raw mixture, I intensify heat and mass transfer processes in the preparatory zone of the furnace drum, as well as the degree of dust circulation and dust removal from the furnace. The disadvantage is known One way to process the cement raw material flour by spraying solid or liquid fuel onto the surface of the calcining material before it enters the rotary kiln is that the burnout of the fuel component of the agglomerate fuel raw material under the conditions of the rotary kiln loading end proceeds 10-15 sec, after which the granules are destroyed and, in the preparatory zone of the rotary kiln, the raw meal is subjected to heat treatment. In this case, the circulation of dust and dust is not reduced, and the heat exchange in this zone does not proceed intensively, due to the low porosity of the layer of material and the unevenness of its heating. In addition, when cement clinker is roasted by spraying a 3050% aqueous solution of technical lignosulphonates on a layer of partially decarbonated raw meal, the content of the additional heat that is released when it burns out is not enough to achieve complete dissociation of the carbonate component, since it partially consumes evaporation water. This, to a certain extent, limits the increase in productivity of the furnace unit, and also causes an increased consumption of process fuel. The known method is devoid of these disadvantages. The purpose of the invention is to reduce heat consumption for firing and dust removal from the kiln, as well as to increase the productivity of the kiln unit. The goal is achieved in that according to the method of burning cement clinker in a rotary kiln with baked heat exchangers by spraying a layer of partially decarbonated raw meal, immediately before it enters the kiln, a fuel additive, the latter is sprayed onto the raw mix in an amount of 1-5% by weight raw mix followed by additional spraying of binder additive in the amount of 0.1-1 by weight of the raw mix on the loading tray section. Moreover, technical lignosulfonates, either one stripped off of molasses bard, or low-melting clay, or sodium adipinate, or liquid glass, are used as a binding additive. Entering the fuel additive in the amount of 1-5 by weight of the raw mix is due to the fact that in this range of values the optimum technological parameters of the operation of the rotary kiln are achieved. . 31 When entering 1-5 by weight of the raw mix, as can be seen from the table. 1, improved performance and reduced Tegtle specific consumption for roasting are achieved. At the same time, the temperature of exhaust gases and dust removal are relatively low. Beyond the value of -S% by weight of the raw mix strongly affects negative factors (dust removal, flue gas temperature) and little positive factors (specific heat consumption, capacity). Therefore, it is not advisable to introduce more or less amount of the indicated values .. The optimal amount of the added binding additive (0.1-1.0 by weight of the raw mix) is determined by the manner in which Table 1. 2, that over the upper limit (over%) the amount of dust fractions in the gas duct practically does not decrease, the degree of decarbonization increases slightly, but the conditions of granulation are significantly worsened due to the formation of large clods of the raw mix. Entering a binding additive in an amount of less than 0.1% by weight of the raw mix does not give a tangible effect of reducing dust removal and increasing the degree of carbonation. The use of technical lignosulfonates, or one stripped off molasses bards, or low-melting clays, or sodium adipates, or liquid glass, due to the difference in their physical properties and chemical composition, is approximately the same as their binding agent for the raw mix. In tab. Figure 3 shows the results of a semi-industrial trial of the effectiveness of various supplements. The method is carried out as follows. Liquid fuel additive is sprayed in the amount of 1-5 by weight of the raw material mixture onto the bed of the moving mat through a nozzle of a known construction. Table. 3 it follows that when an optimal amount of additives is added, their effectiveness is almost the same as the rial just before it enters the furnace. 0 As a result of the intimate mixing of the raw material mixture with the fuel and the adhesion properties of the liquid-fuel, unstable aggregates of the fuel raw material are formed, eating before the air enters into the conditions for burning. At the section of the loading tray of the rotary kiln, through the other nozzle, the bonding agent is additionally sprayed onto the layer of the formed aggregates. Due to their high adhesion properties, the particles of the binding additive envelop the resulting aggregates and also contribute to the formation of new ones. Next, the aggregated raw material mixture enters the preparatory zone of the furnace drum, where, under the influence of high temperatures, a strong structural framework of the binder additive is formed, as a result of which the raw material mixture can be kept in this zone in a granular form for a long time. As the pellets move along the length of the furnace, the fuel component burns out. Direct contact of the burned fuel and particles of the raw material mixture allows to significantly intensify the heat transfer processes, which ensures almost complete dissociation of the raw material mixture before it enters the sintering zone. A higher degree of thermal preparation of the material in the preparatory zone leads to a reduction in the specific heat consumption for firing in the rotary kiln and, at the same time, it is possible to burn more material. Thus, the proposed method of firing cement clinker allows, compared to the intelligent processors, to significantly increase furnace productivity and reduce the specific heat consumption for clinker firing, while simultaneously reducing the circulation of dust and dust removal, which is confirmed by the semi-industrial tests presented in Table. . In tab. Figure 5 presents the data as a percentage of the increase in the efficiency of a semi-industrial plant when using a known method in comparison with the proposed methods / firing in a furnace with cyclone heat exchangers. The method of burning cement clinker can be carried out as follows. Fuel additive, such as fuel oil, in an amount of 3% by weight of the raw material, howl mixture through a nozzle of a known design sprays a layer of moving material heated to 700 ° C in the area of the raw material output from the baked heat exchanger. Due to the adhesion properties of the fuel oil droplet, falling on the raw mixture, the particles are glued to unstable: agglomerates of fuel oil and raw material In the loading tray section, 0 is sprayed into another flow of agglomerates through another nozzle. , 5% by weight of raw materials. Due to the high adhesion properties of the droplets of liquid glass, the obtained agglomerates wrinkle, and also contribute to the formation of new ones. Under the influence of high temperatures, OOOOft granules are strengthened to form a strong structural framework of liquid glass. Thus, the obtained agglomerates can be stored in the preparatory zone for 10–15 min. what ensures their advancement along the length of the furnace at a distance of 20-30 m. i A granulated raw material — in the preparation zone — provides an improved heat and mass transfer between the gas flow and the material, due to the increased porosity of the material layer. In addition, in this case the circulation and removal of dust is significantly reduced. Under the influence of high temperatures in this zone, the fuel component of the pellet burns out, and due to the high content of CO in the gas flow, the delayed burnout of the fuel component occurs. This provides intensive heat transfer of the raw mix for a long time (10-15 minutes. In this case, the carbonate component is almost completely decarbonated to the sintering zone. Improved thermal preparation of the raw mix allows reducing the specific heat consumption for firing, therefore it is possible to burn more the amount of material. The proposed method reduces dust removal by 0-70, the specific heat consumption for obzhin on BP-90 kcal / kg-kl, and the increase in productivity by 17-22 gives an annual economic effect for each A rotary kiln A X 60 m, equipped with cyclone heat exchangers, on the order of 80-100 thousand rubles, and for a typical plant with a capacity of 1 million tons of clinker per year — about too thousand rubles. one

10601060

165 165

1060 165 1060 165

1020 170 1020 170

1000 170 1000 170

980 175 180 980 175 180

910910

890 220 890 220

880 250880 250

380 380 380 385 390 395 ijlO 380 380 380 385 390 395 ijlO

Т a 6 л. и ц a 2T a 6 l. and u a 2

В полупромышленной печи с циклонными теплообменниками In a semi-industrial furnace with cyclone heat exchangers

Путем распылени топливной добавки в количестве 3 вес.% By spraying the fuel additive in an amount of 3 wt.%

Путем распылени св зующей добавки в колич стве 0,5 вес.% By spraying the binding additive in an amount of 0.5 wt.%

Путем распылени топливной добавки в количестве 3 вес.% с последуюидим распылением св зующей добавки- в количестве 0,5 вес,% By spraying the fuel additive in an amount of 3% by weight, followed by spraying the binder additive in an amount of 0.5% by weight

10,8 2,810.8 2.8

Таблица «Table "

180180

930930

10501050

175175

950950

9292

7575

Путем распылени св зующей добавки в количестве 0,5 весДBy spraying the binder additive in an amount of 0.5 wtD

3,6 Ц8,8 2,23.6 Ts8,8 2.2

Путем распылени топливной добавки в количестве 3 весД с последующим дополнительным распылением св зующей добавки By spraying the fuel additive in an amount of 3 ppm, followed by an additional spraying of the binder additive.

16,7 57,5 50,1 в количестве 16.7 57.5 50.1 in the amount of

50 0,5 вес Л50 0.5 weight L

,8,eight

Claims

1. METHOD OF FIRING A CEMENT CLINKER in a rotary kiln with baking heat exchangers by spraying a partially decarbonized raw material mixture onto the bed, immediately before it enters the kiln, with a fuel additive, with the fact that, with In order to reduce heat consumption * for firing and dust removal from the furnace, as well as to increase productivity, the fuel additive is sprayed onto the raw material mixture in an amount of 1-5% of its weight, followed by additional spraying in the area of the loading tray of a binder additive in an amount of 0.1-1, 0% by weight raw meal.

2. The method of pop. 1, characterized in that technical binoculars are either technical lignosulfonates or one stripped molasses vinasse, or low-melting clay, or sodium adipates, or liquid glass.

SU w, 1038310>

1 1038310 2