SU1423520A1 - Способ обжига цементного клинкера - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, преимущественно к производству цементного клинкера . Целью изобретени   вл етс  снижение расхода топлива. Во вращающуюс  печь ввод т щлам, состо щий из мела, глины и пиритных огарок, и отдельным потоком параллельно сырьевому шламу отходы углеобогащени . Транспортируют отходы углеобогащени  в объеме печи к зоне с температурой материала 900-950°С посредством установленного соосно печи трубощнека, за- глущенного с разгрузочного конца и снабженного элементами дл  ввода отходов в слои материала. В результате непосредственного контакта сырьевого материала с газовым потоком последний нагреваетс  до температуры 900-950°С, а отходы углеобогащени , не контактирующие с газовым потоком , в этой зоне нагреваютс  до температуры 400°С. Фактически использованное тепло в процессе обжига составл ет 107 кг-ут/ /т Кл. 2 табл. S

Description

to

СО

СП

ю

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, преимущественно к производству цементного клинкера.

Целью изобретени   вл етс  снижение расхода топлива.

Способ осуществл ют следующим образом .

Во вращающуюс  печь с холодного конца подают цементно-сырьевой щлам и параллельно обособленно потоку сырьевого щлама малокалорийное топливо, например, отходы углеобогащени , содержащие в своем составе топливный и глинистый компоненты . В св зи с тем, что отходы углеобогащени  содержат глинистую составл ющую , химический состав щлама, задавае- мый в печь, корректируетс  с учетом этой составл ющей.

Подачу малокалорийного топлива во внутреннюю полость печи осуществл ют посредством установленного соосно печи транспортирующего устройства, например трубо- пнека, заглущенного с разгрузочного своего конца и снабженного элементами дл  ввода малокалорийного топлива в слой материала.

При этом отходы углеобогащени  и сырьевой щлам перемещаютс  в печи к зоне смешивани  отдельными, параллельными потоками , причем сырьевой материал непосредственно контактирует с газовым потоком, а отходы углеобогащени  транспортируютс  без контакта с последним.

Отсутствие непосредственного контакта между низкокалорийным топливом и газовым потоком при теплообмене между ними исключает воздействие лучистой и конвективной составл ющих теплопередачи, что обеспечивает подогрев отходов углеобогащени  до 300-500°С, активацию топливного и гли- нистого компонентов отходов, резкий температурный перепад с сыьевым материалом, перемещающимс  в печи.

При этом теплопередача от газового потока к потоку сырьевого материала осуществл етс  при непосредственном контак- те и включает все составл ющие теплообмена: конвективную, лучистую и теплопроводность , в результате материал, пройд  путь до зоны смещивани , нагреваетс  до 900-950°С и декарбонизируетс  до степе- ни 10-30%.

При указанной температуре и степени декарбонизации сырьевого материала осуществл ют подачу отходов углеобогащени  с температурой 300-500°С в его слой. Вследствие резкого температурного нерепа- да между с.мещиваемыми материалами происходит быстрое нагревание отходов углеобогащени , что приводит к разложению топливной части на твердый остаток и лету чие продукты, формируюндие вокруг частицы газовую оболочку.

Горение, т. е. реакци  .между СО и 09, происходит в пограничном слое, а в твердой частице (в св зи с недостатком кислорода ) происходит восстановление СОа до СО по реакции С02-|-С- 2СО. При посто нной температуре частиц (в данном случае 900°С) скорость горени  зависит от концентрации реагирующих веществ, в первую очередь СО2. В зоне декарбонизации в результате диссоциации СаСОз СаО+СО2 и выделени  СО2 создаетс  высокое парциальное давление СО2 (760 мм рт. ст.) и высока  концентраци  СО2, что обеспечивает интенсификацию процесса горени  в зоне декар- борнизации. Наличие углерода в присутствии карбоната кальци  обеспечивает интенсификацию процесса декарбонизации

CaCOj +C CaO-i-2CO.

При этом выделивщиес  при дегидратации глинистой составл ющей отходов углеобогащени  пары ВОД.Ы интенсифицирующе действуют на процесс декарбонизации сырьевого .материала, так как они вызывают гидролиз карбоната, причем этот эффект усиливаетс  за счет того, что сравнительно небольщое количество воды может привести к гидролитическому разложению больщогс количества карбоната за счет циклически повтор ющегос  процесса;

СаСОз + ИгО Са(ОН)2 + С02

f

НгО + СаОсв

Нагрев глинистой составл рощей отходов углеобо -ащени  способствует ее актнвизаци; и приобретению наибольшей реакционной способности к моменту взаимодействи  свободной СаО, что позвол ет интенсифицировать процессы твердофазовых реакций, так как в присутствии активного глинистого компонента повыщаетс  интенсивность взаимодействи  алюминатов .и силикатов кальци  в твердой фазе. Это способствует завершению процесса клинкерообразовани  в более короткие сроки.

Завершение процессов клинкерообразовани  осундествл ют в зоне спекани  при пониженном расходе техноло1-ического топлива в этой зоне.

Необходимый дл  горени  технологического топ.лива и топливного компонента отходов углеобогащени  в зоне декарбонизации кислород подаетс  в качестве первичного воздуха к технологическо.му топливу с головки печи при коэффициенте избытка воздуха 1,2-1,3. Повыщение указанного предела приводит к значительно.му снижению температуры факела, уменьшение коэффициента избытка воздуха вызывает нехватку кислорода дл  горени  в зоне декарбонизации.

После обжига полученный цементный клинкер подаетс  .на охлаждение в xojij- дильник.

Пример. Опробование предлагаемого способа обжига клинкера проводилось на врапгающейс  печи 0,56x7.

Сырьевой щлам готовили на основе технологических проб сырь  Старосксльского цементного завода.

Химический состав компонентов шлама и отходов углеобогащени  приведен в табл. 1.

На основании расчета сырьевой смеси во вращающуюс  печь вводили шлам, состо щий из мела в количестве 1,197 кг/кг-Кл (76,58 мас.%), глины - 0,214 кг/кг-Кл (13,65 мас.%), пиритных огарок - 0,022 кг/ /кг Кл (1,40 мас.%) и отдельным потоком параллельно сырьевому щламу - отходы углеобогащени  в количестве 0,131 кг/кг-Кл (8,37 мас.%).

Отходы углеобогащени  подавали и транспортировали в объеме печи к зоне с температурой материала 900-950°С посредством установленного соосно печи трубо- щнека, заглушенного с разгрузочного конца и снабженного элементами дл  ввода отходов в слой материала.

При этом отходы углеобогащени  и сырьевой щлам перемешивались в печи к зоне смешивани  отдельными, параллельными потоками. В результате непосредственного контакта сырьевого материала с газовым потоком последний нагревалс  до 900-950°С, а отходы углеобогащени , не контактирующие с газовым потоком, в этой зоне имели температуру 400°С. Контроль температурного режима материала осуществл лс  с помощью термопар. При указанных температурах осуществл ли смещение потоков сырьевого материала и отходов углеобогащени .

В момент смещени  отходы углеобогащени  подвергаютс  термическому удару, в результате чего происходит активаци  глинистой составл ющей и выделение летучих, которые, взаимодейству  с кислородом, выдел ют тепло, расходуемое на протекание процесса декарбонизации.

При дальнейшем продвижении материала с отходами начинаетс  горение твердотопливных включений в отходах. Выдел ющеес  тепло от сгорани  отходов в зоне декарбонизации используетс  здесь же на интенсификацию реакций декарбонизации. Активаци  глинистой составл ющей способствует повыщению интенсивности взаимодействи  алюминатов и силикатов кальци  в твердой фазе.

Завершение процессов клинкерообразова- ни  в зоне спекани  осуществл ли при сни0

жении количества технологического топлива на 3,1% и увеличении коэффициента избытка воздуха до 1,3.

Полученный в результате осуществлени  предложенного способа клинкер характеризовалс  следующим химическим составом , мас.%: SiO2 22,05; АЬОз 5,36; Ре2ОзЗ,83, СаО 66,7; MgO 0,72; КгО 1,03, 5Оз 0,46; проч. 0,10 и минералогическим составом, мас.%: Сз5 63, CoS 17; СзА 8, C4AF 12.

Предлагаемый способ обжига предусматривает введение 8-25% отходов углеобогащени .

Введение максимального количества отходов углеобогащени  (25%) позвол ет сэко- 5 номить до 20% технологического топлива.

Сравнительные результаты по использованию тепла в процессе обжига представлены в табл. 2.

Использование предлагаемого способа 0 обжига цементного клинкера позвол ет интенсифицировать процесс декарбонизации цементно-сырьевого щлама за счет подвода тепла непосредственно в зону декарбонизации , а также интенсифицировать процесс 5 протекани  твердофазных реакций за счет введени  активированной глинистой составл ющей отходов углеобогащени  в зону с температурой материала 900-950°С и степенью декарбонизации 10-13%, что позвол ет получить клинкер с высоким содер- 0 жанием алита и соответственно высокой прочностью.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ обжига цементного клинкера во 5 вращающейс  печи путем введени  сырьевой смеси с холодного конца печи, сжигани  основного топлива с гор чего конца печи и подачи дополнительного малокалорийного топлива с холодного конца печи, отличающийс  тем, что, с целью снижени  расхода топлива, малокалорийное топливо подают отдельным потоком и транспортируют в печи параллельно потоку сырьевой смеси и смешивают с последним в зоне, где температура сырьевой смеси 900-950°С, а температура топлива 300--350°С.

   Таблица 1

   0

   Компоненты

   Химический состав, мас,%

   SiO,

   I I СаО MgO | Kj,oT SO. 1 np. 1 п.п.п.

   Мел Глина

   Пиритные огар: и

   0,95 68,28

   12,68

   0,22 11,67

   2,15

   0,17 55,30 0,25 0,03 0,03

   42,48

   4,25 2,5 1,40 2,08 0,08 0,09 8,13

   73,22 2,05 1,94 0,03 6,45 0,21 42 ,48

   Отходы углеобогащени  31,26 22,38 30,51 1,40 1,20 1,40 О.,03 0,88 11,51

   I1- г. l -ft-l.l 1 :.J1JLL --nj -|-LTI -Т-IГ1 1ЦЖТ .. L l -.-- -Т L J Г Г J -. 1 ITl IJ -rTI..I . I . I l l ПJI I-. ..тш, -I

   IТаблица2

   Теплотворна  способность,

   ккал

   , наприкг

   мер, отходов углеобогащени 

   Потер  теплотворной способности с отход щими газами печи, ккал кг

   Тепло, которое получено при обжиге клинкера от применени  отходов углеобогащени  при замене или 20% составе сырьевой смеси

   ккал

   к г. К л

   .

   т7кл

   Продолжение табл, 1

   2500

   2500

   1000

   750

   750

   107

   107