TW202409491A - 生產水泥熟料的工廠運作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明有關用於生產水泥熟料之工廠(100)的運作方法，其中工廠在氣體流動方向中具有至少一個熟料冷卻器(110)；至少一個旋轉窯(120)；至少一個煅燒爐(130)；至少一條熱交換器管線(140)，由旋風式熱交換器(150、151、152)組成；及至少一個設備(160)，用於粉碎生料及/或水泥熟料；呈工廠組件(AG)之形式，及有關用於生產水泥熟料的對應工廠(100)。
根據本發明，規定圍起至少一個工廠組件(AG)，由此工廠組件(AG)相對於大氣具有第二殼體(200)，且其中製程氣體(P)係經由壓縮機(210)施加至呈殼體(200)形式之圍起件。
Description
本發明有關生產水泥熟料的工廠運作方法，其中此工廠在氣體流動方向中具有至少一個熟料冷卻器、至少一個旋轉窯、至少一個煅燒爐、至少一個由旋風式熱交換器組成之熱交換器管線、及至少一個呈工廠組件之形式而用於粉碎生料及/或水泥熟料的設備，並有關用於生產水泥熟料之對應工廠。
氧燃料法係使用於運作生產水泥熟料的現代工廠。在此方法中，大部分或所有含氮載波空氣係用二氧化碳(CO
2)取代，二氧化碳來自意欲使用作為生產原料之生料的熱處理之燃燒。此執行方法的另一方式之意義及目的係獲得一種低氮至無氮之廢氣，其中大部分是由二氧化碳(CO
2)所組成。此富含二氧化碳(CO
2)的廢氣可接著被注入地下。於此沒有氮氣可節省不需要之壓縮工作。另一種氣體成分的令入愉快之副作用係亞硝酸鹽氣體的不可避免地沒有相關聯之排出，因為不再有任何氮氣來形成亞硝酸鹽氣體。以此執行方法的另一方式中，於較老及改裝工廠之案例中，由於氣體流速很高，存在滲透大氣的空氣在工廠之一些位置被吸入的問題。取決於進入工廠之處，此滲透大氣的空氣可接著導致氮氣形成。已進入之滲透的空氣亦增加以後用於注入操作所需之壓縮工作量。於不再具有用於避免亞硝酸鹽氣體的措施之改裝工廠中，由於執行方法的另一方式，滲透空氣之流入係尤其不受歡迎的，因為一氧化二氮可接著未經檢查地形成。
隨後公告之申請案DE 10 2021 119 755 A1揭示用於工廠密封部的圍起件，以便防止滲透空氣經過這些密封部流入。
本發明之目的是避免滲透空氣在工廠之所有可想像的位置處之流入。
根據本發明之目的是藉由用於生產水泥熟料之工廠運作方法來達成，而具有根據請求項1的特徵。在請求項6中主張用於生產水泥熟料之對應工廠。此方法的進一步有利之組構係在依附於請求項1的請求項中規定。在依附於請求項6之請求項中規定此工廠的進一步有利之組構。
根據本發明的想法，因此作出規定要圍起至少一個工廠組件，作為其結果，此工廠組件相對於大氣具有第二殼體，且其中製程氣體係經由壓縮機施加至呈殼體形式之圍起件。原則上，兩種供應製程氣體的方式是可能的。在供應製程氣體之第一種方式中，規定製程氣體係於流入工廠組件的上游直接從工廠移除。這在此等製程氣體之溫度不太高的位置是可能的，以致經移除之製程氣體可藉由壓縮機壓縮，而不會因為氣體溫度高而使壓縮機損壞或需要過早地交換。於另一種供應製程氣體之方式中，可規定在合適、中心位置處從工廠移除製程氣體。合適位置是製程氣體業已冷卻一些的位置，也就是說如於氣體流動方向觀看，旋風式熱交換器在下游。工廠中的低粉塵位置亦可作為製程氣體來源。於所述案例中，此製程氣體不需要進行很大程度地過濾。取決於工廠組件，殼體可僅只在很小程度上增加大小，並具有像貝殼內之殼體的結構。然而，亦有可能像於小通道中或在小容器中容納工廠組件，以致通道或容器係意欲圍起殼體。為了穩定過剩之壓力，可規定對壓縮機進行調節。亦可藉由調節出口閥來保持壓力恆定。
需要考慮將圍起的工廠組件係分級機、分離器、立式磨機、衝擊錘式磨機、於熟料冷卻器出口處之熟料軋碎機、管式磨機、斗式輸送機、輸送帶、由棒狀籠式分級機與V形串聯式分級機組成的分級機組合、旋風式熱交換器及壓縮機。於易接近側上之燒製工廠亦可用製程氣體圍起。在此方面中，其係可能在低於大氣壓的10毫巴至50毫巴之間、及直至70毫巴的製程氣體壓力下操作工廠。相比之下，此圍起件係藉由壓縮製程氣體在低於大氣壓的1毫巴至2毫巴直至5毫巴之壓力下運作，此壓力係相對於大氣保持在負壓下。負壓運作模式確保沒有製程氣體可進入大氣。然而，負壓運作的後果是滲透大氣之空氣可被吸入。圍起件確保不經意地被吸入之滲透空氣來自於製程氣體本身。作為一種選擇，其係可能用製程氣體的過剩壓力來運作工廠。滲透空氣可被吸入之位置是由於製程氣體的高流速而產生伯努利負壓之位置，其可導致滲透空氣被吸入，儘管工廠的過剩壓力仍然很低。此圍起件確保接著被不經意地吸入之空氣由製程氣體本身所組成。
圖1顯示用於生產來自先前技術領域的水泥熟料之工廠100的球磨機161之視圖。在此描述的球磨機自由地站立，或於屋頂之下以防止風化。用於運作目的，研磨材料M從左側氣動地施加至球磨機161，研磨材料係懸浮在製程氣體P中。於球磨機內，研磨材料被粉碎，並以粉塵之形式離開球磨機161，在右側上具有離開的製程氣體P，研磨材料M之粉塵係懸浮於製程氣體中。儘管球磨機係在相對於自由大氣略微過剩的壓力下藉由氣動加料來運作，但由於進料管道中之高流速，其係可能形成伯努利負壓，從而吸入大氣空氣L，且如此使製程氣體與滲透空氣混合。製程氣體P在球磨機161和製程氣體P之靜態管道合併的位置與大氣空氣L混合。這些位置係用波浪形箭頭標出。為了說明此球磨機161之大小，在緊鄰球磨機的右側，顯示個人之比例大致相同。
圖2描述來自圖1的球磨機161，其設有作為圍起件之殼體200。球磨機161完全被殼體200所圍起，具有懸浮於其中的研磨材料M之製程氣體P被導引經過左側上的殼體200。亦有一種情況是，製程氣體P之流出被導引經過右側上的殼體200。在此組構中，規定另一種製程氣體P係從用於生產水泥熟料之工廠100的中心位置220經由滲透管線(在此顯示於右上方)引入殼體200，並在那裏相對於球磨機161中之氣體壓力維持過剩的壓力。其係不打算讓製程氣體P流出殼體200。確切地說，會形成洩漏，通過此方式，在過剩壓力下引入之製程氣體P會流出殼體。接著，本發明的概念是製程氣體P接著於滲透空氣被抽入球磨機161之位置被吸入，例如，由於形成伯努利負壓的結果。這意味著球磨機161中之製程氣體P不會被滲透空氣所弄髒。此示意圖亦描述人類，他站在打開的檢查門前方，於緊鄰之圍起球磨機的右邊。在打開狀態中，配置於上面的信號燈及信號喇叭發出檢查門之打開及因此是危險狀態的信號，製程氣體P可經過此檢查門導引至坐落於那裏之人員需要呼吸新鮮空氣的位置。
圖3概述用於生產水泥熟料之工廠100的工廠組件AG之基本示意圖，其根據第一種組構係設有中心製程氣體供應。此第一種組構規定製程氣體P係從中心位置向上導引，藉由本地壓縮機210所壓縮，並被導入工廠組件AG周圍的殼體200。為了保持殼體中之過剩壓力恆定，根據此組構，提供有控制器260來控制壓縮機。在此方面中，當殼體200中的過剩壓力相對於工廠組件AG中之製程氣體P的壓力下降時，控制器260增加壓縮機功率，且反之亦然。具體來說，當有製程氣體P的中心供應時，直接在殼體200上游之製程氣體P的局部壓縮是有利的，以便避免於下面之氣體供應網路中的控制波動。作為一種選擇或此外，可規定相同或第二控制器161控制出口閥250，其開口寬度係藉由控制器161設定，使得當過剩壓力升高時，開口寬度增加，且反之亦然。
圖4描述用於生產水泥熟料的工廠100之工廠組件AG的另一基本示意圖，其係根據第二種組構設有附近之製程氣體供應。在此顯示的組構規定殼體盡可能小地增加大小，且非常緊密地圍繞原始之工廠組件。殼體200的圓緣部(用凸起部指示)及間隔物(於此未明確地描述)保持殼體穩定。製程氣體P係從工廠組件AG本身抽出，藉由本地壓縮機210壓縮，並傳導進入工廠組件AG之專用殼體200。為了使殼體200中的製程氣體P之過剩壓力保持恆定，控制器260可調節壓縮機210的壓縮機功率，使得當殼體200中之過剩壓力升高時，壓縮機功率就會降低，且反之亦然。
圖5描述用於生產水泥熟料的工廠100之工廠組件AG的又另一基本示意圖，其係根據第三種組構設有附近之製程氣體供應。在此顯示的組構規定殼體盡可能小地增加大小，並非常緊密地圍繞原始之工廠組件。殼體200的圓緣部(用凸起部指示)及間隔物(於此未明確地描述)保持殼體穩定。製程氣體P係在氣體流動方向中從工廠組件AG之下游的製程氣體抽出，藉由本地壓縮機210壓縮，並傳導進入工廠組件AG之專用殼體200。為了使殼體200中的製程氣體P之過剩壓力保持恆定，控制器260可調節壓縮機210的壓縮機功率，使得當殼體200中之過剩壓力升高時，壓縮機功率就會降低，且反之亦然。於此所顯示的組構規定，在氣體流動方向中於下游移除之製程氣體持續被送入工廠組件的氣體流入側，在此組構中，於圍起件中之製程氣體具有在氣體流動方向中的上游設定之製程氣體壓力。
圖6顯示用於生產來自先前技術領域的水泥熟料之工廠100的旋風式熱交換器150。用於生產水泥熟料之工廠100的旋風式熱交換器本身可抵達直至10米之高度。為了描述相對大小，在熱交換器管線的平面上，於緊鄰旋風式熱交換器150之右側顯示一個人。在旋風式熱交換器中，故意生成高流速，以便加強生料與來自相反方向的製程氣體之混合。高流速亦意味著由於伯努利負壓的結果，滲透空氣在此於未密封位置被吸入旋風式熱交換器150。在工廠100之案例中，洩漏無法完全被防止，其經過製程氣體壓力中的波動而“工作”，且由於改變溫度之結果而再次膨脹及收縮。隨同那裏普遍存在的高溫，腐蝕或過剩應力可造成諸多位置形成小開口，由於滲透空氣之流入的結果，此等開口可很快地變得如此大，以致滲透空氣之流入不再可忽略不計。
藉由與圖5比較，圖7顯示用於生產水泥熟料的工廠100之旋風式熱交換器150，其係設有呈圍起件的形式之殼體200。整個旋風式熱交換器150係配置在殼體200中，且製程氣體P係藉由本地壓縮機210供應至殼體200，該壓縮機處於旋風式熱交換器150的位準。然後，如果萬一於旋風式熱交換器150中存在不期望之洩漏，那麼僅只製程氣體P作為滲透空氣被吸入，製程氣體已直接於製程氣體P流入旋風式熱交換器150的上游從旋風式熱交換器150移除。在此，其係亦可能提供控制器，正如對與圖3及圖4有關之摘要實施例所解釋者。控制器可為用於壓縮機功率的控制器及/或用於出口閥250之控制器。
最後，圖8顯示用於生產水泥熟料的工廠100之示意圖，具有部分圍起的工廠組件AG。工廠組件可選自由熟料冷卻器110、旋轉窯120、煅燒爐140、熱交換器管線之個別旋風式熱交換器150、151及152、及球磨機或立式磨機所組成之族群，如在此以粉碎工廠160的形式描述。高壓輥壓機亦通過殼體200考慮作為圍起件。
100:工廠
110:熟料冷卻器
120:旋轉窯
130:煅燒爐
140:熱交換器管線
150:旋風式熱交換器
151:旋風式熱交換器
152:旋風式熱交換器
160:粉碎設備
161:球磨機
200:殼體
210:壓縮器
220:中心位置
250:出口閥
260:控制器
A:廢氣
AG:工廠組件
B:燃料
L:空氣
M:研磨材料
P:製程氣體
R:生料
Z:水泥熟料
本發明將基於以下圖式更詳細地解釋，其中：
圖1顯示用於生產來自先前技術領域的水泥熟料之工廠的球磨機之視圖；
圖2顯示來自圖1的球磨機，其係設有圍起件；
圖3顯示用於生產水泥熟料之工廠組件的基本示意圖，其係根據第一種組構設有中心製程氣體供應；
圖4顯示用於生產水泥熟料之工廠組件的基本示意圖，其係根據第二種組構設有附近之製程氣體供應；
圖5顯示用於生產水泥熟料之工廠組件的基本示意圖，其係根據第三種組構設有附近之製程氣體供應；
圖6顯示用於生產來自先前技術領域的水泥熟料之工廠的旋風式熱交換器；
圖7顯示用於生產水泥熟料之工廠的設有圍起件之旋風式熱交換器；
圖8顯示用於生產水泥熟料的工廠，具有部分圍起之工廠組件。
161:球磨機
Claims (10)
- 一種用於生產水泥熟料之工廠(100)的運作方法，其中該工廠在氣體流動方向中具有： 至少一個熟料冷卻器(110)； 至少一個旋轉窯(120)； 至少一個煅燒爐(130)； 至少一條熱交換器管線(140)，由旋風式熱交換器(150、151、152)組成；及 至少一個設備(160)，用於粉碎生料及/或水泥熟料； 呈工廠組件(AG)之形式， 其特徵在於 圍起至少一個工廠組件(AG)，由此該工廠組件相對於大氣具有第二殼體(200)，且 其中製程氣體(P)係經由壓縮機(210)施加至呈殼體(200)形式的圍起件。
- 如請求項1的方法， 其中 將製程氣體(P)施加至該至少一個工廠組件(AG)之呈殼體(200)形式的圍起件； 其製程氣體係在該氣體流動方向中直接於該圍起之工廠組件的上游移除。
- 如請求項1的方法， 其中 將製程氣體施加至該至少一個工廠組件之呈殼體(200)形式的圍起件； 其製程氣體係在中心位置(220)從該工廠移除。
- 如請求項1至3中之任一項的方法， 其中 相對於所移除製程氣體之壓力，通過呈殼體(200)形式的圍起件中之過剩壓力來調節該壓縮機(210)； 其中該壓縮機功率係隨著壓力升高而降低，且反之亦然。
- 如請求項1至4中之任一項的方法， 其中 相對於該已移除製程氣體之壓力，經由呈殼體(200)形式的圍起件中之過剩壓力調節出口閥(250)，該出口閥係在該流動方向中連接至呈殼體(200)形式的圍起件之內空間； 其中該出口閥(250)的開口寬度係隨著該壓力升高而增加，且反之亦然。
- 一種生產水泥熟料的工廠(100)，其中該工廠於氣體流動方向中具有： 至少一個熟料冷卻器(110)； 至少一個旋轉窯(120)； 至少一個煅燒爐(130)； 至少一條熱交換器管線(140)，由旋風式熱交換器(150、151、152)組成；及 至少一個設備(160)，用於粉碎生料及/或水泥熟料， 呈工廠組件之形式， 其特徵在於 至少一個工廠組件具有呈殼體(200)形式的圍起件，因此，該工廠組件相對於大氣具有第二殼體； 其中呈殼體(200)形式之圍起件係按照流量連接至壓縮機(210)，其將製程氣體施加至呈殼體(200)形式的圍起件。
- 如請求項6的工廠， 其中 該壓縮機(210)係在其入口側連接至該工廠(100)； 其中於該工廠(100)之氣體流動方向中的此種連接係直接配置在該工廠組件之上游。
- 如請求項6的工廠， 其中 該壓縮機(210)係在其入口側連接至該工廠(100)； 其中於該工廠(100)之氣體流動方向中的此種連接係配置在中心位置(220)。
- 如請求項6至8中之任一項的工廠， 其中 該壓縮機(210)係連接至控制器(260)，相對於該已移除製程氣體之壓力，該控制器經由呈殼體(200)形式的圍起件中之過剩壓力來控制該壓縮機(210)； 其中該控制器(260)隨著該壓力升高而降低該壓縮機功率，且反之亦然。
- 如請求項6至9中之任一項的工廠， 其中 呈殼體(200)形式之圍起件係按照流量連接至出口閥(250)，且其中該出口閥(250)係按照控制連接至控制器(260)； 其中該控制器(260)隨著該壓力升高而增加該出口閥(250)的開口寬度，且反之亦然。
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