TW487689B - Method and apparatus for manufacturing cement clinker from particulate cement raw material - Google Patents

Description

487689 A7 B7 五、發明説明（ -----；—：---衣— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本發明係關於一種由顆粒狀水泥原料製造水泥熟料的 方法’藉此方法把新鮮的原料於懸吊的預熱器（其易與熱廢 氣熱交換）中預熱及儘量預燒結，預熱的及儘量預燒結的物 質最終於轉爐中燒結和燒成熟料，將來自轉爐的熱熟料於 冷卻器中冷卻且把來自預熱器中粉塵於過濾裝置中分離。 本發明亦關於一種用於執行如本發明之方法的裝置。 上述型式的方法及裝置係為習知技藝。 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 基本上所有的水泥原料混合物至少包含有小量的氯、 钾、鈉及硫，或此類元素添加於輸入燃料。在爐的燃燒區 中會有不同之此種元素的化合物蒸發出來，例如，氣化钾 、氯化鈉及氫氧化鉀，然而硫係以二氧化硫的形式變成氣 態。在轉爐的冷端及煙燻室或爐的上升導管中可能有不同 鹽類的凝結，其會以給定之900至1 l〇(TC的有利溫度以熔融 狀態呈現。硫酸鹽類的形成亦可能發生，該鹽類係充作粉 塵的黏合劑，其必然會出現，而大量的附著層亦可能形成 ，並附帶有堵塞爐之上升導管的風險。除去附著層可能勢 必停止運轉，且襯裡可能會因為與附著層的反應或由於清 除操作期間遭受的機械損傷而受損。 即時了解此點，共同的策略為：把預熱的原料於出自 轉爐的廢氣體排出之後將其快速地導入爐的上升導管，因 為此將確保鹽類會被捕獲於原料的實質表面上而不是在壁 上。然而，要達到預熱的原料散佈在爐之上升導管的整個 橫截面區域的廢氣中可能不易。此原因為··原料係經由下 流管，自接近底部的旋風分離器進料，因此阻礙其達到必 4 487689 A7 _______B7 五、發明説明（2 ) 須確保其散佈在整個橫截面區域（其可能具有幾公尺的寬 度）的速率。 由美國專利第4,002,420號案及美國專利第4，1〇8,593 號案來得知該方法及裝置，其中熱原料係自接近底部之旋 風分離預熱器的旋風分離器處抽取且將其導入爐之物質入 口的廢氣中，藉此獲得爐氣溫度的下降作用，因而獲得某 些不需要之蒸氣的凝結（諸如鹼、氯及硫蒸氣），因此減少 了爐的上升導管中附著層的問題。然而，所達成之附著層 的減少已證實不足夠，此可能歸咎於若干因素，其中一項 解釋可能是：溫度未降至足夠的程度且未有所需確保蒸氣 凝結於廢氣中之原料顆粒上的速率而不是凝結於上升導管 壁上的速率；另一項解釋可能是：原料不充分地均勻散佈 於爐的橫截面區域及/或原料的比表面積不足夠。 使用預熱之生粗粉的更一般性缺點為：其常常會含有 凝結形式的鹽類，而且，在有利的溫度中此種鹽類可能致 使顆粒形成結塊，因而減少了用於捕獲内含於爐氣中之鹽 類的有效表面積。 未來，因爐之熱負荷的增加，預期爐之上升導管中的 附著層將是主要的問題，然而，同時，爐將被縮短好讓其 可以兩隻柱腳支撐而不是三隻柱腳。 本發明的目標係提供一種用於製造水泥熟料的方法和 裝置藉此將上述之爐之上升導管中的附著層問題實質地 減少。 此可藉由緒論中所敘述之型式的方法來達成，而且要 -----：---^----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

487689 A7 _— _B7 五、發明説明（3 ) 區別··將來自過濾裝置的粉塵以與爐氣流動方向相反的方 向導入轉爐的物質入口。濾塵的溫度典型地低於3〇(rc且使 用包g有長棍之器具並借助於壓縮的氣體可將其適當地注 入轉爐的物質入口，該長棍之末端接於轉爐的煙燻室或轉 爐本身’且大體地平行於轉爐的縱軸而延伸。 藉此獲得上升導管壁上之附著層的顯著減少，根本的 原因有部分為：濾塵的溫度低於預熱之原料的溫度，藉此 容許其吸收大量的凝結熱；而有部分原因為：粉塵構成原 料的最細微部份，其意指其具有實質的表面積；又有部分 原因為：粉塵係以與爐氣流動方向相反的方向注入，其確 保爐氣於整個爐橫截面的均勻散佈。 即時了解此點，把粉塵於導入原料混合物至預熱器前 將其摻入原料混合物中已成為標準的策略。藉此至少擷取 些許濾塵且如本發明之提議將其導入轉爐的物質入口，其 會導致預熱器中熱交換程序之效率的中度下降。然而，此 直接的缺點係藉由下述論據來補救：當濾塵的含量下降時 ，其會在旋風分離器中達到更佳的粉末性質，因此，在預 熱器中將會有更小的内部粉塵循環，因而增進了預熱器的 效率，且由於旋風分離器的堵塞而造成之機器停止時間亦 預期會減少。而且，過濾器的負荷量（其以每小時過濾器收 集的粉塵噸數來計算）將會減少，就傳送粉塵的裝置而論其 會形成節約作用。 根據本發明，利用整個濾塵量而不只是部分量並藉由 將其注入轉爐的入口來使其作為抵制附著層的方式可能較 I---L——.II磔衣—丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

487689 五、發明説明

佳’因而達到重要的副產物助益。因此，藉由將渡塵注入 轉爐系統的内部深處係更容易地控制熟料化學。平常地， 相關於原料之剩餘部份的濾層組成係呈現偏差，且可能（ 舉例而言）具有過多的石灰含量，譬如多達2〇〇，以lsf計 。假若如先前之慣例將濾塵送返原料倉，則確保有效的摻 合是必須的，其主要的目的在於保持原料的組成與用於熟 料的必須組成有些許偏差。然而，假若將整個濾塵量注入 爐中較佳，則原料的組成只需調整至與所欲的熟料化學有 些微偏差（相當於燃料中的灰份含量）即可。在此前後文中 ’原料的研磨裝置包含有用於分離水泥原料和排放氣體（ 其隨後會排出至過濾裝置以作最後的除塵）的設置係為預 疋的結論。無論何時，該過遽裝置亦用以分離水泥原料， 且最細微的過遽部份用以注入轉爐中較佳，並要達到最大 可行程度。 根據本發明，將冷的原料及/或飛灰與濾塵同時導入是 有可能的。 現在本發明將參考繪圖來詳細說明之，且其唯一的圖 形係顯示如本發明之用於製造水泥的裝置。 該圖形係描寫用於製造水泥的裝置，其包含有多段的 懸吊預熱器1、焙燒爐3(燃料係由數個燃燒器4送入，燃燒 氣體係通過上升導管5及煙燻室6導入）、轉爐7(燃料係由燃 燒器8送入）、熟料冷卻器9及過濾裝置^。 將來自未明示之研磨室13的原料導入F處的預熱器i ’由此處引導其與出自轉爐7之熱排放氣逆向流動而往下通 7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs) A4規格（210X297公釐：〉 五、發明説明（5 ) 經預熱器1和焙燒爐3。自焙燒爐3的旋風分離器將焙燒的原 料導引至轉爐7，於該處將其燒成水泥熟料，隨後將其於冷 部器9中冷卻。爐氣係以反方向自冷卻器9流動通經轉爐7 ，於該處將其加熱然後繼續向上通經煙燻室6、爐的上升導 管5、培燒爐3及預熱器丨，且以風扇15將其抽引通經爐系統 。於預熱程序期間，部分原料（特別是最細微部分）於預熱 器的旋風分離器中並不能被有效地分離而出，而是夾雜於 排放氣中，而且，其會經過風扇15且有可能經過研磨室， 並停止於過濾裝置上方。 為摒除序論中所敘述之爐上升導管室5的名為附著層 的問題，根據本發明，提議將來自過濾裝置〗〗的粉塵導入 轉爐7的物質入口。濾塵以末端接於轉爐的煙燻室6或轉爐7 本身的長棍17並借助於加壓的氣體可適當地將其注入轉爐 7的物質入口，而該長棍大體上係平行於轉爐的縱軸而延伸 所以，在如本發明之裝置的操作期間，將來自過濾裝 置11的粉塵逆向於爐氣注入爐7。正常地，該粉塵會在過濾 裝置11中冷卻至低於3〇〇°C的溫度且常常低到1〇〇至15〇t： ’而且其會以充分的量出現以確保爐7之物質入口中的爐氣 能適當地冷卻。可控制濾塵的注入量以獲得最適的爐氣冷 卻作用，且其有賴於氣體中出現何種鹽類。濾塵的注入需 要轉爐7之物質入口的爐氣溫度可從9〇〇至i2〇〇°c的範圍冷 卻至830至850°C的範圍，其為主要成分碳酸鈣的脫碳溫度 ’因此造成鹽類於細微的濾、塵顆粒表面上凝結。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 487689

本發明已於運轉中的水泥工廠作場地試驗， 里 · 吻試驗結 果為·執行上升導管5中之清除工作的需求係從每8小時一 次下降至每星期一次。 元件標號對照 1 ·· •懸吊預熱器 3 ·· 焙燒爐 4·· 燃燒器 5·· 爐的上升導管 6·· 煙燻室 7·· 轉爐 8 ·· 燃燒器 9·· 冷卻器 11 ••過濾裝置 13 ••研磨室 15 ••風扇 17 • ••長棍 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

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Claims (1)

1. 第089125626號專利申請案申請專利範圍修正本 修正日期：90年12月 1· 一種由顆粒狀水泥原料製造水泥熟料的方法，藉此方法 把新的原料於易與熱排放氣作熱交換之懸吊的預熱器 (1，3)中預熱及儘量預焙燒，預熱的及儘量預焙燒的物質 最終於轉爐（7)中焙燒和燒成熟料，將來自轉爐的熱熟 料於冷卻器（9)中冷卻且把來自預熱器排放廢氣中之粉 塵於過濾裝置（11)中分離，其特徵在於：將來自過濾裝 置（11)的粉塵以與爐氣流動方向相反的方向導入轉爐 (7)的原料入口。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中將來自過濾裝置（11) 的全部粉塵以與爐氣流動方向相反的方向導入轉爐（7) 的原料入口。 3·如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該濾塵係以加壓 氣體將其注入轉爐（7)。 4·如申請專利範圍第1或2項之方法，其中冷的原料及/或 飛灰係與該濾塵同時導入。 5· —種用於執行如申請專利範圍第“員之方法的裝置，其 包含有多段的懸吊預熱器（1)、具有多個燃燒器（4)的焙 燒爐（3)、爐的上升導管（5)、煙燻室（6)、具有一個燃燒 器（8)的轉爐（7)、熟料冷卻器（9)及過濾裝置（11)，其特 徵在於：其亦包含有用於將來自過濾裝置（11)的粉塵以 與爐氣流動方向相反的方向導入轉爐（7)的原料入口的 設置（17)。

   487689 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6.如申請專利範圍第5項之裝置，其中導入的設置（17)係 包含有末端接於轉爐的煙燻室（6)或轉爐（7)本身的長棍 ，而該長棍大體上係平行於轉爐的縱軸而延伸。 11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）