Спосіб та установка для виробництва цементного клінкеру

1. Спосіб виробництва цементного клінкеру, в якому цементні сировинні матеріали заздалегідь підігрівають в переднагрівачі (1), прожарюють у завислому стані гарячими газами в печі прожарювання (2, 20), відділяють від газів у циклоні (2а), випалюють в цементний клінкер у печі (3) і потім охолоджують в холодильнику (4), в якому кількість прожареного сировинного матеріалу з високим вмістом СаО витягують через стадію прожарювання (2, 20) за допомогою додаткового циклона розділення (5а), який відрізняється тим, що гази, які відводять з додаткового циклона розділення (5а), відводять через окрему систему, яка містить окремий вентилятор (18), та охолоджують до температури максимум 850 °С за допомогою цементних сировинних матеріалів, які вводять в газовий потік. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що окрема система містить принаймні одну циклонну стадію (5d, 5e), в якій гази охолоджують і відділяють від цементних сировинних матеріалів, які використовуються для охолоджування, перш ніж гази відтягують далі через вентилятор. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що цементні сировинні матеріали, відділені від газів на найнижчій циклонній стадії (5d) в окремій системі, вводять в піч прожарювання (2). 2 (19) 1 3 Даний винахід стосується способу виробництва цементного клінкеру, способу, яким цементні сировинні матеріали заздалегідь підігрівають у переднагрівачі, прожарюють у завислому стані гарячими газами в печі прожарювання, відділяють від газів у циклоні, випалюють в цементний клінкер у печі і згодом охолоджують в холодильнику, способу, в якому кількість прожареної сировини з високим вмістом СаО витягують через стадію прожарювання за допомогою додаткового розділення циклоном. Витягнутий прожарений сировинний матеріал, який містить СаО, може ефективно використовуватися для виробництва гашеного вапна (Са(ОН)2), яке згідно з відомим способом використовують для зменшення викидів SO2 з печі установки, такої як піч установки для виробництва цементного клінкеру. Винахід також стосується пристрою для здійснення способу. Спосіб та установка вищезазначеного виду є відомими, наприклад з WO 2005/100247. У цій відомій установці частину прожареного сировинного борошна витягують, використовуючи маленький додатковий циклон, який розташований паралельно циклону розділення печі прожарювання. Згідно з патентною заявкою кількість матеріалу, яку витягують за допомогою додаткового циклона, може бути відрегульована використанням заслінки, яка розташована в трубі вивантаження газів з вищезазначеного додаткового циклона. Як правило, температура газів, які відводять через трубу вивантаження від додаткового циклона, буде приблизно 900°С, і фактично на практиці виявляється дуже складним забезпечити заслінку, яка здатна надійно діяти при такій температурі. Крім того, гази можуть містити деяку кількість лугу, який може бути дуже в'язким через високу температуру і тому має тенденцію до засмічення в заслінці і навколо неї, що веде до ризику залипання заслінки. Задачею даного винаходу є створення способу, а також установки, за допомогою яких вищезазначений недолік усувають або значно зменшують. Згідно з винаходом цього досягають способом згаданого у вступі виду, який характеризується тим, що гази, які відводять з додаткового циклона розділення, охолоджують до температури максимум 850°С за допомогою цементних сировинних матеріалів, які вводять в газовий потік. Тим самим досягають того, що кількість матеріалу, яку витягують за допомогою додаткового циклона, може бути відрегульована за допомогою відомих засобів більш надійним способом, ніж було можливо до цього часу, також значно зменшуючи ризик засмічення, що викликається лугом. Це відбувається в результаті того факту, що більш низька температура дозволяє використовувати загальновідомі засоби контролю, і факту, що луг в газах буде конденсуватися і затримуватися на частинках в газах при температурах, які нижче ніж 850°С. У зв’язку з цим повинно бути зазначено, що випалене вапно, яке охолоджують до температури менше ніж приблизно 870°С, піддане присутності СО2-вмісних вихідних газів, розпочне повторно навуглецьовуватися і, отже, втратить свою реак 89593 4 тивність для скорочення SO2. Тому є першорядною задачею відділення витягнутого, прожареного сировинного матеріалу, який використовують для виробництва гашеного вапна, від газів, які містять велику кількість СО2, раніше, ніж його піддадуть охолоджуванню. Подальшим недоліком установки, показаної в WO 2005/100247, є те, що її продуктивна здатність зменшена в порівнянні з установкою без додаткового циклона розділення, тому що гази від додаткового циклона розділення повертають у переднагрівач. Цей недолік може до деякої міри бути зменшений збільшенням пропускної здатності вентилятора, який тягне гази через систему печі. Однак це не є оптимальним рішенням, і тому є переважним відведення газів від додаткового циклона розділення через окрему систему, яка містить окремий вентилятор. Отже, буде можливо підтримувати продуктивну здатність установки, незалежно від кількості прожареного сировинного матеріалу, що витягується через додатковий циклон. Окрема система може відповідно містити принаймні одну циклонну стадію, в якій гази охолоджують і відділяють від цементних сировинних матеріалів, що використовуються для охолоджування, раніше, ніж гази відтягують далі через вентилятор на фільтр, якщо включений. Цементні сировинні матеріали, відділені від газів в найнижчій циклонній стадії в окремій системі, переважно вводять у піч прожарювання. Як згадано вище, витягнутий, прожарений сировинний матеріал, який містить СаО, призначений для виробництва гашеного вапна (Са(ОН)2), яке може згодом використовуватися для зменшення вмісту SO2 в газовому потоці, такому як вихідні гази з печі установки для виробництва цементного клінкеру. Протягом цього процесу тільки зовнішня поверхня частинок гашеного вапна увійде в контакт з газами, які містять велику кількість SO2, призначеними для очищення, і з'ясовано, що ніяке головне удосконалення скорочення SO2 не одержане частинками, гідратованими у напрямку до ядра відносно частинок, гідратованих тільки на поверхні. Також з'ясовано, що початкова гідратація поверхні є відносно швидким процесом, тоді як подальша гідратація ядра є повільним процесом внаслідок того факту, що протягом гідратації вода повинна дифундувати від поверхні частинки і всередину ядра через шар вже гідратованого вапна. Таким чином, згідно з винаходом, є переважним, що сировинний матеріал, який містить СаО, що призначений для виробництва гашеного вапна, прожарюють в окремій печі прожарювання. Отже, цей сировинний матеріал може бути прожарений до оптимального ступеня для скорочення SO2 і незалежно від сировинного матеріалу, що залишається, який повинен бути випалений у цементний клінкер. У зв'язку з цим повинно бути зазначено, що прожарювання частинок матеріалу також проводять від поверхні частинок і всередину у напрямку до ядра. У принципі, ця додаткова окрема піч прожарювання може живитися вихідними газами з печі, однак є переважним, що вона живиться повітрям від холодильника клінкеру. Це зменшить кількість 5 89593 6 лугу в окремій системі до незначного рівня, значно від якої його направляють як гашене вапно через зменшуючи ризик засмічення. трубу 7 до вхідного отвору 8. Установка для здійснення способу згідно з виЗгідно з винаходом, гази, які відводять з доданаходом містить переднагрівач для попереднього ткового циклона розділення 5а через трубу виванпідігрівання цементних сировинних матеріалів, піч таження 14, охолоджують до температури максипрожарювання для прожарювання заздалегідь мально 850°С за допомогою цементних підігрітих цементних сировинних матеріалів у засировинних матеріалів, які вводять в трубу виванвислому стані гарячими газами, циклон для віддітаження 14 через вхідний отвір 12. Отже, кількість лення прожарених сировинних матеріалів від газів, матеріалу, який витягують за допомогою додаткопіч для випалення цементного клінкеру, холодильвого циклона розділення 5а, може бути відрегуник для подальшого охолоджування цементного льована надійним способом без будь-якого значклінкеру і додатковий циклон розділення для витяного ризику засмічення, який головним чином гання кількості прожареного сировинного матеріаприписують факту, що більш низька температура лу з високим вмістом СаО через стадію прожарюдозволяє використовувати загальновідомі засоби вання і характеризується тим, що містить засоби регулювання, такі як звичайна регулююча заслінка для введення цементних сировинних матеріалів у 5b, і факту, що луг в газах буде конденсуватися і газовий потік, який відводять від додаткового цикзатримуватися на частинках в газах. лона розділення для охолоджування газів до темНа Фіг.2 показана установка для виробництва ператури максимум 850°С. цементу, яка по суті відповідає показаній на Фіг.1 і Додаткові особливості винаходу будуть зрозуде використовують ті самі позначення для аналомілі з опису, даного нижче, і формули винаходу. гічних елементів. На установці, показаній на Фіг.2, Винахід буде нижче описаний більш детально гази направляють від додаткового циклона роздіз посиланням на креслення, які є схематичними, і лення 5а через окрему систему, яка включає де: окремий вентилятор 18. Отже, продуктивна здатФіг.1 - показана традиційна установка для виність установки може незалежно підтримуватися робництва цементу, на якій використовують спосіб кількістю прожареного сировинного матеріалу, що згідно з винаходом, витягується за допомогою додаткового циклона Фіг.2 - показана альтернативна реалізація розділення 5а. установки для здійснення способу згідно з винахоЯк показано на Фіг.2, окрема система містить дом, і на доповнення до труби вивантаження 14 дві цикФіг.3 - показана особливо переважна реалізалонні стадії 5d та 5е, в яких сировинний матеріал ція установки для здійснення способу згідно з видля охолоджування газів вводять через вхідний находом. отвір 12, розташований в газовій трубі, яка з'єднує На Фіг.1 показана установка для виробництва дві циклонні стадії, в яких гази охолоджують і відцементу, яка містить циклонний переднагрівач 1 з діляють від цементних сировинних матеріалів, що чотирма циклонними стадіями la-Id, піч прожарювикористовуються для охолоджування раніше, ніж вання 2 з циклоном розділення 2а, ротаційну піч 3 і гази відтягують через вентилятор 18 на фільтр, холодильник клінкеру 4. Установка працює в траякщо включений, який не показаний. Цементні диційній манері з сировинними матеріалами, що сировинні матеріали, відділені від газів на найнижвводяться у вхідний отвір 8 у вхідній трубі для чій циклонній стадії 5d, переважно направляють в першої циклонної стадії 1а циклонного переднагріпіч прожарювання 2, в якій їх випалюють разом з вача і нагріваються, прожарюються і випалюються цементним сировинним матеріалом, що залишав клінкер, будучи транспортованими спочатку чеється, який живить піч випалення 2 від циклона Id. рез переднагрівач 1, піч прожарювання 2 і потім Кількість матеріалу Р, який витягують за доротаційну піч 3 в протитечії до гарячих вихідних помогою циклона 5а в установці, показаній на газів, які виготовляють в пальнику 9 в ротаційній Фіг.2, може бути відрегульована за допомогою печі 3 і пальнику 10 в печі прожарювання 2, відповентилятора 18, тоді як температура газів, які чевідно, і відтягуються через установку за допоморез трубу вивантаження 14 направляють через гою вентилятора 17. Випалений клінкер згодом окрему систему, може бути відрегульована через охолоджують в холодильнику клінкеру 4, з якого кількість і температуру сировинного матеріалу, охолоджене повітря через трубу 15 направляють який вводять через вхідний отвір 12. Витягнутий, до печі прожарювання 2. Установка додатково прожарений сировинний матеріал Р може бути містить додатковий циклон розділення 5а, який направлений в одиницю гідратації, аналогічну тій, встановлюють паралельно циклону розділення 2а. яка не показана на Фіг.1. Циклон розділення 5а, однак, також може бути На Фіг.3 показана установка для виробництва встановлений послідовно з циклоном розділення цементу, яка значною мірою відповідає тій, яка 2а у прямому зв'язку з піччю прожарювання 2. Кіпоказана на Фіг.2, і де використовують ті самі полькість матеріалу Р, який витягують за допомогою силальні позначення для аналогічних елементів. В циклона 5а, може бути відрегульована за допомоустановці, показаній на Фіг.3, однак, сировинний гою заслінки 5b, яка розташована в трубі вивантаматеріал, який містить СаО, призначений для виження 14 для газів від згаданого додаткового цикробництва гашеного вапна, прожарюють в окремій лона 5а. Витягнутий, прожарений сировинний печі прожарювання 20. Отже, цей сировинний маматеріал Р згодом направляють до одиниці гідратеріал може бути прожарений до оптимального тації 6, яка знаходиться поза межами цієї патентступеня, необхідного для скорочення SO2, і незаної заявки і, тому, не описана докладно в деталях, лежно від матеріалу, що залишається, який повинен бути випалений в цементний клінкер. Є пере 7 89593 8 важним, що окрема піч прожарювання 20 живиться ливо до температури не вище ніж 300°С або навіть повітрям від холодильника клінкеру 4 і що вона нижче. У принципі, охолоджування газів може бути додатково живиться паливом через пальник 10а виконане, використовуючи цементні сировинні до необхідного ступеня. Отже, вміст лугу в окремій матеріали, які витягують з будь-якого місцеполосистемі буде незначним, таким чином значно змеження в процесі, передбачаючи, що їх температуншуючи ризик засмічення.Додатково, цементні ра нижче, ніж та, яка бажана для газів, що охолосировинні матеріали, відділені від газів на найнижджуються. Однак, є переважним, що сировинні чій циклонній стадії 5d в окремій системі, можуть матеріали для охолоджування газів в трубі виванбути введені в окрему піч випалення 20. У цьому таження 14 передусім складають зі свіжих сироздійсненні паливо, що має інші фізичні властивості винних матеріалів, аналогічних тим, які вводять у або хімічний склад, ніж паливо, введене через вхідний отвір 8. Крім того, можливо у визначеній головний пальник 10, може бути введене через ситуації буде вигідним використовувати, особливо пальник 10а. на доповнення, фільтр-пиловловлювач від фільтДаний винахід не обмежений варіантами здійровентиляційної установки цементної установки, снення, описаними в прикладах і багато інших ване показаний. Цементні сировинні матеріали, які ріантів здійснення, які знаходяться в рамках згавводять в гази, які відводять з додаткового циклоданої формули винаходу, можуть бути на розділення 5а, можуть мати інші фізичні власпередбачені. Отже, будь-яка установка, яка просто тивості або хімічний склад, ніж цементні сировинні містить висхідну трубу замість визначеної печі матеріали, які вводять у переднагрівач 1 через прожарювання, буде також охоплюватися патенвхідний отвір 8. Таким чином, може також бути том. Також є неминучим висновок, що гази в трубі доцільним подавати сировинні матеріали з більш вивантаження 14 можуть для всіх показаних здійсвисоким або більш низьким вмістом сірки або орнень бути охолоджені до більш низької температуганічного вуглецю в окрему трубу. Може також ри будь-якого разу, коли це бажано або необхідно. бути доцільним подавати сировинні матеріали, які Тому, це достатньо зрозуміло у визначених ситуамають більш високий або більш низький вміст воціях, що гази необхідно буде охолоджувати до ди, в окрему трубу. температури максимально 800, 700, 500 або мож 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 89593 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601