DK155791B - Fremgangsmaade til fremstilling af cementklinker - Google Patents
Fremgangsmaade til fremstilling af cementklinker Download PDFInfo
- Publication number
- DK155791B DK155791B DK086982A DK86982A DK155791B DK 155791 B DK155791 B DK 155791B DK 086982 A DK086982 A DK 086982A DK 86982 A DK86982 A DK 86982A DK 155791 B DK155791 B DK 155791B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- clinker
- gas
- vortex
- deacidification
- reactor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
- C04B7/44—Burning; Melting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
- C04B7/434—Preheating with addition of fuel, e.g. calcining
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/005—Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2206/00—Fluidised bed combustion
- F23C2206/10—Circulating fluidised bed
- F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
- Y02P40/121—Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Description
DK 155791 B
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af cementklinker ved forvarmning af cement-råmelet i en suspensionsvarmeveksler, afsyring i et forcal-cineringsapparat, klinkerdannelse i et hvirvellag og påføl-5 gende afkøling af klinkerne.
Til fremstilling af cementklinker er det almen praksis at befri cementråmel for mekanisk og kemisk bundet vand i en suspensionsvarmeveksler samt at afsyre det delvis og derefter at foretage den videre afsyring og klinkerdannelsen 10 i roterovn.
Denne arbejdsmåde betyder, at afsyringen for en væsentlig dels vedkommende flyttes ind i roterovnen, hvilket især ved høje produktionsydelser er forbundet med den betragtelige ulempe af store og anlægsteknisk ugunstige roter-15 ovnsdimensioner.
Det har derfor ikke manglet på anstrengelser for at fremkalde afsyringen af cementråmelet i videst mulig udstrækning, før det kommer ind i roterovnen. Med dette formål for øje har f.eks. det nederste trin af suspensionsvarmeveksleren 20 fået tilført brændstof separat for at opnå en yderligere opvarmning og afsyring af råmaterialet, jfr. DE-fremlæggel-sesskrift nr. 23 24 565. Virkningen af denne arbejdsmåde er dog begrænset, da råmaterialets opholdstid i området med den forhøjede temperatur kun er kort.
25 En videreudvikling ved fremstillingen af cementklinker består i at fremkalde den størst mulige afsyring af råmaterialet i et separat organ, som er indskudt mellem suspensionsvarmeveksleren og roterovnen. Til dette formål kendes en opvarmelig transportstrækning, som fører det råmateriale, 30 som kommer ud af suspenionsvarmeveksleren, til en cyklon, som er indskudt foran roterovnen, jvf. FR-patentskrift nr.
21 97 827, eller en hvirvellagsreaktor, som over et røgkammer og en cyklon fører råmaterialet ind i roterovnen, jvf. DE-fremlæggelsesskrift nr. 23 44 094. I begge tilfælde er den 35 opholdstid, som er nødvendig til tilstrækkelig afsyring, kun vanskeligt indstillelig, især på grund af den sædvan-
DK 155791 B
2 ligvis forskellige kornstørrelsesfordeling i råmaterialet. Ligeledes volder bortskaffelsen af det grove korn vanskeligheder.
Det er endvidere kendt ved en fremgangsmåde til bræn-5 ding af cementråmel, hvilken fremgangsmåde drives med en suspensionsvarmeveksler og et forcalcineringsapparat, at gennemføre klinkedannelsesprocessen i et hvirvellag, jvf. EP-offentliggørelsesskrift nr. 00 00 739. Ved denne fremgangsmåde er det en ulempe, at den ensartede opholdstid i 10 klinkerdannelsestrinet, som er nødvendig for en god cementkvalitet, praktisk taget ikke lader sig indstille.
Til grund for den foreliggende opfindelse ligger den opgave at tilvejebringe en fremgangsmåde, som formindsker ulemperne ved de kendte, især de ovenfor omtalte, fremgangs-15 måder, og som tillader en praktisk taget fuldstændig afsyring af cementmelet, før det kommer ind i hvirvellagsovnen, og som kan gennemføres med apparater, hvori hvirvellagsovnens dimensioner kan holdes små.
Denne opgave løses ved fremgangsmåden ifølge opfin-20 delsen, som er af den ovenfor omtalte art, og som er ejendommelig ved, at man gennemfører afsyringen i et cirkulationssystem, som er dannet af en hvirvellagsreaktor 5, en udskillecyklon 6 og en tilbageføringsledning 7 fra udskillecyklonen til hvirvellags-25 reaktoren, ved en temperatur over 850“C med en afsyringsgrad på mindst 95%, tilfører det til brænde- og klinkerdannelsesprocessen nødvendige, carbonholdige brændstof til afsyringshvirvellagsreaktoren 5 for mindst 65%'s vedkommende (henført til det 30 samlede varmebehov) og til hvirvellagsreaktoren 13,29 til klinkerdannelse for mindst 10%'s vedkommende (henført til det samlede varmebehov), gennemfører forbrændingen af det til afsyringshvirvellagsreaktoren 5 tilførte brændstof med mindst 2 delstrømme af * 35 oxygenholdig gas, hvoraf den ene tilføres som fluidiserings-gas 8, og den anden tilføres på et højere niveau som sekun-
DK 155791 B
3 dærgas 9, i to trin og næsten støkiometrisk, henført til helheden af forbrændingstrin, og ved opdeling af fluidise-ringsgas- og sekundærgasmængderne samt ved indstilling af volumenforholdet mellem fluidiseringsgas og sekundærgas 5 inden for området fra 1:1 til 1:10 i zonen mellem fluidise-ringsgastilførselen 8 og sekundærgastilførselen 9 indstiller en gennemsnitlig suspensionsvægtfylde på fra 100 til 300 kg/m3 og i zonen over sekundærgastilførselen 9 indstiller en gennemsnitlig suspensionsvægtfylde på fra 5 til 30 kg/m3.
10 I hvirvellagsreaktoren i det cirkulationssystem, som er dannet af hvirvellagsreaktoren, udskillecyklonen og tilbageføringsledningen, hersker en hvirveltilstand, ved hvilken der foreligger fordelingstilstande uden defineret grænselag til forskel fra det "klassiske" hvirvellag, i hvilket en 15 tæt fase ved et tydeligt vægtfyldespring er adskilt fra det gasrum, som befinder sig derover. Et vægtfyldespring mellem tæt fase og det støvrum, som befinder sig derover, er ikke til stede, idet dog faststofkoncentrationen inden i reaktoren er stadig aftagende nedefra og opefter.
20 Ganske vist kendes der fra DE-fremlæggelsesskrift nr. 17 67 628 en fremgangsmåde til gennemførelse af endoterme processer, blandt andet til brænding af bestemte cementrå-melsorter, ved hvilken fremgangsmåde man forafvander og/eller opvarmer det materiale, som skal underkastes processen, i 25 en flertrinssvæveveksler, via en udskiller leder det til en hvirvellagsovn, til hvilken der er knyttet en tilbageføringscyklon, og til sidst udtager reaktionsproduktet fra det kredsløb, som er dannet af hvirvellagsovnen og tilbageføringscyklonen, og leder det til en flertrinshvirvelkøler, 30 ved hvilken fremgangsmåde altså princippet med de såkaldte "cirkulerende hvirvellag" finder anvendelse. Ved denne fremgangsmåde sker dog processen med afsyring og klinkerdannelse sammen i hvirvellaget. Dette har for det specielle anvendelsestilfælde den ulempe, at afsyringen gennemføres ved de 35 hertil i og for sig ikke nødvendige, høje klinkerdannelsestemperaturer, hvorved der optræder store rumfang afgangsgas
DK 155791 B
4 af høj temperatur og tilsvarende skal anvendes høje brændstofmængder. En yderligere ulempe, som optræder ved forskellige udgangsstoffer, er, at produktkvaliteten ikke er så høj, som når afsyring og klinkerdannelse gennemføres i to 5 adskilte trin.
Ved definitionen af driftsbetingelserne for fremgangsmåden ifølge opfindelsen via kendetallene ifølge Froude og Archimedes når man til følgende områder: 10 o Pg 0,5 < 3/4 · Fr2 · --- < 50 7 r Pk - Pg 15 hhv.
0,01 < Ar < 10, 20 hvor dk3 · 9(Pk * Pg) 25 Ar = --—
Pg * »2 u2 30 og Fr2 = - 9 · dk 35 I formlerne betyder: u den relative gashastighed i m/sekund,
Ar Archimedes tal,
Pg gassens vægtfylde i kg/m3,
Pk faststofpartiklernes vægtfylde i kg/m3, 40 dk de kugleformede partiklers diameter i m, v den kinematiske sejhed i m2/sekund, g tyngdens acceleration i m/sekund2,
Fr Froude-tallet.
45
DK 155791 B
5
Den overvejende mængde af det brændstof, som skal tilføres hvirvellagsreaktoren til afsyring, tilføres under sekundærgastilførselen. Herved og ved opdelingen af de i alt til forbrændingen nødvendige, oxygenholdige gasser i to 5 delstrømme, som tilføres i forskellig højde, opnås en "blød" totrinsforbrænding, således at lokale overhedningsfænomener undgås i hvirvellagsreaktoren. Desuden trænges dannelsen af nitrogenoxider stærkt tilbage, f.eks.til værdier under 100 ppm.
10 Hvirvellagsreaktoren kan være af retvinklet, kvadra tisk eller cirkelformet tværsnit. Det nedre område af hvirvellagsreaktoren kan også være udformet konisk, hvilket især er fordelagtigt ved store reaktortværsnit.
De gashastigheder, som hersker i hvirvellagsreaktoren 15 over sekundærgastilførselen, ligger ved normalt tryk i regelen over 5 m/sekund og kan være op til 15 m/sekund.
Forholdet mellem hvirvellagsreaktorens diameter og dens højde bør vælges på en sådan måde, at der opnås gasopholdstider på fra 0,5 til 8,0 sekundær, fortrinsvis 1-4 20 sekunder.
Hensigtsmæssigt tilføres sekundærgassen, som også kan tilføres i flere niveauer og inden for hvert enkelt tilførselsniveau ved hjælp af flere tilførselsåbninger, i en højde på op til 30%, henført til hvirvellagsreaktorens 25 samlede højde, men dog mindst 1 m, over tilledningen af fluidiseringsgassen. Såfremt sekundærgassen tilføres i flere niveauer, bør beliggenheden af den øverste sekundærgasledning ikke overstige de nævnte 30% af reaktorhøjden. Denne højde skaber på den ene side et tilstrækkeligt stort rum til det 30 første forbrændingstrin med næsten fuldstændig omsætning mellem carbonholdigt materiale og oxygenholdig fluidiserings-gas og sikrer på den anden side, at der i det øvre, over sekundærgastilførselen liggende reaktionsrum omsættes oxygen svarende til det valgte støkiometriske forhold.
35 Som brændstof kan der anvendes brændselsolie, kul, især brunkul, kul med høj askeandel, såsom fra kul udvaskede
DK 155791 B
6 stoffer, olieskifer og eventuelt husholdsaffald. Til klinkerdannelsestrinet er anvendelsen af et brændværdirigt brændstof dog at anbefale.
Med hensyn til brændstofopdelingen er det særlig 5 hensigtsmæssigt at tilføre det brændstof, som er nødvendigt til brænde- og klinkerdannelsesprocessen, til hvirvellagsreaktoren til afsyring for 70-85%'s vedkommende (henført til det samlede varmebehov) og til hvirvellagsreaktoren til klinkerdannelse for 15-30%'s vedkommende (henført til det 10 samlede varmebehov). Det brændstof, som føres til hvirvellagsreaktoren til klinkerdannelse, tjener først og fremmest til at bevirke opvarmning af den materialestrøm, som træder ud af hvirvellagsreaktoren til afsyring, og at bevirke kompensation for tab ved udstråling. ' 15 For at opnå en afsyring af råmaterialet på mindst 95% indstilles dettes opholdstid fortrinsvis på fra 3 til 15, især 5-10, minutter. Under hensyntagen til den temperatur, som skal indstilles i cirkulationssystemet, hvilken temperatur med fordel bør ligge i området fra 950 til 1150eC, 20 lader praktisk taget alle råmaterialer sig forarbejde med godt resultat, selv ved et bredt kornspektrum og en grov kornstørrelse. Den konstante temperatur, som hersker i cirkulationssystemet, og de definerede faststofopholdstider fører desuden til en stor homogenitet i et afsyrede produkt.
25 Hvis der skal anvendes et fast, carbonholdigt brænd stof, er det anbefalelsesværdigt at indstille kornstørrelsesfordelingen på en gennemsnitlig partikeldiameter på under 500 μια, fortrinsvis på en værdi på fra 100 til 300 μιη. Den gennemsnitlige partikeldiameter er defineret på den måde, 30 at 50 vægtprocent af materialet ligger over den pågældende værdi, og 50 vægtprocent af materialet ligger derunder.
Klinkerdannelsen af det calcinerede cementråmel kan ske i det klassiske hvirvellag, idet der indstilles fluidi-seringsgashastigheder på fra ca. 2 til 4 m/sekund.
35 Det er dog specielt fordelagtigt at anvende et cir kulerende hvirvellag også til klinkerdannelsestrinet, hvilket
DK 155791 B
7 lag dog til forskel fra det cirkulerende hvirvellag til afsyringsfremgangsmådetrinet bør drives uden sekundærgas.
Den suspensionsvægtfylde, som måles over den samlede reaktorhøjde, bør hensigtsmæssigt indstilles på en værdi på fra 5 100 til 300 kg/m3. Det er hensigtsmæssigt at tillede det calcinerede råmateriale, som skal tilføres, på det dybest muligt beliggende sted i reaktoren, eventuelt endog i flui-diseringsgastilførselen. Det samme gælder for tilførselen af brændstoffet.
10 Den gashastighed, som skal indstilles i det cirkule rende hvirvellag, bør være fra ca. 2 til 6 m/sekund ved en gennemsnitlig korndiameter af klinkerne på fra 200 til 500 μτ&.
Afkølingen af klinkerne foretages fortrinsvis under 15 opvarmning af oxygenholdig gas, som i det mindste delvis tilføres calcinerings- og klinkerdannelsesprocessen. Herunder er det en fordel at gennemføre afkølingen på såvel direkte som på indirekte måde.
Særlig egnet som kølere er hvirvellagskølere, for-20 trinsvis sådanne med flere separate kamre eller kamre, som er forbundet til en opbygningsmæssig enhed. Den i det første kammer opvarmede og som følge heraf varmeste strøm af oxygenholdig gas tilføres hensigtsmæssigt til hvirvellagsreaktoren på klinkerdannelsestrinet som fluidiseringsgas.
25 De yderligere i køletrinet opnåede, opvarmede gas strømme føres med fordel ind i det hvirvellag, som tjener til afsyring. Herved må det anbefales at anvende de indirekte opvarmede, oxygenholdige gasser som fluidiseringsgas og at anvende de direkte opvarmede, oxygenholdige gasser som βει 0 kundærgas. En eventuelt tiloversbleven gasstrøm kan tilføres til suspensionsvarmeveksleren.
Afgangsstrømmen fra cirkulationssystemet ledes på gængs måde kvantitativt til suspensionsvarmeveksleren. Afgangsgasstrømmen fra hvirvellagsreaktoren til klinkerdannelse 35 kan ligeledes tilføres suspensionsvarmeveksleren. Hvis ce-mentråmelet derimod indeholder højere indhold af alkalier,
DK 155791 B
8 som kan forflygtiges, bør, alt efter alkaliindhold, en mindre eller større delstrøm føres uden om suspensionsvarmeveksleren. I ekstreme tilfælde, dvs. ved særlig høje alkaliindhold, er det på sin plads at lede 100% udenom.
5 De fremragende fordele ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er, at råmaterialeopholdstiden i cirkulationssystemet kan indstilles og kontrolleres meget nøjagtigt, således at der praktisk taget ingen variationer i råmaterialets afsyringsgrad optræder. Desuden hersker der i cirku-10 lationssystemet en praktisk taget ensartet temperatur, dvs. temperaturspidser, som kunne føre til forflygtigelsesreak-tioner, som er uønsket på dette sted, undgås. Cirkulationssystemet sikrer desuden en konstant materialestrøm i hvirvellagsovnen til klinkerdannelse, hvorved der opnås en høj 15 klinkerkvalitet. Den høje afsyringsgrad i cirkulationssystemet aflaster hvirvellagsovnen til klinkerdannelse, således at der deri praktisk taget kun sker brændingen til klinker.
Dens dimensioner kan derfor holdes små, hvilket i den sidste ende også er forbundet med en energibesparelse som følge af 20 nedsat varmeudstråling.
Fremgangsmåden tillader anvendelsen af brændstoffer af mindre værdi og en ringe formalingsgrad af de udgangsstoffer, som skal anvendes. Ved anvendelse af udgangsstoffer, som fører til den såkaldte "naturcement" (udgangsstoffer 25 med en homogen blanding af de cementdannende komponenter), er en endnu ringere formaling nødvendig. Når der foreligger alkalirige udgangsstoffer, som gør det nødvendigt at lede gas uden om suspensionsvarmeveksleren, er varmetabene som følge af forringede, fra klinkerdannelsestrinet stammende 30 gasser ringere.
Opfindelsen skal illustreres eksempelvis og nærmere ved hjælp af tegningen og udførelseseksemplet.
På tegningen viser: fig. 1 et strømningsskema for fremgangsmåden ifølge 35 opfindelsen med klinkerdannelse af det vidtgående afsyrede cementråmel i et cirkulerende hvirvellag, og
DK 155791 B
9 fig. 2 et strømnings skema for fremgangsmåden ifølge opfindelsen med klinkerdannelse af det vidtgående afsyrede cementråmel i et klassisk hvirvellag.
5 Ficrur 1
Cementråmel føres ved l ind i en suspensionsvarmeveksler 2 (forenklet afbildning med to udskillecykloner og et Venturihvirvelapparat) og føres efter forvarmning ved hjælp af de afgangsgasser, som ved 3 træder ud af cirkulationssy-10 stemet, til cirkulationssystemet til calcinering via en ledning 4.
Cirkulationssystemet består af en hvirvellagsreaktor 5, en udskillecyklon 6 og en tilbageføringsledning 7. Hvirvellagsreaktoren 5 forsynes via en ledning 8 med fluidise-15 ringsgas og via en ledning 9, som i nærheden af hvirvel-lagsraktoren 5 hensigtsmæssigt er udformet som en ringledning, med sekundærgas. Indførselen af brændstof sker over en ledning 10.
Over et med et spjæld reguleret udtageorgan 11 udtages 20 ved hjælp af en ledning 12 en kontinuerlig materialestrøm, som tilføres et andet cirkulationssystem, som også indeholder en hvirvellagsreaktor 13, en udskillecyklon 14 og en tilbageføringsledning 15. I det andet cirkulationssystem sker klinkerdannelsen ved opvarmning med en sammenligningsvis 25 ringe brændstofmængde, som indføres via en ledning 16.
Til forskel fra det første cirkulationssystem (5,6,7) til afsyring af cementråmelet er her på grund af opnåelsen af en temperaturspids (lokal overhedning) tilførselen af den samlede, til forbrændingen af brændstoffet nødvendige, 30 oxygenholdige gas på et sted ønsket.
Efter tilstrækkelig lang opholdstid ledes de færdige cementklinker derefter via et andet med spjæld reguleret udtageorgan 17 og en ledning 18 til en hvirvellagskøler 19. I dennes, set i materialestrømmens retning, første kammer 35 20 opvarmes fluidiseringsluften til hvirvellagsreaktoren 13, hvilken luft borttages via en ledning 21. Efterfølgende
DK 155791 B
10 kølekamre 22 og 23 indeholder med hverandre forbundne køleflader 24, som rækker ind i kølekamrene, hvori fluidiserings-luften til hvirvellagsreaktoren 5 opvarmes på indirekte måde. Den i kølekamrene 22 og 23 direkte opvarmede luft 5 samles i en kuppel 25 og indføres i hvirvellagsreaktoren 5 via ledningen 9 som sekundærluft. Udtagelsen af de afkølede klinker sker til sidst via en ledning 26.
Afgangsgas fra hvirvellagsreaktoren 13 når via en ledning 27 ind i suspensionsvarmeveksleren 2. Ved hjælp af 10 en ledning 28 kan om nødvendigt en delstrøm af afgangsgassen, i ekstreme tilfælde den samlede gasstrøm, føres uden om suspensionsvarmeveksleren 2. Denne gas afkøles og renses derefter på gængs måde i en gaskøler (ikke vist på tegningen) .
15
Figur 2
Ved strømskemaet i fig. 2 sker klinkerdannelsen i det via ledningen 12 fra cirkulationssystemet (5,6,7) udtagne calcinat i et klassisk hvirvellag 29. Dette betyder, at 20 hvirvelbetinglserne er valgt således, at der kan danne sig et hvirvellag med defineret lagoverflade. Fine andele, som er ført ud med gasstrømmen, udskilles i en cyklon 30 og indføres ved hjælp af en ledning 31 igen i hvirvellagsreaktoren 29.
25 Fra hvirvellagsreaktoren 29 udtages ved hjælp af en som overløb udformet ledning 18 klinker, som føres ind i et opbygningsmæssigt adskilt første kølekammer i en hvirvellagskøler 19. Den ved afkølingen opnåede, opvarmede køleluft når via en ledning 21 ind i hvirvellagsreaktoren 29. Den 30 videre afkøling af klinkerne sker derpå i kølekamre 22 og 23 i hvirvellagskøleren 19.
Samtlige yderligere apparaturdele og ledninger i fig. 2 svarer til dem i fig. 1 og er forsynet med identiske henvisningsbetegnelser.
35
DK 155791B
11
Eksempel (refererer til fig. 2)
Via tilførselsorganet 1 tilføres suspensionsvarmeveksleren 2 3,1 ton/time cementråmel med en gennemsnitlig partikeldiameter på 30 μιη. Cementråmelet består af 5 2,40 ton kalksten (CaC03) 0,25 ton kvartssand (S1O2) 0,45 ton ler (alkalirigt) 10 Det forvarmes til ca. 950°C i suspensionsvarmeveks leren 2 ved hjælp af den 1150°C varme afgangsgas, som træder ud af cirkulationssystemet ved 3, og føres derefter via ledningen 4 ind i hvirvellagsreaktoren 5. Til hvirvellagsreaktoren 5 tilledes desuden via ledningen 10 0,5 ton/time 15 kul med en gennemsnitlig korndiameter på 200 μιη og en brændværdi Hu på 12 MJ/kg samt via ledningerne 8 og 9 560 mN3/time 450cC varm fluidiseringsgas henholdsvis 1320 mjj3/time 710°C varm sekundærgas.
I det cirkulationssystem, som er dannet af hvirvel-20 lagsreaktoren 5, udskillecyklonen 6 og tilbageføringsledningen 7, indstiller der sig en temperatur på 1150°C. På grund af mængden og opdelingen af gasstrømmene er der i hvirvellagsreaktoren 5 en gennemsnitlig suspensionsvægtfylde på 150 kg/m3 under sekundærgastilførselen 9 og en sådan vægt-25 fylde på 10 kg/m3 over sekundærgastilførselen 9. Den gennemsnitlige opholdstid i cirkulationssystemet er 8 minutter, og afsyringsgraden er 99,2%.
Via udtageorganet 11 udtages 2 ton/time calcineret cementråmel, som via ledningen 12 føres til hvirve1lagsreak-30 toren 29. Til hvirvellagsreaktoren 29 ledes desuden via ledningen 16 0,0185 ton/time kul med en kornstørrelsesfordeling på 20% > 90 μιη og en brændværdi Hu på 25 MJ/kg samt via ledningen 21 132 mN3/time luft, som i kølekammeret 20 i hvirvellagskøleren 19 er blevet opvarmet til 1280°C. Tempe-35 raturen i hvirvellagsreaktoren 29 er 1400°C. Desuden er suspensionsvægtfylden i laget i hvirvellagsreaktoren 29 200
DK 155791 B
12 kg/m3, hvirvelgashastigheden 2 m/sekund (henført til den tomme reaktor) og den gennemsnitlige korndiameter 300 /xm.
Derefter indføres klinkerne via ledningen 18 i det første kølekammer 20 i hvirvellagskøleren 19 og afkøles der 5 med 132 mN3/time fluidiseringsgas, som opvarmer sig til 1280°C. Luften når, som ovenfor omtalt, via ledningen 21 ind i hvirvellagsreaktoren 29.
Den videre afkøling sker i kølekamrene 22 og 23 i hvirvellagskøleren 19 direkte imod 1320 mN3/time fluidise-10 ringsluft og indirekte imod 560 mN3/time køleluft, som føres imod kølefladerne 24. Derved opvarmes luftstrømmene til 710°C henholdsvis 450°C og ledes via ledningerne 9 henholdsvis 8 til hvirvellagsreaktoren 5 som sekundærluft henholdsvis som fluidiseringsluft. Klinkerproduktionen andrager 2 ton/-15 time.
Den afgangsgas, som forlader hvirvelgasreaktoren 29, ledes som følge af sit høje alkaliindhold via ledningen 28 100% forbi suspensionsvarmeveksleren 2 og afkøles og renses i en gaskøler (ikke vist på tegningen).
Claims (10)
1. Fremgangsmåde til fremstilling af cementklinker ved forvarmning af cementråmel i en suspensionsvarmeveksler, afsyring i et forcalcineringsapparat, klinkerdannelse i et 5 hvirvellag og påfølgende afkøling af klinkerne, kendetegnet ved, at man gennemfører afsyringen i et cirkulationssystem, som er dannet af en hvirvellagsreaktor (5), en udskillercyklon (6) og en tilbageføringsledning (7) fra udskillecyklonen til hvirvel-10 lagsreaktoren, ved en temperatur over 850°C med en afsyringsgrad på mindst 95%, tilfører det til brænde- og klinkerdannelsesprocessen nødvendige, carbonholdige brændstof til afsyringshvirvel lagsreaktoren (5) for mindst 65%'s vedkommende (henført til det 15 samlede varmebehov) og til hvirvellagsreaktoren (13,29) til klinkerdannelse for mindst 10%'s vedkommende (henført til det samlede varmebehov), gennemfører forbrændingen af det til afsyringshvirvellagsreaktoren (5) tilførte brændstof med mindst to delstrømme 20 af oxygenholdig gas, hvoraf den ene tjener som fluidiserings-gas (8), og den anden tilføres på et højere niveau som sekundærgas (9), i to trin og næsten støkiometrisk, henført til helheden af forbrændingstrin, og ved opdeling af flui-diseringsgas- og sekundærgasmængderne samt ved indstilling 25 af volumenforholdet mellem fluidiseringsgas og sekundærgas inden for området fra 1:1 til 1:10 i zonen mellem fluidise-ringsgastilførsel (8) og sekundærgastilførsel (9) indstiller en gennemsnitlig suspensionsvægtfylde på fra 100 til 300 kg/m3 og i zonen over sekundærgastilførselen (9) indstiller 30 en gennemsnitlig suspensionsvægtfylde på fra 5 til 30 kg/m3.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man tilfører det til brænde- og klinkerdannelsesprocessen nødvendige brændstof til afsyringstrinets hvirvellagsreaktor (5) for 70-85%'s vedkommende (henført 35 til det samlede varmebehov) og til klinkerdannelsestrinets hvirvellagsreaktor (13,29) for 15-30%'s vedkommende (henført DK 155791 B til det samlede varmebehov).
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man indstiller faststoffets opholdstid i afsyringstrinets cirkulationssystem på 3-15, fortrinsvis 5- 5 10, minutter.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at man indstiller temperaturen i afsyringstrinets cirkulationssystem på en værdi melem 950 og 1150°C.
5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g-10 net ved, at man ved anvendelse af faste, carbonholdige brændstoffer indstiller kornstørrelsesfordelingen på en korndiameter dp50 <500 /zm, fortrinsvis på en værdi mellem 100 og 300 jum.
6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g- 15 net ved, at man gennemfører klinkerdannelsen i et cirkulationssystem dannet af en hvirvellagsreaktor (13), en ud-skillecyklon (14) og en tilbageføringsledning (15) fra ud-skillecyklonen til hvirvellagsreaktoren.
7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g- 20 net ved, at man foretager afkølingen af klinkerne under opvarmning af oxygenholdig gas, som i det mindste delvis tilledes til afsyrings- og/eller klinkerdannelsesprocessen.
8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendeteg net ved, at man foretager afkølingen af klinkerne med 25 oxygenholdig gas, som opvarmes både direkte og indirekte.
9. Fremgangsmåde ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at man afkøler klinkerne i et hvirvellag (19), som fortrinsvis indeholder flere separate kølekamre (20,22,23) eller kølekamre (20,22,23), som er forbundet til 30 en opbygningsmæssig enhed.
10. Fremgangsmåde ifølge krav 7, 8 eller 9, kendetegnet ved, at man tilfører den oxygenholdige gas, som i det første kølekammer (20) i hvirvellagskøleren (19) er opvarmet direkte, til klinkerdannelsestrinets hvir- 35 vellagsreaktor (13,29) som fluidiseringsgas.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813107711 DE3107711A1 (de) | 1981-02-28 | 1981-02-28 | Verfahren zur herstellung von zementklinker |
DE3107711 | 1981-02-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK86982A DK86982A (da) | 1982-08-29 |
DK155791B true DK155791B (da) | 1989-05-16 |
DK155791C DK155791C (da) | 1989-10-09 |
Family
ID=6126050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK086982A DK155791C (da) | 1981-02-28 | 1982-02-26 | Fremgangsmaade til fremstilling af cementklinker |
Country Status (18)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4402754A (da) |
EP (1) | EP0059508B1 (da) |
JP (1) | JPS5874547A (da) |
KR (1) | KR890000861B1 (da) |
AR (1) | AR228177A1 (da) |
AT (1) | ATE10609T1 (da) |
AU (1) | AU562574B2 (da) |
BR (1) | BR8201019A (da) |
CA (1) | CA1161072A (da) |
CS (1) | CS245767B2 (da) |
DD (1) | DD202134A5 (da) |
DE (2) | DE3107711A1 (da) |
DK (1) | DK155791C (da) |
ES (1) | ES8302613A1 (da) |
IN (1) | IN156437B (da) |
MX (1) | MX156304A (da) |
RO (1) | RO84482B (da) |
ZA (1) | ZA821295B (da) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61251545A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-08 | 宇部興産株式会社 | 白色セメントの製造方法 |
DE4219697A1 (de) * | 1992-06-16 | 1993-12-23 | Krupp Polysius Ag | Verfahren zur Herstellung von Zementklinker |
DE19705560A1 (de) * | 1997-02-13 | 1998-08-20 | Krupp Polysius Ag | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zementklinker |
FR2764367B1 (fr) * | 1997-06-05 | 1999-08-20 | Malet Sa Entreprise | Installation de traitement thermique de matieres pulverulentes en suspension, et application pour la calcination flash de matieres minerales notamment argileuses |
EP1092692A1 (en) * | 1999-09-16 | 2001-04-18 | "Patelhold" Patentverwertungs-& Elektro-Holding AG | Method of producing cement clinker and electricity |
DE10260734B4 (de) * | 2002-12-23 | 2005-05-04 | Outokumpu Oyj | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Schwelkoks |
DE10260738A1 (de) * | 2002-12-23 | 2004-07-15 | Outokumpu Oyj | Verfahren und Anlage zur Förderung von feinkörnigen Feststoffen |
DE10260741A1 (de) | 2002-12-23 | 2004-07-08 | Outokumpu Oyj | Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigen Feststoffen |
DE10260737B4 (de) * | 2002-12-23 | 2005-06-30 | Outokumpu Oyj | Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von titanhaltigen Feststoffen |
DE10260733B4 (de) * | 2002-12-23 | 2010-08-12 | Outokumpu Oyj | Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von eisenoxidhaltigen Feststoffen |
DE10260731B4 (de) | 2002-12-23 | 2005-04-14 | Outokumpu Oyj | Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von eisenoxidhaltigen Feststoffen |
DE10260739B3 (de) | 2002-12-23 | 2004-09-16 | Outokumpu Oy | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Metalloxid aus Metallverbindungen |
DE102004042430A1 (de) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Outokumpu Oyj | Wirbelschichtreaktor zum thermischen Behandeln von wirbelfähigen Substanzen in einem mikrowellenbeheizten Wirbelbett |
DE102007009759A1 (de) | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Outotec Oyj | Verfahren und Vorrichtung zur Aufteilung eines Feststoffstromes |
DE102007014435B4 (de) | 2007-03-22 | 2014-03-27 | Outotec Oyj | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Metalloxid aus Metallsalzen |
DE102008053135B3 (de) | 2008-10-24 | 2010-07-01 | Polysius Ag | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zementklinker |
FR2937886B1 (fr) | 2008-10-30 | 2011-05-20 | Jean Xavier Morin | Dispositif de lit fluidise a fluidisation rapide et a flux sature de solides circulants |
CN103868355B (zh) * | 2014-03-11 | 2016-03-09 | 成都建筑材料工业设计研究院有限公司 | 一种磷矿脱碳煅烧方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1767628C3 (de) * | 1968-05-30 | 1985-03-14 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Durchführung endothermer Prozesse |
JPS526296B2 (da) * | 1972-08-31 | 1977-02-21 | ||
US3964922A (en) * | 1972-09-04 | 1976-06-22 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Process for calcination of cement-clinker |
DE2247172C3 (de) * | 1972-09-26 | 1981-07-02 | Krupp Polysius Ag, 4720 Beckum | Anlage zur Herstellung von Zement, Kalk, Tonerde und dgl. |
FR2221614B1 (da) * | 1973-01-16 | 1976-05-14 | Britton John | |
GB1434371A (en) * | 1973-03-14 | 1976-05-05 | Smidth & Co As F L | Calcination of pulverous material |
GB1463124A (en) * | 1974-06-18 | 1977-02-02 | Smidth & Co As F L | Calcination of pulverous material |
DE2624302C2 (de) * | 1976-05-31 | 1987-04-23 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Durchführung exothermer Prozesse |
JPS593423B2 (ja) * | 1976-07-02 | 1984-01-24 | 宇部興産株式会社 | セメント原料仮焼方法 |
DE2712238C2 (de) * | 1977-03-21 | 1988-05-05 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren und Vorrichtung zum mehrstufigen Erbrennen von Zementklinker |
CA1115297A (en) * | 1977-08-04 | 1981-12-29 | Klaus Bauer | Process and apparatus for the production of cement in a fluidised bed |
-
1981
- 1981-02-28 DE DE19813107711 patent/DE3107711A1/de not_active Withdrawn
-
1982
- 1982-01-07 IN IN33/CAL/82A patent/IN156437B/en unknown
- 1982-02-17 AR AR288457A patent/AR228177A1/es active
- 1982-02-18 US US06/349,878 patent/US4402754A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-02-23 DE DE8282200217T patent/DE3261406D1/de not_active Expired
- 1982-02-23 CS CS821234A patent/CS245767B2/cs unknown
- 1982-02-23 AT AT82200217T patent/ATE10609T1/de not_active IP Right Cessation
- 1982-02-23 EP EP82200217A patent/EP0059508B1/de not_active Expired
- 1982-02-24 DD DD82237660A patent/DD202134A5/de not_active IP Right Cessation
- 1982-02-25 RO RO106739A patent/RO84482B/ro unknown
- 1982-02-26 MX MX191580A patent/MX156304A/es unknown
- 1982-02-26 BR BR8201019A patent/BR8201019A/pt not_active IP Right Cessation
- 1982-02-26 CA CA000397233A patent/CA1161072A/en not_active Expired
- 1982-02-26 AU AU80937/82A patent/AU562574B2/en not_active Ceased
- 1982-02-26 ES ES509976A patent/ES8302613A1/es not_active Expired
- 1982-02-26 ZA ZA821295A patent/ZA821295B/xx unknown
- 1982-02-26 DK DK086982A patent/DK155791C/da active
- 1982-02-27 KR KR8200871A patent/KR890000861B1/ko active
- 1982-02-27 JP JP57031621A patent/JPS5874547A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE10609T1 (de) | 1984-12-15 |
KR890000861B1 (ko) | 1989-04-11 |
JPS5874547A (ja) | 1983-05-06 |
CA1161072A (en) | 1984-01-24 |
DK155791C (da) | 1989-10-09 |
ES509976A0 (es) | 1983-01-16 |
DK86982A (da) | 1982-08-29 |
DE3107711A1 (de) | 1982-10-07 |
DD202134A5 (de) | 1983-08-31 |
AU562574B2 (en) | 1987-06-11 |
DE3261406D1 (en) | 1985-01-17 |
US4402754A (en) | 1983-09-06 |
JPH0310587B2 (da) | 1991-02-14 |
RO84482A (ro) | 1984-06-21 |
IN156437B (da) | 1985-08-03 |
CS245767B2 (en) | 1986-10-16 |
ES8302613A1 (es) | 1983-01-16 |
AU8093782A (en) | 1982-09-09 |
BR8201019A (pt) | 1983-01-04 |
AR228177A1 (es) | 1983-01-31 |
ZA821295B (en) | 1983-09-28 |
MX156304A (es) | 1988-08-09 |
EP0059508B1 (de) | 1984-12-05 |
EP0059508A1 (de) | 1982-09-08 |
KR830008939A (ko) | 1983-12-16 |
RO84482B (ro) | 1984-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK155791B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af cementklinker | |
US3579616A (en) | Method of carrying out endothermic processes | |
US4626199A (en) | Submerged combustion calcination | |
US6015539A (en) | Fluidized bed process for producing alumina from aluminum hydroxide | |
CA1085612A (en) | Apparatus for producing cement clinker | |
US4381916A (en) | Method and apparatus for roasting fine grained ores | |
US4529579A (en) | Method for producing anhydrous alumina | |
EP0380878B1 (en) | Method and apparatus for producing cement clinker | |
KR910000710B1 (ko) | 분말원료 소성장치 | |
US4169701A (en) | Fluidized-bed kiln with preheating means | |
CA1082423A (en) | Continuous calciner | |
DK155726B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af cementklinker | |
WO2009026989A1 (en) | Process and plant for the thermal treatment of granular solids | |
US4353750A (en) | Method of firing carbonate-containing minerals | |
US4708644A (en) | Apparatus for roasting fine grained material | |
WO2005026070A1 (en) | Method of producing cement clinker and electricity | |
US5954499A (en) | Plant and method for manufacturing cement clinker | |
US4744961A (en) | Submerged combustion calcination | |
GB2081855A (en) | Method and apparatus for heat treating granular material | |
US4626200A (en) | Shaft kilns having fluid-bed air heater | |
WO2002064526A1 (en) | Method of producing cement clinker and electricity | |
US3293330A (en) | Fluidized process for calcining particulate limestone | |
CA1156431A (en) | Method and apparatus for producing anhydrous alumina | |
EP0885177B1 (en) | Plant for manufacturing cement clinker | |
CN116457320A (zh) | 用于热处理可飞入空中的原料的设备和方法 |