MXPA06008163A

MXPA06008163A - Produccion de cemento clinker que comprende la remocion parcial de un flujo de gases perdidos de horno rotatorio que contienen sustancias nocivas.

Info

Publication number: MXPA06008163A
Application number: MXPA06008163A
Authority: MX
Inventors: Hans-Wilhelm Meyer; Norbert Streit; Carsten Eckert
Original assignee: Khd Humboldt Wedag Gmbh
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2007-01-30
Also published as: CN100478294C; EP1706361A2; WO2005070845A3; CN1953944A; EG24297A; DE102004003068A1; US7296994B2; WO2005070845A2; JP2007518661A; RU2006129935A; US20070178418A1

Abstract

El objeto de la invencion es crear un sistema de derivacion para una linea de produccion de cemento clinker que se caracteriza por costos de inversion y costos de operacion particularmente bajos, siendo por lo tanto economicamente favorable. El problema se resuelve instalando el sistema de derivacion de manera que la capacidad de los filtros del sistema preexistentes tales como el filtro principal de gas perdido y/o el filtro de salida del enfriador se pueden usar tambien para tratar el flujo de gas derivado.

Description

PRODUCCIÓN DE CEMENTO CLINKER QUE COMPRENDE LA REMOCIÓN PARCIAL DE UN FLUJO DE GASES PERDIDOS DE HORNO ROTATORIO QUE CONTIENEN SUSTANCIAS NOCIVAS Campo de la invención Esta invención se refiere a un método para la producción de cemento clinker a partir de polvo de cemento en bruto que se precalienta en al menos una serie de cambiadores de calor por la que circula el gas perdido de un horno rotativo tubular y que en la zona de sinterizado del horno rotativo tubular se calcina para obtener cemento clinker, mismo que se enfría en un enfriador suplementario con la remoción parcial de un flujo (flujo de gas derivado) de gas perdido caliente del horno rotativo tubular que está cargado con cargas de polvo que tienden a la aglomeración y/o sustancias nocivas gaseosas/vaporosas, enfriamiento del flujo de gas derivado en una cámara mezcladora y subsiguiente separación del polvo que contiene sustancias nocivas del flujo de gas derivado enfriado. La invención se refiere además a una instalación para llevar a cabo el método. Antecedentes de la invención En la producción de cemento clinker a partir de polvo de cemento bruto se sabe que muchas de las materias primas utilizadas como los polvos de cemento en bruto, pero también muchos de los combustibles fósiles utilizados REF. : 174483 contienen componentes secundarios como, por ejemplo, compuestos alcalinos, cloro, compuestos de azufre, metales pesados, etc., los cuales én la región de la zona de sinterizado del horno rotativo tubular se evaporan como, por ejemplo, compuestos de cloruro de álcali y sulfato de álcali, en la región de precalentamiento de la línea de producción de cemento clinker se vuelven a condensar/cristalizar, y de esta manera producen ciclos que tanto pueden influir negativamente en la calidad del cemento clinker como también perturbar considerablemente el proceso de calcinado. Para suprimir estos ciclos en una línea de producción de cemento clinker así como para reducir el contenido de sustancias que forman los ciclos en el proceso de producción de clinker se conoce, por ejemplo, por el folleto "Drehrohrofenanlagen" (Instalaciones de Hornos Rotativo Tubulares) No. 8-100d de la Cía. KHD Humboldt Wedag AG, páginas 10/11 de mayo de 1984, mediante la llamada sustracción de gas derivado, derivar una parte de los gases perdidos calientes cargados de polvo que contienen los compuestos volátiles de la zona inferior del conducto de chimenea de gas perdido del horno rotativo tubular o directamente de la cámara de entrada del horno rotativo tubular, enfriarlos en una cámara mezcladora mediante la introducción de aire del exterior, permitir que las sustancias nocivas en forma de vapor contenidas en el flujo de gas derivado se condensen sobre las partículas sólidas arrastradas y luego purificar el flujo de gas derivado enfriado mediante la separación del polvo que contiene sustancias nocivas en un separador de polvo propio. Para no permitir que los volúmenes de flujo de gas derivado y las instalaciones recuperadoras de sus polvos se tornen demasiado grandes se conoce además, no solamente entremezclar aire del exterior como medio de enfriamiento en el flujo de gas derivado cuya temperatura es de, por ejemplo, 1150aC, sino también introducir agua atomizada que deberá apoyar el enfriamiento repentino del flujo de gas derivado . Por el documento DE-0-27 24 372 se conoce además una línea de producción de cemento clinker con la sustracción de un flujo de gas derivado que, adicionalmente al agua atomizada se enfría en una cámara mezcladora no con aire fresco sino con un flujo parcial del gas perdido de producción o gas perdido del sistema que ya se purificó en un separador eléctrico. Pero este flujo parcial de gas perdido ya purificado en el filtro del sistema se vuelve a cargar con polvo en la- cámara mezcladora del flujo de gas derivado, siendo que entonces al menos este flujo parcial de gas perdido se debe purificar por segunda vez en el filtro de polvo para el flujo de gas derivado, separado, de manera que la producción de cemento clinker conocida con sustracción de gas derivado requiere de volúmenes de filtro relativamente grandes con los altos costos de inversión y operación pertinentes . En la producción de cemento clinker aumentan los problemas de la" derivación en virtud de que tanto en las naciones industrializadas occidentales como también en los países umbral y en vías de desarrollo se usan combustibles de desecho cargados con cloro y azufre y sustancias residuales calificadas como combustibles secundarios en la producción de cemento clinker." Por lo tanto, muchos operadores de líneas de producción de cemento clinker tratan de reducir a un nivel tolerable el grado de circulación de los componentes volátiles (en particular cloro, azufre) , mediante la separación del polvo filtrado del sistema. Pero evitan la instalación de un sistema de derivación separado que ocasiona considerables costos de inversión y operación para dispositivos de separación de polvo adicionales, la mayoría de las veces separadores de polvo electrostáticos, transportadores de polvo y ventiladores. Los flujos de gas mixto derivado que resultan debido al suministro de grandes cantidades de aire de enfriamiento derivado son por lo general tan grandes que en los separadores de polvo electrostáticos ya existentes ya no pueden ser tratados adicionalmente a las ya existentes cantidades de gases perdidos del sistema.

Breve descripción de la invención La invención tiene por objeto, en una línea de producción de cemento clinker, crear un sistema de gas derivado que se caracteriza por costos de inversión y operación particularmente bajos, y que por lo tanto es económicamente favorable. De conformidad con la invención, este problema se resuelve en el aspecto del método con un método que tiene las características de la reivindicación 1, en el aspecto del dispositivo con una instalación que tiene las características de la reivindicación 6. Las configuraciones favorables de la invención se especifican en las reivindicaciones subordinadas . En el sistema de gas derivado de conformidad con la invención no se introduce aire fresco en la cámara de mezclado para enfriar el flujo de gas derivado, sino que en la cámara de mezclado se introduce, en. estado no desempolvado, es decir, antes de separarle el polvo en el filtro existente del sistema, al menos un flujo parcial que se sustrae del gas perdido del sistema ya existente en la línea de producción de cemento clinker. En el caso del gas perdido del sistema utilizado como medio de enfriamiento para el flujo de gas derivado se puede tratar del gas perdido de la serie de cambiadores de calor del polvo bruto y/o del aire de salida residual ya existente del enfriador de clinker, mismo que ya no se puede aprovechar en la línea de producción de cemento clinker y/o de los gases perdidos de una instalación de molienda y secado operada con los gases perdidos de la serie de cambiadores de calor . Todos estos flujos de gases perdidos del sistema no desempolvados que se encuentran conectados a los filtros de sistema ya existentes son adecuados para enfriar el flujo de gas derivado. El enfriamiento restante necesario del gas mixto residual se asegura mediante agua atomizada, con lo que sólo se produce un insignificante volumen de gas adicional debido al vapor de agua. Corriente abajo de la toma de flujo parcial de gas del sistema, el flujo de gas mixto que se sustrae de la cámara de mezclado de enfriamiento del flujo de gas derivado se retroalimenta nuevamente al sistema, asimismo corriente arriba del filtro del sistema, el cual luego desempolva tanto el gas perdido del sistema como también el flujo de gas derivado. Mediante la sustracción de un flujo parcial del gas perdido del sistema que tiene una temperatura de, por ejemplo, 3002C, su aprovechamiento como medio de enfriamiento en la cámara de mezclado del flujo de gas derivado y nueva retroalimentación del gas mixto al gas perdido del sistema corriente arriba de su filtro del sistema sólo aumenta de manera insignificante la cantidad de gas a ser desempolvada en comparación a una operación sin sistema de derivación. Expresado de otra manera: mediante el sistema de gas derivado de conformidad con la invención es posible aprovechar lá capacidad de los filtros del sistema ya existentes para el tratamiento del flujo de gas derivado. Se comprobó que con el sistema de gas derivado de conformidad con la invención solamente se incrementa de manera insignificante la cantidad de gas perdido a ser desempolvada en comparación con la operación sin sistema de derivación, a saber por aproximadamente 3 a 4%, únicamente provocada por un mayor suministro de energía térmica al calcinador y la cantidad de gas de la evaporación de agua. Un incremento tan bajo de la cantidad total de gas perdido frecuentemente se encuentra- dentro de las reservas de capacidad de los filtros y ventiladores de gas perdido ya existentes de una línea de producción de cemento clinker, o bien es favorable aceptando una insignificante baja en la capacidad de producción en comparación con un alto monto de inversión. Un enfriamiento adicional por agua de los gases perdidos derivados en la cámara de mezclado de, por ejemplo, 1250aC a, por ejemplo, 800aC ayuda a disminuir la cantidad de gas perdido, las dimensiones de la cámara mezcladora así como el tamaño del ventilador. El económico sistema de gas derivado de conformidad con la invención para una línea de producción de cemento clinker se puede realizar para una operación de derivación de en todo caso hasta 10% de derivación, es decir, que es posible aprovechar la capacidad de un sistema de filtros ya existentes para el tratamiento del flujo de gas derivado hasta al menos esta magnitud de sustracción de gas derivado, mediante lo cual se omite la instalación de una instalación independiente para recuperar el polvo del flujo de gas derivado, como se desprende del ejemplo numérico expuesto al final de la descripción. Breve descripción de las Figuras La invención y sus características y ventajas adicionales se explican con más detalle mediante los ejemplos de realización que se representan esquemáticamente en las figuras. Muestran: Figura 1: el diagrama de flujo de una línea de producción de cemento clinker con recuperación de polvo ' del flujo de gas derivado a través del filtro del sistema, y Figura 2: el diagrama de flujo de una línea de producción de cemento clinker con recuperación de polvo del flujo de gas derivado a través del filtro del enfriador del cemento clinker. Descripción detallada de la invención En la línea de producción de cemento clinker de la figura 1 el polvo 10 de cemento bruto se carga por arriba al precalentador de polvo bruto, desde donde recorre sucesivamente- en flujo continuo/contrario combinado los ciclones cambiadores de calor 11, 12, 12, 13, 14 por gas en suspensión hacia el gas perdido 15 caliente de una etapa de precalcinación, para en el ciclón 16 inferior separarse del flujo 15 de gas perdido caliente y ser introducido como polvo 17 de cemento bruto con alto grado de calcinación (por ejemplo, 95%) a la cámara 18 de entrada del horno 19 rotativo tubular en cuya zona de sinterizado se calcina para obtener cemento clinker que a continuación se enfría en un enfriador 20 de clinker, por ejemplo, un enfriador de parrilla. El cemento clinker enfriado abandona el enfriador 20 en 21. El gas perdido del sistema enfriado por el polvo de cemento en bruto abandona por arriba, en 22, el precalentador de polvo bruto a una temperatura de aproximadamente 300aC. Este gas perdido se introduce a través de un soplador 23 de succión a una torre 24 de rociado, allí se acondiciona con enfriamiento por evaporación mediante la aplicación de agua atomizada y, enfriado a aproximadamente 150-C se libera del polvo 26 en un filtro 25 del sistema, por lo general un separador de polvo electrostático, y a continuación se aspira a través de otro ventilador 27 de gas perdido como gas perdido 28 del sistema purificado a través de una chimenea 29 principal. El polvo que se acumula en la torre 24 de rociado y en el filtro 25 del sistema se alimenta a la planta de molienda de cemento clinker no representada a través de un depósito 30 de polvo mediante un conducto 31 de transporte .. De la cámara 18 de entrada del horno 19 rotativo -tubular se sustrae, por ejemplo, aproximadamente 10% de la cantidad de gas perdido del horno rotativo tubular como flujo 32 de gas derivado con una temperatura de aproximadamente 1250aC, que tiene una carga de polvo de aproximadamente 200 g/Nm3. El flujo 32 de gas derivado se enfría en una cámara 33 mezcladora, y esto con la formación de un gas mixto 34 de aproximadamente 400aC, siendo que en la cámara 33 mezcladora no se usa aire fresco como medio de enfriamiento sino al menos un flujo parcial 35 del gas 22 perdido del sistema no desempolvado, ya existente en la línea de producción de cemento clinker, es decir que como medio de enfriamiento para el flujo 32 de gas derivado caliente se usa al menos un flujo parcial del gas 22 perdido del sistema, no desempolvado. Mediante la introducción de agua 36 atomizada en la cámara 33 mezcladora es posible bajar aún más la temperatura de los gases mixtos 34 que abandonan la cámara mezcladora 33, por ejemplo, a 300aC. Corriente abajo de la toma 37 de flujo parcial de gas del sistema, el flujo 34 mixto sustraído de la cámara mezcladora se retroalimenta nuevamente al gas perdido del sistema, asimismo corriente arriba del filtro 25 del sistema o de la torre 24 de rociado anterior a este. En la línea de producción de cemento clinker del ejemplo de realización de la figura 2, el flujo 32 de gas derivado sustraído de la cámara 18 de entrada del horno 19 rotativo tubular, cuya temperatura es asimismo de aproximadamente 1250aC y cuya carga de polvo es asimismo de 200 g/Nm3, se enfría asimismo en una cámara 33 mezcladora, siendo que en la cámara 33 mezcladora se usa como refrigerante un flujo 38 parcial del aire 39 de salida residual ya existente del enfriador 20 de clinker, con temperatura de aproximadamente 260aC, que ya no se puede aprovechar en la línea de producción de cemento clinker. En la cámara 33 mezcladora también ' se introduce agua 40 atomizada como medio adicional. También en este caso se retroalimenta corriente abajo de la toma de flujo parcial del aire de salida del enfriador de clinker el flujo 34 de gas mixto sustraído de la cámara 33 mezcladora al aire 39 de salida del enfriador, igualmente antes del filtro 41 del sistema, es decir, del filtro del enfriador de parrilla. El aire 42 de salida purificado del enfriador de parrilla se alimenta a una chimenea 44 mediante un ventilador 43 , en tanto que el polvo 45 acumulado en el filtro 41 del enfriador se alimenta asimismo a la instalación de molienda de cemento clinker. Se comprobó que con la operación del sistema de gas derivado de conformidad con la invención las cantidades de gas perdido resultantes son sólo superiores por aproximadamente 3.7% a' aproximadamente 5% en comparación con una línea de producción de cemento clinker sin derivación, que pueden ser atrapadas con las reservas de capacidad en el filtro del sistema existente o respectivamente en el filtro del enfriador existente de una línea de producción de cemento clinker, y esto calculado para una derivación de 10% la mayoría de las veces suficiente en una línea de producción de cemento clinker con precalcinador moderno en el cual se quema aproximadamente 60% del requerimiento de combustible necesario para todo el proceso, con una capacidad de producción diaria de 4500 t de cemento clinker, sin que sea necesario instalar una planta individual propia recuperadora de polvo.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Método para producir cemento clinker a partir de polvo de cemento en bruto que se precalienta en al menos una serie de cambiadores de calor por los que circula el gas perdido de un horno rotativo tubular y que se calcina en la etapa de sinterizado del horno rotativo tubular para obtener cemento clinker que se enfría en un enfriador añadido, con sustracción de un flujo parcial de gas derivado caliente de los gases perdidos del horno rotativo tubular cargados con cargas de polvo tendientes a la aglomeración y/o sustancias nocivas gaseosas/vaporosas, enfriamiento del flujo de gas derivado en una cámara mezcladora y subsiguiente separación del polvo que contiene sustancias nocivas del flujo de gas derivado enfriado, caracterizado porque a) se sustrae al menos un flujo parcial del gas perdido no desempolvado del sistema que ya existe en la línea de producción de cemento clinker, se introduce en la cámara de mezclado sin haber sido desempolvado previamente en el filtro del sistema existente, y se usa para enfriar el flujo de gas derivado; b) el flujo de gas mixto sustraído de la cámara mezcladora se retroalimenta nuevamente al gas perdido del sistema corriente abajo de la toma del flujo parcial de gas perdido, asimismo corriente arriba del filtro del sistema. 2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas perdido del sistema usado como refrigerante es el gas perdido de la serie de cambiadores de calor, precalentadores del polvo bruto.
3. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas perdido del sistema usado como refrigerante es el aire de salida residual ya existente del enfriador de clinker que no es aprovechable en la propia líne'a de producción de cemento clinker.
4. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los gases perdidos del sistema utilizados como refrigerante son los gases perdidos de una instalación de molienda y secado operada con los gases perdidos de la serie de cambiadores de calor.
5. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de gas mixto sustraído de la cámara mezcladora se retroalimenta al conducto de gas perdido del sistema corriente arriba de la torre de rociado antepuesta al filtro del sistema.
6. Planta para la producción de cemento clinker a partir de polvo de cemento en bruto, con- un horno rotativo tubular, con al menos una serie de cambiadores de calor antepuestos al horno rotativo tubular, en particular un sistema de ciclones cambiadores de calor por gas en suspensión por los que circula el gas perdido del horno, con un enfriador de clinker añadido al horno rotativo tubular, y con un punto de sustracción de gas derivado para sustraer un flujo parcial del gas perdido del horno rotativo tubular con enfriamiento del flujo de gas derivado en una cámara mezcladora y subsiguiente separación del polvo que contiene sustancias nocivas del flujo de gas derivado enfriado, caracterizada porque a) del conducto de gas perdido respectivamente de la serie de cambiadores de calor y/o del enfriador de clinker se deriva un conducto de flujo parcial y se introduce en la_ cámara mezcladora; b) corriente abajo de la toma de flujo parcial de gas perdido la cámara mezcladora se conecta nuevamente al conducto de gas perdido con el fin de introducir el gas mixto enfriado al conducto de gas perdido; c) tanto la toma de flujo parcial de gas perdido como también la retroalimentación del gas mixto al conducto de gas perdido se encuentran corriente arriba del filtro del sistema o respectivamente del filtro del enfriador de clinker, en la dirección de flujo.