PL109031B1 - Method of producing cement clinker - Google Patents

Method of producing cement clinker Download PDF

Info

Publication number
PL109031B1
PL109031B1 PL1976187908A PL18790876A PL109031B1 PL 109031 B1 PL109031 B1 PL 109031B1 PL 1976187908 A PL1976187908 A PL 1976187908A PL 18790876 A PL18790876 A PL 18790876A PL 109031 B1 PL109031 B1 PL 109031B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
heat
fuel
temperature
zone
stage
Prior art date
Application number
PL1976187908A
Other languages
English (en)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL109031B1 publication Critical patent/PL109031B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0285Heating or cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00292Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant solids
    • B01J2208/003Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant solids involving reactant slurries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00504Controlling the temperature by means of a burner
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002Chemical plants
    • B01J2219/00004Scale aspects
    • B01J2219/00006Large-scale industrial plants
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/121Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania klinkieru cementu w procesie, w którym surowiec poddawany jest przemianie endotermicznej na jed¬ nym etapie i podlega nastepnie dzialaniu znacznie wyzszej temperatury na dalszym etapie. Sposób szczególnie korzystnie nadaje sie do stosowania w procesach, w których na dalszym etapie prowadzi sie reakcje egzotermiczna przy stosunkowo wysokiej temperaturze koncowej, a obróbce cieplnej poddaje sie substancje w stanie stalym w postaci rozdrobnio¬ nej, np. materialy drobnoziarniste, granulowane, grudki, materialy w postaci fluidalnej lub tablet¬ kowanej, materialy zbrylone lub w kawalkach, a takze substancje w innym stanie, np. stopionym.Znanych jest wiele procesów, w których surowiec w stanie stalym, zazwyczaj w postaci rozdrobnionej, granulowanej lub w postaci drobnych kulek, pod¬ daje sie reakcji lub innej obróbce w temperaturze podwyzszonej, a w których znaczne ilosci ciepla, stosowane do tego celu, opuszczaja strefe reakcji w postaci goracego gazu, stanowiac potencjalna stra¬ te, której w zaden sposób nie daje sie w pelni wy¬ korzystac, nawet wówczas gdy nastepnie stosuje sie je do podgrzewania stalych surowców. W zwiaz¬ ku z wynalazkiem, przedmiotem szczególnego za¬ interesowania sa takie procesy, w których prowadzi sie reakcje endotermiczna, wymagajaca wkladu du¬ zych ilosci ciepla, z odpowiednio znacznym obcia¬ zeniem stratami ciepla, zwlaszcza jesli ciala stale, które reagowaly na etapie endotermicznym poddaje 10 15 20 25 30 sie dalszej reakcji w zasadniczo wyzszej tempera¬ turze w warunkach cieplnych z trudem dajacych sie pogodzic z warunkami na etapie endotermicz¬ nym.Typowym procesem tego rodzaju jest produkcja klinkieru cementu portlandzkiego z gotowych su¬ rowców w ciaglym procesie wytwarzania cementu portlandzkiego. Chociaz proces tego typu moze byc uwazany za proces skladajacy sie z wiecej niz jed¬ nego etapu, np. z etapów takich jak suszenie, dy- socjacja i laczenie, co najmniej dwa ostatnie etapy zazwyczaj prowadzi sie w pojedynczej komorze reakcji, to jest w piecu obrotowym opalanym z jednego konca przez spalanie doprowadzanego pa¬ liwa, takiego jak gaz, olej lub sproszkowany wegiel w celu pokrycia calego zapotrzebowania na cieplo na kazdym etapie. Kazdy nastepny etap musi byc zaopatrzony w dostateczna ilosc ciepla na pokrycie potrzeb, z poprzedniego etapu. W praktyce maja miejsce straty ciepla pozostalego po etapie pierw¬ szym z tym, ze bardziej powazne straty cieplne pow¬ staja, gdy koncowy etap ogrzewania jest egzoter¬ miczny, na skutek wystepujacej niewspólmiernosci miedzy temperatura, w której wydziela sie cieplo na etapie egzotermicznym a temperatura w której wieksza czesc tego ciepla jest uzytkowana we wczes¬ niejszych etapach.W przypadku produkcji klinkieru cementu port¬ landzkiego na przyklad, jeden i ten sam piec za¬ pewnia przestrzen nie tylko dla dekarbonizacji . 109 031109 031 skladnika wapnistego w surowcu ale równiez przes¬ trzen reakcyjna dla spiekania i dalszej reakcji od- weglonych cial stalych przy znacznie wyzszej tem¬ peraturze w kierunku opalonego konca pieca. W procesie mokrym ten sam piec musi zapewnic miej¬ sce dla poczatkowego etapu suszenia przed odwe- glaniem. W procesie suchym, na ogól stosuje sie jedna z kilku znanych metod przygotowania mate¬ rialów wyjsciowych w stanie suchym za pomoca podgrzewania wstepnego przed wprowadzeniem do pieca. Na etapie podgrzewania wstepnego surowiec suszy sie i ewentualnie czesciowo kalcynuje i od- wegla na przyklad za pomoca podgrzewanego ru¬ chomego rusztu, pieca wstepnego, podgrzewacza gazowo-zawiesinowego, ogrzewanej suszarni rozpy- lowej.Tradycyjne procesy tego typu sa termicznie nie wydajne z wielu w^gjedów. Jak juz wskazano wy¬ stepuja straty ciepla w gazach odlotowych z pro¬ cesu, mimo powszechnego wykorzystania gazów od¬ lotowych z pieca do dostarczania ciepla dla etapu suszenia lub podgrzewania wstepnego. W rzeczy¬ wistosci do podgrzewania wstepnego w niektórych przypadkach dostarcza sie jeszcze dalsze ilosci ciep¬ la ze zródel pomocniczych, np. z palników.Czyniono wiele prób w celu odzyskania ciepla z gazów odlotowych w tego rodzaju procesach, ale dobrych wyników nie uzyskano ze wzgledu na sto¬ sunkowo niska temperature gazów odlotowych.Jak wykazano za pomoca przykladu, proces wy¬ palania cementu mozna uznac za proces skladajacy sie z trzech wyrózniajacych sie etapów, tj. suszenia i podgrzewania wstepnego niezaleznie od tego, czy prowadzi sie je w oddzielnych komorach czy nie, odweglania i wysokotemperaturowego spiekania.Kazdy z tych etapów wymaga róznej ilosci ciepla uzaleznionej od ilosci przerabianych cial stalych przy róznych temperaturach na róznych etapach.W strefie spiekania wymagana jest wysoka tem¬ peratura, zazwyczaj okolo 1450°C, ale zuzycie ciepla jest stosunkowo male, poniewaz zachodzaca reakcja jest egzotermiczna. W strefie odweglania wymagane sa najwieksze ilosci ciepla, poniewaz reakcja jest endotermiczna, ale z kolei zachodzi przy nizszej tem¬ peraturze, okolo 950°C. Etap suszenia i podgrzewa¬ nia wstepnego wymaga pewnych ilosci ciepla, któ¬ re zmieniaja sie w zaleznosci od zawartosci wilgoci w surowcu oraz w zaleznosci od innych czynników, glównie fizycznych, przy czym etap ten prowadzi sie przy jeszcze nizszej temperaturze.W tego typu procesie znane jest wprowadzanie ciepla do etapu podgrzewania wstepnego, w którym zachodzi pewna kalcynacja za pomoca dodatkowego zródla ciepla, takiego jak piec pomocniczy, przy zredukowaniu w tym samym czasie wzglednego za¬ potrzebowania na cieplo na etapie spiekania. W ten sposób mozna poprawic ekonomike czy wydajnosc pieca, ale jak juz wspomniano pozostaje jeszcze nad¬ mierna róznica temperatur pomiedzy poszczególny¬ mi etapami i maja miejsce nieodlacznie z tym zwia¬ zane straty energii zwiazane z przesylaniem ciepla bez pracy uzytecznej ze strefy goracej do strefy mniej goracej. Cieplo marnuje sie.Z publikacji „Technologia chemiczna nieorgani¬ czna" PWN, Warszawa 1965 str. 683—690 znany jest sposób wytwarzania cementu portlandzkiego, w któ¬ rym duza róznica w temperaturze miedzy etapem wypalania a etapem odweglania powoduje olbrzymie straty ciepla oraz paliwa. 5 W procesie znanym z wyzej wymienionej publi¬ kacji calosc paliwa jest dostarczana do etapu wy¬ palania.Znane jest wydzielanie nadmiaru ciepla z róz¬ nych czesci aparatury do wytwarzania cementu, na 10 przyklad przez przeprowadzenie powietrza z urza¬ dzenia chlodzacego do pieca lub przez zastosowanie odcieku goracych gazów w generatorze pary wyko¬ rzystujacym to cieplo.Jednakze, we wszystkich przypadkach cieplo za- 15 dane w etapie endotermicznym otrzymuje sie z pa¬ liwa uzytego w etapie egzotermicznym. Ilosc ciepla z etapu egzotermicznego jest o wiele za duza dla etapu endotermicznego. W konsekwencji, duza ilosc energii podczas spadku temperatury zostaje nie- 20 wykorzystana.Celem wynalazku bylo wykorzystanie zasadniczej niewspólmiernosci termicznej w tego typu proce¬ sach przez uzyteczne odebranie nadmiaru ciepla z procesu w etapie posrednim na drodze przeplywu gazu, to jest we wczesniejszym etapie obróbki ciala stalego, gdzie temperatura gazów jest wysoka w sto¬ sunku do wymaganej w nastepnym etapie i gdzie mozna wykorzystac te wysoka temperature.Bardziej ogólnie, celem wynalazku bylo opraco¬ wanie sposobu rozdzialu ciepla pomiedzy poszcze¬ gólne etapy w procesie, w którym substancje pod¬ daje sie obróbce przy sukcesywnie wzrastajacej tem¬ peraturze, w ilosciach mozliwie najbardziej zbli¬ zonych do rzeczywistego zapotrzebowania na cieplo w poszczególnych etapach oraz sposobu wykorzysta¬ nia wypadkowej ilosci niezuzytego ciepla do wytwa¬ rzania mocy.Sposób wytwarzania klinkieru cementu z mate¬ rialu surowcowego i dostarczanego paliwa w ciaglym procesie wytwarzania cementu, obejmujacym wstep¬ ne etapy ogrzewania i odweglania surowca przezna¬ czonego do produkcji klinkieru cementu za pomoca paliwa wprowadzanego do pieca do wypalania, chlo- 45 dzenia uzyskiwanego klinkieru w chlodnicy i wyko¬ rzystanie nadmiaru ciepla do wytwarzania pary wodnej, wedlug wynalazku polega na tym, ze do pieca do wypalania wprowadza sie paliwo w ilosci niezbednej dla przeprowadzenia konwersji egzoter- micznej klinkieru, przy czym pozostala ilosc paliwa razem z cieplem odzyskanym z etapu egzotermicz¬ nego stosuje sie do wytwarzania pary i uzywa jako cieplo do etapu odweglania albo pozostala ilosc pa¬ liwa wraz z cieplem odzyskanym z etapu egzoter¬ micznego kieruje sie do etapu odweglania i uzywa do wytwarzania pary.Wedlug wynalazku sposób prowadzenia procesu, w którym substancja podlega przemianie endoter- micznej w okreslonym zakresie temperatur w co 60 najmniej jednym etapie procesu, a nastepnie podlega dzialaniu wyzszej temperatury w dalszym etapie procesu, polega na tym, ze zwieksza sie ilosc ciepla odlotowego z dalszego etapu a wypadkowa ilosc ciepla wykorzystuje sie czesciowo do wytwarzania 65 mocy, a czesciowo dla przemiany endotermicznej. 25 30 35109 031 6 15 Pod wyzsza temperatura nalezy rozumiec, ze gra¬ dient temperatury jest dostateczny, aby moglo na¬ stapic wytwarzanie mocy, chociaz rzeczywista ilosc ciepla moze bedzie musiala byc zwiekszona przed uzasadnionym podjeciem wytwarzania mocy. Przez 5 zwiekszenie ciepla nalezy rozurhiec dodanie dalszej ilosci energii cieplnej.Na ogól wytwarza sie energie elektryczna. Wytwa¬ rzanie energii elektrycznej prowadzi sie znanym sposobem za pomoca turbiny napedzanej przez pare 10 powstala w kotle przy uzyciu dostarczonego ciepla.W sposobie wedlug wynalazku prowadzi sie ciagly proces wytwarzania cementu portlandzkiego, a pod¬ dawana obróbce substancje stanowi surowiec do produkcji klinkieru cementu portlandzkiego. Oma¬ wiany w opisie dalszy etap moze stanowic reakcje egzotermiczna, której przykladem jest egzotermicz¬ ny etap tworzenia klinkieru, tj. laczenia w piecu obrotowym, przemiana endoterrniczna moze obejmo¬ wac kalcynacje i odweglanie tj. dysocjacje i moze *° obejmowac suszenie np. w podgrzewaczu wstepnym, suszarni rozpylowej lub w ogrzewanym mlynie albo zwykla wymiane temperatur w ogrzewaczu szlamu.Cieplo dostarczane do zwiekszenia odlotowego ciepla z dalszego etapu, wzmiankowane powyzej, mozna otrzymac i doprowadzic w dowolny, odpowied¬ ni sposób, na przyklad w postaci paliwa do spala¬ nia w kotle lub w strefie reakcji, np. w kalcynatorze lub w postaci goracych gazów spalinowych z palnika paliwa, zwlaszcza z komory spalania ze zlozem flu¬ idalnym, albo w postaci nadwyzki niezuzytego lub rekuperowanego ciepla z innego etapu w procesie.Na ogól cieplo przesyla sie za pomoca plynów ta¬ kich jak gaz lub woda.Wynalazek ulatwia zastosowanie paliwa stosun¬ kowo niskiej jakosci a nawet materialów zuzytych, takich jak odpadki na dostarczanie ciepla wykorzy¬ stywanego w przemianach endotermicznych procesu, zamiast polegania na nadmiarze ciepla z etapów egzotermicznych dla których potrzebne jest paliwo wysokiej jakosci, znacznie drozsze. Do przekazy¬ wania ciepla mozna dobrac rózne srodki i rozpro¬ wadzic je indywidualnie do odpowiednich etapów procesu, a ilosc ciepla dostarczanego do wyzej wy¬ mienionego dalszego etapu moze w zasadzie nie byc wieksza niz potrzebna do podtrzymania aktywnosci egzotermicznej. W róznych wersjach przeprowadza¬ nia sposobu wedlug wynalazku ilosc paliwa dostar¬ czanego do etapu egzotermicznego stanowi 5—25% wagowych calego zapotrzebowania na paliwo w procesie.Zasada wynalazku moze byc realizowana róznymi drogami i moze byc wykorzystana wiecej niz je¬ den raz w tym samym ukladzie co zilustrowano na 55 zalaczonych rysunkach omówionych ponizej. Na przyklad kociol do odbioru energii moze byc zasila¬ ny paliwem i gazem ogrzanym w omówionym dal¬ szym etapie (fig. 1). Chlodnica moze byc chlodnica, do której rozladowuje sie klinkier z pieca obroto- 60 wego. Wypadkowa pozostalego ciepla nie dostarczo¬ nego lub niezuzytego w kotle moze byc nastepnie przeslana do endotermicznego etapu reakcji, takiego jak dysocjacja tj. odweglanie w kalcynatorze lub podgrzewaczu wstepnym przed piecem obrotowym. 65 25 30 35 40 45 50 W innym przykladzie, który ewentualnie moze byc stosowany lacznie z powyzszym, etap procesu obej¬ mujacy kalcynacje moze byc zasilany paliwem lub gazem ogrzanym przez kontaktowanie sie w chlod¬ nicy z produktem dalszego etapu, a kociol moze byc zasilany paliwem i ogrzanym gazem z etapu proce¬ su obejmujacego dysocjacje (fig. 2). W tym przy¬ padku wypadkowa pozostalej ilosci ciepla nie dos¬ tarczona lub nie zuzyta w kotle moze zostac przesla¬ na do etapu endotermicznego, takiego jak kalcyno- wanie wstepne lub suszenie lub do obu.W innym przykladzie kociol jest zasilany gazem ogrzanym w dalszym etapie, którym-w danym przy¬ padku moze byc piec do produkcji klinkieru lub urzadzenie do odweglania oraz ogrzana powrotna woda z ekonomizera zlokalizowanego w etapie pod¬ grzewania wstepnego obejmujacego przemiane endo- termiczna, taka jak kalcynowanie wstepne (fig. 3).Ten sam proces znowu ilustruje zasade wynalazku, poniewaz kociol zasilany jest woda zawracana z etapu juz wzmiankowanego podgrzewania wstepne¬ go jak równiez cieplem z jednego lub wiekszej ilosci nastepnych etapów procesu a pozostale cieplo wy¬ korzystane jest w postaci powietrza ogrzanego przez kondensat kotla, we wstenym etapie takim jak pierwsza sekcja podgrzewacza wstepnego. Jako plynne, przenoszace cieplo medium, odbierajace cie¬ plo ze skraplajacej sie pary, korzystnie stosuje sie powietrze lub inny plyn wykorzystywany nastep¬ nie do dostarczania ciepla do podgrzewanych wstep¬ nie cial stalych, np. w celu ich suszenia. Jako medium przenoszace cieplo mozna równiez stosowac wode, która mozna wykorzystac na pokrycie potrzeb zewnetrznych w rejonie grzania.W powyzszy, podobny lub inny sposób mozna pow¬ tarzac etapy procesu prowadzonego sposobem we¬ dlug wynalazku, stosujac wiele etapów przemian endotermicznych i jeden wspólny kociol.Powietrze wprowadzane do procesu, do wymiany cieplnej jaka zachodzi w chlodnicy klinkieru, su¬ szarni surowców, czy przy spalaniu w piecu obroto¬ wym, kalcynatorze lub palnikach kotla, moze byc ewentualnie podgrzane wstepnie na drodze wymia¬ ny ciepla z plynnym odcinkiem z turbiny np. woda lub para. Powietrze uzywane do spalania moze ewentualnie byc wzbogacane w tlen, np. w piecu, gdzie nie bedzie powodowac zaklócen w procesie.Korzysci ze stosowania sposobu wedlug wynalaz¬ ku, poza wyzej wymienionymi sa nastepujace: Kaz¬ dy etap w procesie moze byc prowadzony w oddziel¬ nym urzadzeniu, specjalnie zaprojektowanym i wy¬ konanym dla tego etapu, co wiaze sie w konsekwen¬ cji ze zwiekszeniem wydajnosci i obnizeniem na¬ kladów inwestycyjnych. Tym niemniej mozna sto¬ sowac urzadzenia istniejace z tym, ze wykorzystanie ich jest pelniejsze. Caly proces moze byc regulowa¬ ny w znacznie wiekszym stopniu niz dotychczasowe, w wyniku czego otrzymuje sie produkt o ulepszonej i bardziej równomiernej jakosci, z szerszego wach¬ larza wprowadzanych materialów, przy czym pro¬ ces ten jest jednoczesnie bardziej stabilny i bardziej elastyczny. Energia odbierana z procesu, najkorzyst¬ niej powstajaca para sprzezona ze srodkami do wy¬ twarzania elektrycznosci, zmniejsza zaleznosc za¬ kladu od dostaw energii elektrycznej z zewnatrz109 031 8 i pozwala na uzycie energii, elektrycznej do osiaga¬ nia temperatury procesu.Sposób wedlug wynalazku zostanie bardziej szcze¬ gólowo omówiony w nawiazaniu do zalaczonych ry¬ sunków, na których fig. 1 przedstawia schemat ide¬ owy procesu wedlug wynalazku, w którym wytwa¬ rzanie pary umiejscowione jest miedzy etapami spiekania i odweglania w procesie wytwarzania klin¬ kieru cementowego, fig. 2 — schemat ideowy proce¬ su wedlug wynalazku, w którym wytwarzanie pary ma miejsce miedzy odweglaniem a suszeniem, fig. 3 — schemat procesu, w którym wytwarzanie pary polaczone jest z etapem podgrzewania wstepnego w procesie, fig. 4 — schemat ideowy suchego procesu wytwarzania cementu, w którym wynalazek zostal zastosowany wiecej niz jeden raz, fig. 5 — schemat ideowy pólmokrego procesu wytwarzania cementu, w którym wynalazek zostal zastosowany wiecej niz jeden raz.Fig. 1 przedstawia podstawowy schemat procesu wytwarzania klinkieru cementu portlandzkiego, w którym cieplo do wytwarzania energii odbierane jest miedzy etapami spiekania i odweglania. Na schemacie tym przedstawiono trzy glówne etapy obróbki surowców, poczatkowo wprowadzonych w postaci szlamu lub wilgotnych brylek czy granulek.Ciag trzech stref, mianowicie suszenia i podgrzewa¬ nia wstepnego, odweglania i wysokotemperaturowego spiekania oznaczono cyframi 1, 2 i 3 odpowiednio.W strefie ogrzewania wstepnego moze zajsc pewne odweglanie, które moze przyjac dowolna, dogodna postac i moze byc przeprowadzone w tej samej ko¬ morze lub grupie polaczonych komór co etap od¬ weglania. Strefa odweglania 2 i strefa spiekania 3 stanowia jednakze odrebne komory. Tak wiec strefy 1 i 2 moze na przyklad stanowic ruchomy ruszt lub gazowo-zawiesinowy podgrzewacz wstepny, pod¬ czas gdy strfe 3 stanowi piec obrotowy. Etap czwar¬ ty, chlodzenia, zachodzi w strefie chlodzenia 4.Surowce do wytwarzania klinkieru cementowego doprowadza sie z miejsca dostawy 5 poprzez strefe 1 podgrzewania wstepnego, gdzie zostana one wysu¬ szone lub odwodnione na drodze wymiany ciepla z goracymi gazami, np. o temperaturze 150—600°C, w znany sposób. Podgrzane wstepnie ciala stale wprowadza sie nastepnie, na przyklad grawitacyjnie lub za pomoca przenosnika 6 do i poprzez strefe 2 odweglania, gdzie ma miejsce dalsza wymiana ciepla z gazem i wydziela sie dwutlenek wegla, w tem¬ peraturze wyzszej niz w strefie 1 ogrzewania wstep¬ nego, np. w temperaturze 900—1100°C. Odweglony produkt staly przesyla sie, na ogól grawitacyjnie przez przewód 7 opadowy do strefy 3 spiekania, tzn. do pieca obrotowego, przez który przesuwaja sie ciala stale i który opalany jest paliwem w celu utrzymania temperatury koncowej okolo 1500°C. W piecu tym ciala stale sa spiekane i reaguja tworzac klinkier. Goracy klinkier wyladowuje sie z pieca w temperaturze okolo 1400°C po pochylosci 9, pod wplywem sily ciezkosci, do chlodnicy 4 i poprzez chlodnice do ujscia 10 produktu z procesu.Paliwo, tj. gaz, olej lub sproszkowany wegiel z zasobu 11, w ilosci na przyklad 10% wagowych ca¬ lego zapotrzebowania na paliwo w procesie, wstrzy¬ kiwane jest z powietrzem doprowadzanym przewo- 10 15 25 30 35 45 55 €0 65 dem 12 do strefy 3 spiekania (niekoniecznie w miejs¬ cu pokazanym na schemacie) i wystarcza do utrzy¬ mania egzotermicznej reakcji wytwarzania klinkie¬ ru w tej strefie. Poniewaz na etapie tym potrzebna jest mala ilosc paliwa, wlasciwa wydajnosc w prze¬ liczeniu na wielkosc pieca bedzie znacznie wieksza niz w procesach konwencjonalnych. Efekt ten moze byc jeszcze zwiekszony przy zastosowaniu powietrza wzbogaconego w tlen doprowadzonego przewodem 12, co podnosi temperature plomienia i redukuje objetosc gazów odlotowych. Do uzyskania wymaganej wysokiej temperatury mozna równiez wykorzystac elementy pieca elektrycznego.Goracy gaz spalinowy wyciagany jest ze strefy 3 spiekania, gdzie przewodem 14 doprowadza sie uzu¬ pelnienie glównej dostawy ciepla, do strefy 2 od¬ weglania, za pomoca przewodu 13, którym moze byc rura pionowa stanowiaca równiez przewód 7 opa¬ dowy. Gaz odlotowy, lacznie z wydzielonym dwu¬ tlenkiem wegla odbierany jest poprzez przewód 15, strefe 1 podgrzewacza wstepnego do odpowietrznika 16, np. za pomoca wentylatora lub wentylatorów na¬ pedzanych elektrycznie.Powietrze atmosferyczne wciagane w punkcie 117 lub powietrze ogrzane w wyniku wymiany ciepla ze skroplona para (patrz przewód 128 na fig. 3) a doprowadzane przewodem 217 wchodzi przewodem 17 do chlodnicy 4 i osiagnawszy temperature rzedu 1000°C przeprowadzane jest nie jak dotychczas w rozwiazaniach konwencjonalnych do pieca, ale prze¬ wodami 18, 115 do generatora pary 19 gdzie jest wy¬ korzystane do podtrzymywania spalania pozostalych 90% wagowych paliwa, na pokrycie potrzeb procesu, doprowadzanego przewodami 20 i 115 do kotla lub generatora pary 19. W generatorze pary 19 woda doprowadzana przewodem 21 zostaje przemieniona w pare, która odprowadza sie przewodem 22, w odpowiedniej temperaturze, do stacji wytwarzania mocy. Odlotowe gazy spalinowe z generatora pary 19 uchodza kanalem lub rura dymna 14 i wprowa¬ dzane sa w temperaturze okolo 1000°C do strefy 2 odweglania, gdzie stanowia glówna dostawe stosun¬ kowo duzej ilosci calego potrzebnego ciepla dla od¬ weglania, po czym przechodza dalej kanalem 15 do suszenia. W strefie tej zachodzi równiez od¬ wadnianie gliny, ale nie wymaga ono znaczniejszych ilosci ciepla.Energia wytworzona z pary doprowadzanej prze¬ wodem 22 moze byc wykorzystana w oddzialach po¬ mocniczych, takich jak kruszarki surowców, wen¬ tylatory, naped silników obrotowych oraz do grza¬ nia.Znane sa oczywiscie kotly ogrzewane cieplem od¬ lotowym z obrotowych pieców cementowych, ale pobieraja one cieplo z konca pieca, gdy cale paliwo dostarczone bylo na poczatku pieca, jednakze w sposobie wedlug wynalazku dostarczane paliwo nie tylko podzielone jest na kilka czesci, ale cieplo do wytwarzania mocy odbierane jest w najbardziej ko¬ rzystnym punkcie lub punktach.W wykonaniu opisanym powyzej, w odniesieniu do fig. 1 cieplo jest przemieniane miedzy strefami spiekania i odweglania, natomiast w wykonaniu opisanym ponizej w nawiazaniu do fig. 2 cieplo do9 wytwarzania mocy odbierane jest po etapie odwegla¬ nia w kierunku przeplywu ciepla.Na fig. 2 proces wytwarzania klinkieru znowu jest prowadzony w trzech nastepujacych po sobie eta¬ pach w strefie 1 suszenia i ogrzewania wstepnego, w strefie 2 odweglania i w strefie 3 spiekania, po której nastepuje chlodzenie 4. W tym wykonaniu strefy ogrzewania wstepnego oraz odweglania rów¬ niez moga byc polaczone w jednej komorze dopóki nie zostana skutecznie rozdzielone na przedzialy ze wzgledu na przeplyw gazu.Nawiazujac do fig. 2 surowce do wytwarzania klinkieru wprowadzane sa z zapasu 5 poprzez strefe 1 grzania wstepnego gdzie sa suszone i ogrzewane w wymianie ciepla z goracymi gazami, na przyklad o temperaturze 150—600°C w znany sposób. Ogrza¬ ne wstepnie ciala stale wprowadza sie, jak juz po¬ dano w zwiazku z fig. 1, za pomoca srodków trans¬ portowych 6 do i poprzez strefe 2 odweglania, do które} wprowadzane sa na przyklad w tempera¬ turze 500°C W strefie tej nastepuje dalsza wymiana ciepla z goracymi gazami i wydzielanie dwutlenku wegla, przy czym gazy, jak opisano ponizej, wpro¬ wadza sie w temperaturze wyzszej niz do strefy 1 ogrzewania wstepnego, na przyklad w temperaturze 900—1100°C. Odweglony produkt staly przesyla sie, jak podano powyzej, przewodem 7 w temperaturze okolo 1100°C do strefy 3 spiekania, to jest do pieca obrotowego, przez który przesuwaja sie ciala stale, a który jest opalany za pomoca paliwa w celu utrzy¬ mania temperatury na poziomie okolo 1500°C. W wy¬ niku tego ciala stale ulegaja spiekaniu i reaguja tworzac klinkier. Goracy klinkier wyladowuje sie do chlodnicy 4 i nastepnie poprzez chlodnice do ujscia 10 produktu, w temperaturze okolo 100°C.W praktyce na kazdy 1 kg produktu opuszczaja¬ cego uklad przy ujsciu 10 trzeba wprowadzic na wlocie 5 okolo 1,65 kg surowca o zawartosci wilgoci 3%, z którego odparowuje w strefach 1 i 2 prawie 0,05 kg wody i wydziela sie 0,5—0,6 kg dwutlenku wegla.Tak samo jak w wykonaniu przedstawionym na fig. 1, paliwo z zapasu 11, w ilosci okolo 6% calego zapotrzebowania na paliwo w procesie, wstrzykiwa¬ ne jest razem z powietrzem doprowadzanym prze¬ wodem 112, ewentualnie wzbogaconym w tlen, do strefy 3 spiekania i wystarcza na utrzymanie egzo¬ termicznej reakcji wytwarzania klinkieru w tej strefie. Powstale gorace gazy spalinowe o tempera¬ turze okolo 1500°C wyciagane sa ze strefy 3 spieka¬ nia do strefy 2 odweglania kanalem 13, gdzie sta¬ nowia uzupelnienie glównej dostawy ciepla do tej strefy.Powietrze atmosferyczne wciagane w punkcie 117 lub powietrze ogrzane w wyniku wymiany ciepla ze skondensowana para (patrz przewód 128 na fig. 3) doprowadzane do przewodu 217 wchodzi do chlod¬ nicy 4 przewodem 17 i osiaga temperature rzedu 1100°C, po czym przeplywa kanalem 118 do strefy 2 odweglania, dolacza do wymiany cieplnej zachodza¬ cej w tej strefie, podtrzymujac spalanie do 79% Pa¬ liwa, potrzebnego na pokrycie calego zapotrzebo¬ wania paliwa, doprowadzanego przewodem 120 na przyklad do odpowiednich pomocniczych palników w strefie 2 w celu dostarczenia stosunkowo duzej 031 10 czesci calego zapotrzebowania na cieplo potrzebne do odweglania i, jak opisano ponizej, do suszenia.Gazy odlotowe ze strefy odweglania odbierane kanalem lub przewodem 215 dymnym w tempera- 5 turze okolo 1100°C, laczy sie z pozostalymi 15% paliwa doprowadzanego przewodem 220 i z ogrza¬ nym powietrzem z przewodu 218, w celu dostarcze¬ nia dalszego ciepla spalania do wytwarzania pary w generatorze 19 pary a gorace gazy, w temperatu¬ ro rze 600—700°C przesyla sie przewodem 315 do ogrze¬ wania wstepnego i suszenia. Gazy odlotowe ze stre¬ fy 1 ogrzewania wstepnego uchodza na zewnatrz wentylatorem 16 wyciagowym w temperaturze oko¬ lo 50—100°C. 15 W generatorze 19 pary woda dostarczana prze¬ wodem 21 oraz kondensat zawracany przewodem 121 przeprowadza sie w pare i przesyla przewodem 22 w temperaturze okolo 400°C odpowiedniej do wytwarzania mocy. ao ™ Dla etapów suszenia, ogrzewania wstepnego i od¬ weglania korzystne jest stosowanie ukladu z prze- ciwpradowa wymiana ciepla, w celu efektywnego odzyskiwania ciepla z gazów odlotowych. Jednakze w niektórych tradycyjnych procesach wytwarzania ce¬ mentu stosuje sie przeplyw krzyzowy w urzadze¬ niach do kontaktowania cial stalych z gazami, ale jest to termicznie nieefektywne. Szczególnie korzyst¬ ny sposób polaczenia wymiennika ciepla z czescia ukladu pary z przeplywem krzyzowym w strefie podgrzewania wstepnego przedstawiono na fig. 3.Na fig. 3 pokazano strefe 1 podgrzewania wstep¬ nego, taka jak podgrzewacz wstepny w postaci ru¬ chomego rusztu, tworzacy czesc procesu obróbki 35 stalych surowców stosowanych do wytwarzania klin¬ kieru cementu portlandzkiego, przy czym. w proce¬ sie tym ogrzane wstepnie surowce podlegaja dalszej obróbce cieplnej w nastepnej strefie lub strefach, których nie pokazano, a gazy odlotowe odbierane sa 40 z takiej nastepnej strefy lub stref w temperaturze i w ilosci odpowiedniej do tworzenia pary w celu wytwarzania mocy jak równiez do dostarczania ciep¬ la dla strefy 1 ogrzewania wstepnego. Za strefe 1 ogrzewania wstepnego uwaza sie sekcje 101 susze¬ nia, zasilana surowcami stalymi w temperaturze oto¬ czenia, np. w temperaturze 25°C przewodem 5 i dal¬ sza sekcje 102 ogrzewacza wstepnego zasilana su¬ chymi surowcami doprowadzanymi przewodem 55 w temperaturze okolo 100°C. }0 Na figurze tej pokazano równiez kociol 19 parowy do tworzenia pary za pomoca ciepla doprowadzane¬ go, w postaci goracych gazów o temperaturze okolo 1100°C, przewodem 115, z wyzej wymienionej nastep¬ nej strefy lub stref takich jak strefa odweglania }5 i/lub strefa spiekania w procesie wytwarzania klin¬ kieru cementowego. Gorace gazy po wykorzystaniu do wytwarzania pary doprowadza sie poprzez kanal lub przewód 415 dymny, w temperaturze 700—900°C lub wyzszej do strefy 1 ogrzewania wstepnego, l0 jak pokazano, lub poprzez wyzej wymieniona na¬ stepna strefe taka jak odweglanie miedzy strefa dostawy ciepla podlaczona z kanalem 115 a pod¬ grzewaczem wstepnym. Ogrzane wstepnie ciala stale, jak pokazano, przesylane sa za pomoca srodka 6 [5 do nastepnej strefy, np. do odweglania.109 031 11 12 Do kotla doprowadzana jest przewodem 21 woda zasilajaca lub powrotny kondensat pompowany prze¬ wodem 121 za pomoca wysokocisnieniowej pompy 28. Pare utworzona w kotle wprowadza sie prze¬ wodem 22 do generatora 24 elektrycznosci i prze¬ puszcza przewodem 25 do skraplacza 26 powietrzne¬ go, pracujacego pod cisnieniem atmosferycznym.Ewentualnie przed doprowadzeniem do generatora 24 i skraplacza 26 para przeznaczona dla generatora 24 moze byc przegrzewana przez przepuszczeni? po¬ przez przewód 34, wymiennik 35 ciepla zamontowa¬ ny w goracych gazach podgrzewacza wstepnego i zawracana przewodem 34. Powietrze doprowadza¬ ne przewodem 27 do skraplacza 26 przesyla sie ka¬ nalem 28 do suszarni 101 w celu dostarczenia ciepla na potrzeby suszenia a nastepnie wypuszcza sie je na zewnatrz w temperaturze okolo 50°C kominem 29. Powietrze z kanalu 28 mozna równiez odbierac przewodem 128 do innych celów, takich jak chlo¬ dzenie klinkieru lub do oddzialów pomocniczych czy towarzyszacych.Skondensowana pare odprowadza sie ze skrapla¬ cza przewodem 30 za pomoca pompy 31 niskocis¬ nieniowej i doprowadza do ekonomizera 32 zamon¬ towanego w sekcji 102 ogrzewania wstepnego w celu odbierania ciepla z gazów odlotowych i przewodem 33 poprzez pompe 23 zawraca jako ogrzana wstepnie woda zasilajaca do kotla, podczas gdy gazy odlotowe przesyla sie w temperaturze okolo 50°C do komina 29.Tym sposobem cieplo odlotowe, które w przeciw¬ nym razie byloby stracone z gazami kominowymi, odzyskuje sie z pary w cyklu wytwarzania mocy czyniac caly proces bardziej wydajnym termicznie.W wykonaniu alternatywnym skraplacz 26 moze byc kondensatorem wodnym dzialajacym przy pod¬ cisnieniu i dostarczac cieplo w umiarkowanej tem¬ peraturze na uzytek zewnetrzny w rejonach grza¬ nia.Nawiazujac do fig. 4 i wyrazajac ilosc materialów w przeliczeniu na 1 kg wyprodukowanego klinkie¬ ru omówiono nastepny przyklad wykonania wyna¬ lazku. Wilgotny surowiec do produkcji cementu portlandzkiego, zawierajacy 1,51 kg cial stalych i 0,08 kg wody, w temperaturze 20°C wprowadza sie z zapasu 51 do kruszarki 52 surowca, zasilanej ogrza¬ nym gazem, jak omówiono ponizej. 1,51 kg zmie¬ lonego produktu odbiera sie z kruszarki za pomoca przenosnika 53 podczas gdy 2,32 kg gazu odlotowe¬ go i odparowanej wody, w temperaturze 80°C, prze¬ syla sie do osadników zbierajacych pyly i do ko¬ mina, których nie pokazano.Zmielony material z przenosnika 53 wprowadza sie do dwustopniowego wstepnego podgrzewacza 1A, IB, np. do podgrzewacza kolumnowego gazowo- -zawiesinowego lub do podzielonego na przedzialy ruchomego rusztu i przeprowadza z etapu pierwsze¬ go 1A do etapu IB przewodem 56, podczas gdy gorace gazy doprowadzane przewodem 315 o tem¬ peraturze na wejsciu okolo 800°C przechodza przez suklad ogrzewacza Wstepnego przewodem 55 w tem¬ peraturze okolo 750°C.Ciala stale ogrzane wstepnie do temperatury 700°C przesylane sa za pomoca srodka 6 do kalcynatora 2 w celu doprowadzenia do konca reakcji dysocjacji, która zostala zapoczatkowana w sekcji IB podgrze¬ wacza wstepnego. Z kalcynatora 2 1,0 kg wypalone¬ go produktu w temperaturze 900°C wprowadza sie 5 w punkcie 7 do pieca 3 obrotowego, a gazowy pro¬ dukt dysocjacji, glównie C02 z innymi gazami od¬ prowadzany jest przewodem 215, w temperaturze 900°C. Kalcynator 2 zasilany jest 0,33 kg goracego gazowego produktu spalania z pieca 3 o tempera- io turze 1500°C poprzez przewód 13 lacznie z goracym powietrzem ogrzanym w chlodnicy 4 do temperatu¬ ry 980°C w ilosci uzupelniajacej do 1,71 kg, dopro¬ wadzanym przewodem 118 oraz 0,078 kg paliwa do spalania w kalcynatorze, które doprowadza sie prze- 15 wodem 120. 1,0 kg klinkieru o temperaturze 1250°C z pieca 3 przechodzi przewodem 9 do obrotowej chlodnicy 4, a nastepnie poporzez chlodnice do ujscia 10 w temperaturze 170°C.Powietrze 27 o temperaturze 20°C ogrzane do 20 temperatury 150°C w grzejniku 26 na drodze wy¬ miany ciepla z woda powrotna do turbiny, omó^ wionej ponizej, w ilosci 1,41 kg jest nastepnie do¬ prowadzane przewodami 128 i 217 do obrotowej chlodnicy 4 i dalej przewodem 212 w ilosci 0,3 kg 25 do pieca 3 w celu podtrzymywania spalania 0,03 kg paliwa dostarczanego do pieca przewodem 11.Zatem kalcynator 2 otrzymuje odlotowe, niezuzy- te cieplo z pieca 3 z gazowego produktu spalania doprowadzanego przewodem 13 i poprzez chlodnice 4 30 przewodem 118 jak równiez paliwo doprowadzane przewodem 120. W ten sposób zwiekszona ilosc ciepla wykorzystywana jest czesciowo na endoter- miczna przemiane kalcynowania a czesciowo do wy¬ twarzania mocy. To ostatnie osiaga sie przez prze- 35 puszczenie 2,24 kg goracych gazów odlotowych o temperaturze 900°C z kalcynatora przez przewód 215 do kotla 19 gdzie przyczynia sie do wytwarzania pary wykorzystywanej do otrzymywania mocy.Kociol 19 pracujacy pod cisnieniem 63 kG/cm2 40 otrzymuje cieplo w postaci goracych gazów dopro¬ wadzanych przewodem 215 i w postaci 0,25 kg pa¬ liwa doprowadzanego przewodem 220 do spalania w kotle. Woda zasilajaca kociol doprowadzana przewo¬ dem 121 jest równiez ogrzana wstepnie, jak wyjas- 45 niono ponizej. Zatem tak zwiekszone cieplo dla kotla wykorzystywane jest czesciowo na wytwarzanie pary stosowanej do otrzymywania mocy a czesciowo na przemiany endotermiczne zachodzace w ogrzewa¬ czu wstepnym 1A, IB w wyniku przeprowadzania g0 2,24 kg gazów o nizszej temperaturze wynoszacej 800°C do sekcji IB podgrzewacza wstepnego i stam¬ tad poprzez przewód 55, w temperaturze 750°C do sekcji 1A podgrzewacza wstepnego.Podgrzewacz wstepny 1A, IB przekazuje niewy- 55 korzystane cieplo w postaci 2,24 kg gazu, obecnie w temperaturze 450°C przewodem 450 do ekonomi¬ zera 32, gdzie przekazuje cieplo do 0,49 kg wody kotlowniczej doprowadzonej przewodem 30 w tem¬ peraturze 70°C i zawracanej do kotla 19 przewodem 60 121. Wypadkowa temperatura zawracanej wody wy¬ nosi 277°C. Tak zwiekszone cieplo odlotowe w eko- nomizerze zostaje tym sposobem czesciowo wyko¬ rzystane na wytwarzanie pary, a pozostalosc prze¬ sylana przewodem 155 wykorzystywana jest w pos- 65 taci goracego gazu o temperaturze 210°C w ilosci109 031 13 14 2,24 kg na ogrzewanie surowców w kruszarce 52.Kociol 19 dostarcza 0,49 kg pary o temperaturze 426°C przez przewód 22 do turbiny 24, która nape¬ dza generator elektryczny (nie pokazany). Wodny plynny odciek z turbiny zawiera 0,38 kg wody o temperaturze 50°C, która jak juz wspomniano zawra¬ cana jest do ekonomizera poprzez przewód 125, skra¬ placz 126 oraz przewody 226 i 30 a 0,11 kg pary i wody o temperaturze 150°C odbiera sie przewodem 25 do grzejnika 26 powietrza. Skraplacz ogrzewa 6,3 kg wody chlodniczej do temperatury 50°C. Plyn w przewodzie 25 zawracany jest w temperaturze 150°C poprzez grzejnik powietrza i przewody 225 i 30.W równowaznym, tradycyjnym procesie suchym w typowych zakladach mozna spodziewac sie zapo¬ trzebowania 1262 kcal/kg klinkieru pierwotnej ener¬ gii, tzn. 962 kcal/kg opalu wysokiej jakosci i 100 kWh/tone energii elektrycznej, podczas gdy w procesie powyzej opisanym zapotrzebowanie wy¬ nosi 905 kcal/kg energii w postaci tylko 200 kcal/kg paliwa wysokiej jakosci i co najwyzej 705 kcal/kg paliwa niskiej jakosci przy wydatku 100 kWh/tone energii elektrycznej. W ten sposób uzyskuje sie du¬ ze lub calkowite zmniejszenie strat w gazach odlo¬ towych, strat na wyjsciu z chlodnicy, strat na oslo¬ nach, przy znacznym obnizeniu strat w pylach, kosz¬ tem niewielkich strat w skraplaczu.Fig. 5 przedstawia inna wersje procesu przedstawio¬ nego na fig. 4, przy czym w wiekszej czesci proces jest taki sam lub podobny, mianowicie takie same sa: podgrzewacz wstepny 1A, IB, kalcynator 2, piec 3, chlodnica 4, kociol 19, ekonomizer 32, turbina 24 oraz ich polaczenia wewnetrzne i wspólzaleznosc jak równiez przeplywajace materialy z ponizszymi wy¬ jatkami: Przeliczajac ponownie ilosc materialów na 1,0 kg wytworzonego klinkieru, do podgrzewacza 101 wpro¬ wadza sie 2,16 kg szlamu cementowego w punkcie 51. Podgrzewacz ogrzewany jest wyciekiem z turbi¬ ny jak opisano uprzednio. Szlam ogrzany do tempe¬ ratury 150°C wprowadza sie za pomoca przenosnika 201 do suszarni 401 rozpylowej, skad odbiera sie 1,51 kg osuszonych cial stalych, w temperaturze 100°C i przesyla do podgrzewacza wstepnego prze¬ nosnika 53.Gazy odlotowe z podgrzewacza wstepnego dzieli sie i 1,12 kg gazów o temperaturze 450°C kieruje sie do ekonomizera oraz 1,12 kg gazów o tempera¬ turze 450°C przesyla sie do suszarni 401 rozpylowej przewodem 515.Do kotla 19 dostarcza sie 0,038 kg paliwa przewo¬ dem 220 a przewodem 22 odprowadza sie pare kot¬ lowa do turbiny 24 w ilosci 0,705 kg o temperaturze 426°C. Wodny plynny odciek z turbiny odprowadza sie w czterech kierunkach, tzn. 0,13 kg pary o tem¬ peraturze 150°C przesyla sie przewodem 25 do grzej¬ nika powietrza 225, 0,245 kg pary o temperaturze 150°C kieruje sie przewodem 325 do podgrzewacza 101 szlamu, 0,25 kg pary o temperaturze 150°C kie¬ ruje sie przewodem 125 clo skraplacza 126 i zawra¬ ca do obiegu w temperaturze 50°C przewodem 226 przez ezektor powietrzny i odpowietrznik 127 oraz przewodem 426 do zbiornika 129 i odpowietrznika.Wode powrotna odbiera sie o temperaturze 150°C równiez z grzejnika powietrza przewodami 130 i 330 i z podgrzewacza wstepnego szlamu w temperatu¬ rze 150°C przewodami 230 i 330 kierujac do odpo- 5 wietrznika i zbiornika. Wode powrotna zebrana w zbiorniku 129 zawraca sie przewodem 30 do ekono¬ mizera. 2,01 kg powietrza o temperaturze 20°C dos¬ tarcza sie w punkcie 27 do grzejnika 225 powietrza, z czego 0,3 kg przesyla sie bezposrednio do suszarni io 401 rozpylowej do spalania z 0,03 kg paliwa dopro¬ wadzonego przewodem 301 a 1,71 kg powietrza ogrzanego do temperatury 150°C w grzejniku 225 dzieli sie i 0,3 kg dostarcza sie jako powietrze do spalania w piecu 3, a 1,41 kg jako powietrze chlo- 15 dzace do chlodnicy 4 przewodami 128, 212 i 128, 217 odpowiednio. 2,07 kg odlotowego powietrza i pary o temperatu¬ rze 11C°C z suszarni 401 rozpylowej uwalnia sie do komina 54 oraz 1,12 kg odlotowych gazów przekazu- *° je sie do komina w temperaturze 150°C z ekonomi¬ zera w punkcie 154.W równowaznym tradycyjnym procesie mokrym w typowych zakladach mozna spodziewac sie zu¬ zycia 1917 kcal/kg klinkieru pierwotnej energii, tj. 1457 kcal w postaci wysokojakosciowego paliwa, 160 kcal/kg w postaci paliwa niskiej jakosci i 100 kWh/tone energii elektrycznej podczas gdy pro¬ ces opisany powyzej wymaga dostarczenia tylko 1196 kcal/kg energii w postaci "tylko 200 kcal/kg paliwa wysokiej jakosci i nie wiecej niz 996 kcal/kg paliwa niskiej jakosci przy wydatku 100 kWh/tone energii elektrycznej. Tak otrzymane duze lub cal¬ kowite zmniejszenie w odniesieniu do odparowania, strat w gazach odlotowych, strat na plaszczach i strat na pylach, ze znacznym zmniejszeniem strat na wylocie z chlodnicy otrzymuje sie kosztem pew¬ nych strat w skraplaczu.W zwiazku z podanymi ilosciami w odniesieniu do 40 fig. 4 i 5 zalozono, ze dostarcza sie paliwo o wartos¬ ci opalowej 700 kcal/kg brutto lub 6500 kcal/kg netto.W sposobie wedlug wynalazku paliwo wybiera sie i rozdziela do poszczególnych etapów procesu zgod- 45 nie z indywidualnym zapotrzebowaniem energii i temperatura w kazdym etapie obejmujac etap wytwarzania pary, a nadmiar ciepla z etapu egzo¬ termicznego stosuje sie do wytwarzania pary przed wprowadzeniem go do etapu endotermicznego. 50 Tym sposobm wedlug fig. 1 10% paliwa dostar¬ cza sie do strefy spiekania 3 a pozostale cieplo z etapu wypalania odzyskuje sie w strefie chlodzenia 4 i dostarcza do generatora pary 19, gdzie wzbogaco¬ ne o 9C% przewodem 21. Uzyskane cieplo wykorzys¬ tuje sie czesciowo w generatorze pary a pozostala czesc wprowadza sie przewodem 14 do etapu endo¬ termicznego.Wedlug fig. 2 6% paliwa dostarcza sie do strefy 6o spiekania 3 i znów pozostale cieplo odzyskuje sie w urzadzeniu chlodzacym i wprowadza w tym czasie do etapu endotermicznego, gdzie jest wzbogacone' przez 79% paliwa. Uzyskane cieplo stosuje sie czes¬ ciowo w tym etapie, a pozostale przewodem 215 65 wprowadza do generatora pary. W dodatku pewna 30 35 55109 031 15 ilosc ciepla z urzadzenia chlodzacego wprowadza sie przewodem 218 bezposrednio do generatora pary, wzbogaca przez 15% paliwa w przwodzie 220, po ezym stosuje czesciowo w generatorze pary, a po¬ zostala czesc w strefie 1 przewodem 315.Fig. 3 omawia zasadniczo etapy wstepnego ogrze¬ wania.Fig. 4 i fig. 5 wskazuja prowadzenie procesu, w którym zasadniczo rozwiazanie przedstawione na fig. 2 jest dostosowane do wiecej niz jednego sche¬ matu.Sposobem wedlug wynalazku uzyskuje sie nie¬ mozliwe dotad do uzyskania oszczednosci energii i wspólczynniki termiczne, dzieki rozdzielaniu ciep¬ la dostarczanego nowa metoda, która nie byla do¬ tad stosowana do wytwarzania cementu.Sposób omówiony w odniesieniu do produkcji ce¬ mentu moze byc z powodzeniem stosowany w in¬ nych procesach takich jak wypalanie wapna lub dolomitu lub w innych przemyslach. 10 15 16 Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania klinkieru cementu z mate¬ rialu surowcowego i dostarczanego paliwa w ciag¬ lym procesie wytwarzania cementu, obejmujacym wstepne etapy ogrzewania i odweglania surowca przeznaczonego do produkcji klinkieru cementu za pomoca paliwa wprowadzanego do pieca do wypa¬ lania, chlodzenia uzyskiwanego klinkieru w chlod¬ nicy i wykorzystanie nadmiaru ciepla do wytwarza¬ nia pary wodnej, znamienny tym, ze do pieca do wypalania wprowadza sie paliwo w ilosci niezbed¬ nej do przeprowadzenia konwersji egzotermicznej klinkieru, przy czym pozostala ilosc paliwa razem z cieplem odzyskanym z etapu egzotermicznego sto¬ suje sie do wytwarzania pary i uzywa jako cieplo do etapu odweglania, albo pozostala ilosc paliwa wraz z cieplem odzyskanym z etapu egzotermicz¬ nego kieruje sie do etapu odweglania i nastepnie uzywa do wytwarzania pary. '/' ¦x-U — L22 FIG. 1 R-21109 031 1 ; U" 9 u 1 FIG ^0 2 1127. 5 ' l ;15 r11 ^118 f1 ? 218" 121"L ' l ' l H 2 —"—C *" 22CK -215 19 L6? 22-, J-16 1 315-p , FIG. 3109 031 FIG. U 111 — 212 pi "L-2 120^ ' 53 ' — \ 1 1 -55 1 1_B "~^C 415^ 32 ^"56 u* 2 3 ]7 13 s m ^215 i 1 ?1S M55 1 52 " ^ ^ * 54 ' <-x | ... " —121 ' r L-220 p—ZZO 126 k-125 I 225— T 2/ i p i i i 24 — 25 f 26 J .128 , ^7 f -217 -212 28-7 ^T53 •-2" ,-2C 40] ^-301 IT17T £ 120 TT 4 130 U 56 315_ He -Z. "7 ^30 T 22 r 23C" R-33C / 326 -426 24 220 P l L ( 125 126 FIG. 5 LDA — Zaklad 2 — zam. 2560/80 — 100 egz.Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania klinkieru cementu z mate¬ rialu surowcowego i dostarczanego paliwa w ciag¬ lym procesie wytwarzania cementu, obejmujacym wstepne etapy ogrzewania i odweglania surowca przeznaczonego do produkcji klinkieru cementu za pomoca paliwa wprowadzanego do pieca do wypa¬ lania, chlodzenia uzyskiwanego klinkieru w chlod¬ nicy i wykorzystanie nadmiaru ciepla do wytwarza¬ nia pary wodnej, znamienny tym, ze do pieca do wypalania wprowadza sie paliwo w ilosci niezbed¬ nej do przeprowadzenia konwersji egzotermicznej klinkieru, przy czym pozostala ilosc paliwa razem z cieplem odzyskanym z etapu egzotermicznego sto¬ suje sie do wytwarzania pary i uzywa jako cieplo do etapu odweglania, albo pozostala ilosc paliwa wraz z cieplem odzyskanym z etapu egzotermicz¬ nego kieruje sie do etapu odweglania i nastepnie uzywa do wytwarzania pary. '/' ¦x-U — L22 FIG. 1 R-21109 031 1 ; U" 9 u 1 FIG ^0 2 1127. 5 ' l ;15 r11 ^118 f1 ? 218" 121"L ' l ' l H 2 —"—C *" 22CK -215 19 L6? 22-, J-16 1 315-p , FIG. 3109 031 FIG. U 111 — 212 pi "L-2 120^ ' 53 ' — \ 1 1 -55 1 1_B "~^C 415^ 32 ^"56 u* 2 3 ]7 13 s m ^215 i 1 ?1S M55 1 52 " ^ ^ * 54 ' <-x | ... " —121 ' r L-220 p—ZZO 126 k-125 I 225— T 2/ i p i i i 24 — 25 f 26 J .128 , ^7 f -217 -212 28-7 ^T53 •-2" ,-2C 40] ^-301 IT17T £ 120 TT 4 130 U 56 315_ He -Z. "7 ^30 T 22 r 23C" R-33C / 326 -426 24 220 P l L ( 125 126 FIG. 5 LDA — Zaklad 2 — zam. 2560/80 — 100 egz. Cena 45 zl PL
PL1976187908A 1975-03-12 1976-03-12 Method of producing cement clinker PL109031B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB10303/75A GB1531458A (en) 1975-03-12 1975-03-12 Integrated heat treatment process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL109031B1 true PL109031B1 (en) 1980-05-31

Family

ID=9965392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1976187908A PL109031B1 (en) 1975-03-12 1976-03-12 Method of producing cement clinker

Country Status (13)

Country Link
US (1) US4052148A (pl)
JP (1) JPS59250B2 (pl)
BE (1) BE839550A (pl)
BR (1) BR7601472A (pl)
CA (1) CA1065607A (pl)
DE (1) DE2610436A1 (pl)
ES (1) ES445978A1 (pl)
FR (1) FR2303587A1 (pl)
GB (1) GB1531458A (pl)
IT (1) IT1066093B (pl)
PL (1) PL109031B1 (pl)
SU (1) SU698553A3 (pl)
ZA (1) ZA761368B (pl)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4392822A (en) * 1978-08-02 1983-07-12 Klockner-Humboldt-Deutz Ag System for burning fine-grained material, particularly for the manufacture of cement clinkers
DK344179A (da) * 1978-08-31 1980-03-01 Smidth & Co As F L Fremgangsmaade og anlaeg til behandling af vaade raamaterialer f eks til fremstilling af cement
GB2029557B (en) * 1978-08-31 1983-01-19 Smidth & Co As F L Method of and plant for treating wet raw materials in for example cement making
JPS5666683A (en) * 1979-11-02 1981-06-05 Sumitomo Heavy Industries Sintering equipment
GR76377B (pl) * 1981-05-11 1984-08-06 Italcementi Spa
US6322355B1 (en) * 1999-10-20 2001-11-27 Texas Industries, Inc. Method and apparatus for disposing of waste dust generated in the manufacture of cement clinker
US6109913A (en) * 1999-10-20 2000-08-29 Texas Industries, Inc. Method and apparatus for disposing of waste dust generated in the manufacture of cement clinker
GB2396400B (en) * 2000-02-08 2004-10-13 Green Island Environmental Tec Method and process for co-combustion in a waste-to-energy facility
CA2687038A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 Flsmidth A/S Method and plant for the simultaneous production of electricity and cement clinker
WO2009147465A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Cemex Research Group Ag Enhanced electricity cogeneration in cement clinker production
EP2165757A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-24 Ahmed Mohammed Diaa Khafagy Method and appliance for exothermal chemical processes with heat recovery
CN102748956A (zh) * 2012-07-06 2012-10-24 广东中窑窑业股份有限公司 一种陶瓷行业喷雾干燥塔回收利用窑炉余热的方法及装置
DE102012020300B4 (de) 2012-10-17 2016-05-12 Khd Humboldt Wedag Gmbh Verfahren zur Nutzung der Abwärme einer Anlage zur Herstellung von Zement und Anlage zur Herstellung von Zement
CN113267049A (zh) * 2021-06-02 2021-08-17 济宁碳素集团有限公司 一种烟气处理方法及其装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1358759A (en) * 1920-05-12 1920-11-16 Smidth & Co As F L Rotary kiln
US1358760A (en) * 1920-05-12 1920-11-16 Smidth & Co As F L Rotary kiln
US1596956A (en) * 1921-03-17 1926-08-24 Firm Merz & Mclellan Apparatus for cement manufacture and process for operating the same
US1932467A (en) * 1928-07-17 1933-10-31 Metropolitan Eng Co Manufacture of cement
NL90468C (pl) * 1955-02-09 1900-01-01
DE1542397A1 (de) * 1965-04-27 1969-04-10 Rudolf Rohrbach Verfahren zur Durchfuehrung von Prozessen in Drehoefen

Also Published As

Publication number Publication date
JPS51114374A (en) 1976-10-08
FR2303587B1 (pl) 1979-08-31
SU698553A3 (ru) 1979-11-15
GB1531458A (en) 1978-11-08
ES445978A1 (es) 1977-09-16
JPS59250B2 (ja) 1984-01-06
ZA761368B (en) 1977-11-30
DE2610436A1 (de) 1976-09-16
BR7601472A (pt) 1976-09-14
US4052148A (en) 1977-10-04
IT1066093B (it) 1985-03-04
BE839550A (fr) 1976-09-13
FR2303587A1 (fr) 1976-10-08
CA1065607A (en) 1979-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL109031B1 (en) Method of producing cement clinker
TWI436962B (zh) Carbon dioxide gas recovery method and recovery equipment in cement manufacturing equipment
CN102041101B (zh) 一种带煤气余热利用的气化方法
CN100451524C (zh) 焙烧炉烟气转换成热空气的方法
CN106957541A (zh) 一种线外预热工艺空气的炭黑节能生产方法及装置
US10260808B2 (en) Carbon dioxide production
MX2010013326A (es) Cogeneracion de electricidad mejorada en produccion de clinker de cemento.
EP0502896B1 (en) Calcination process for the production of alumina from alumina trihydrate and apparatus therefor
CN103443046A (zh) 生石灰的制造设备以及消石灰的制造设备及制造方法
CN102589305A (zh) 烧结余热发电***
CN105627331B (zh) 泥质物质干化焚烧方法及***
CN110118492B (zh) 基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产***
CN216946226U (zh) 用于制备活性炭的多级变径流化床活化炉及***
CN217498686U (zh) 一种气流床分解磷石膏的***
JP3048971B2 (ja) 排熱回収装置
CN106989608B (zh) 一种热风动力式粒化冶金液态渣余热回收***及方法
GB2170898A (en) Method and apparatus for recovering and making available process heat
CN114890421A (zh) 用于制备活性炭的多级变径流化床活化炉及***
US4756893A (en) Utilization of sulphur dioxide for energy production
CN108408705A (zh) 一种基于多级流化床的磷酸生产装置及生产方法
CN202470787U (zh) 烧结余热发电***
CN106224033A (zh) 一种利用钢渣有压热闷过程所产蒸汽发电的工艺方法和装置
CN100397023C (zh) 黄磷废渣载热量及反应尾气发热量的回收与综合利用方法
CN214120801U (zh) 一种水泥窑高温烟气余热回收装置
KR20030018156A (ko) 고로 용융 슬래그 현열을 이용한 스팀발생 시스템