Spôsob a zariadenie na výrobu cementového slinku

Číslo patentu: E 15243

Dátum: 19.10.2009

Autor: Kupper Detlev

Je ešte 8 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález sa týka spôsobu a zariadenia na výrobu cementového slinku, pričom surovinová múčka sa predhrieva, kalcinuje a následne sa v peci vypaIuje na cementový slinok.0002 Pri výrobe cementového sIinku vzniká asi 0,53 tCOg/t sIinku z dekarbonizácie vápenca a asi 0,28 tCOZ/t sIinku zo spaľovania paliva v procese vypaľovania. Tieto množstvá oxidu uhličitého (0,81 tCOg/t sIinku) sú až doteraz prostredníctvom odplynu emitované do atmosféry, keďže účinok oxidu uhličitého ako skleníkového plynu je všeobecne známy. Preto je snaha tieto emisie v budúcnosti drasticky znížiť.0003 V súvislosti s tým sú v súčasnej dobe diskutované spôsoby, ktoré umožňujú oddeľovanie C 02 z odpiynov z procesov vypaľovania.0004 Z DE 196 37 320 A 1 je známy spôsob výroby cementu, pri ktorom sa surovinová múčka predhrieva, kalcinuje a konečne vypaluje v rotačnej peci. Surovinová múčka sa pritom dekarbonizuje v kalcinátore, cez ktorý prúdi odplyn zpece. Kalcinátor pracuje na princípe prúdovej pece. Pred zavádzaním do rotačnej pece je kalcinovaná surovinová múčka privádzaná do suspenzného reaktora s cirkulujúcou fluidnou vrstvou. Táto fluidná vrstva je tvorená ohriatym vzduchom, v ktorom sa kalcinovaný materiál zahrieva na teploty 1000 až 1200 °C, takže sú vypudené nečistoty.0005 Ďalej z EP 0 059 508 A 1 a EP 0 059 509 A 1 sú známe zariadenia na výrobu cementového slinku, ktoré majú kalcinátor vytvorený ako reaktor s fluidnou vrstvou, pričom odplyny z pece, obchádzajúce kalcinátor, sú privádzané do predhrievača.0006 Pri výrobe cementu je pre zníženie emisií C 02 predmetom záujmu obzvlášť tzv. kysIíkovo-palivové vypaľovanie, pri ktorom sa palivo spaľuje s takmer čistým kyslíkom, takže odplyn z vypalovania neobsahuje žiaden dusík a pozostáva takmer úplne z C 02 a vody.0007 W 0 2008/059378 opisuje takýto spôsob, pričom odplyn z kalcinátora sa skoncentruje na obsah C 02 tak, aby mohol byť vedený na uloženie. Týmspôsobom môže byt oddelené asi 75 oxidu uhličitého, ktorý je vytváraný pri vypaľovani slinku, bez toho aby boli nutné akékoľvek významnejšie zmeny procesu vypalovania slinku. Ako kalcinátory sa používajú, rovnako ako podľa W 0 2008/059378, zvyčajne tzv. prúdové kalcinátory, v ktorých je spracovávaná surovinová múčka transportovaná cez kalcinátor prostrednictvom nosného plynu (zvyčajne odplynu z pece alebo terciárneho vzduchu), pričom prebieha tepelné spracovanie. Ak však kalcinátor už nie je prevádzkovaný s odplynom z pece alebo sterciárnym vzduchom z chladiča, ale s kyslíkom, vzniká velmi znížené množstvo odplynu. Vo W 0 2008/059378 je tento problém riešený tým,že je množstvo nosného plynu zvýšené spätným vedením odplynov z kalcinátora. Kvôli vysokým teplotám recirkulovaného odplynu je pre prevádzku dúchadla (ventilátora) nutné chladit plyn pomocou výmenníka tepla alebo ochladzovať ho plynom s nižšou teplotou, ako je navrhnuté vo W 0 2008/059378. Prostredníctvom tejto recirkulácie časti odplynov z kalcinátora sa môže navyše zamedziť lokálnym prehriatiam kalcinátora, prevádzkovaného s kyslíkom.0008 Recirkulácia však má tu nevýhodu, že dochádza k rekarbonizácii,tzn. k opätovnému vzniku CaCO 3 z CaO a C 02. V dôsledku vysokého parciálneho tlaku C 02 pri kyslíkovo-palivovom procese prebieha rekarbonizácia s vysokou reakčnou rýchlosťou, ked dôjde k ochladeniu vypalovaného materiálu na teplotu pod rovnovážnu teplotu asi 850 °C. Pri tomto procese má táto operácia za následok zvýšenú spotrebu energie pre kalcinátor, nakoľko rekarbonizovaný materiál musí byt znovu dekarbonizovaný.0009 Úlohou vynálezu preto je poskytnúť spôsob a zariadenie na výrobu cementového slinku pri použití kyslíkovo-palivového procesu v kalcinátore,pričom tento spôsob resp. zariadenie sa vyznačuje nižšou spotrebou energie. 0010 Podľa vynálezu je táto úloha riešená znakmi nárokov 1 a 9.0011 Pri spôsobe výroby cementového slinku podľa vynálezu sa surovinová cementová múčka predhrieva v predhrievači, predhriata surovinová cementová múčka sa predkalcinuje v kalcinátore a predkalcinovaná surovinová cementová múčka sa vypaluje v peci, pričom v kalcinátore sa používa palivo a spaľovací vzduch s obsahom kyslíka aspoň 75 mol., a surovinová cementovámúčka sa predkalcinuje vo fluidnej vrstve v kalcinátore. Odplyny vznikajúce v peci sa privádzajú do predhrievača obchádzajúc kalcinátor, a odplyny z kalcinátora sa privádzajú do zariadenia na úpravu C 02.0012 Zariadenie podľa vynálezu je vytvorené na uskutočňovanie vyššie uvedeného spôsobu.0013 Už skôr sa uvažovalo vytvoriť kalcinátory ako reaktory s fluidnou vrstvou, avšak tento druh kalcinátora nenadobudol v praxi žiadny význam,nakoľko tieto kalcinátory museli byť kvôli potrebnému množstvu spaľovacieho vzduchu dimenzované tak, že ekonomická predkalcinácia nebola možná.0014 Kombinácia kysIíkovo-palivového procesu s kalcinátorom vytvoreným ako reaktor s fluidnou vrstvou však teraz umožňuje ideálnu, vzájomne sa doplňujúcu kombináciu dvoch samo o sebe známych opatrení. Prostredníctvom použitia spaľovacieho vzduchu s vysokým obsahom kyslíka aspoň 75 (s výhodou aspoň 90 ) je značne znížené množstvo plynu, potrebné pre spaľovanie. Tým môže byť reaktor s fluidnou vrstvou konštruovaný 4 až 5 krát menší, než reaktor s fluidnou vrstvou prevádzkovaný so zvyčajným spaľovacim vzduchom. Reaktor s fluidnou vrstvou má okrem toho tú výhodu, že môže pracovat so značne menším množstvom nosného plynu. Dokonca nastáva situácia, že množstvo spaľovacieho vzduchu potrebné pre spaľovanie v reaktore s fluidnou vrstvou je dostatočné aj na vytvorenie fluidnej vrstvy. Recirkulácia odplynu z kalcinátora tak nie je nutná alebo je nutná len vo velmi malej miere.0015 Prostredníctvom kombinácie podľa vynálezu sa tak môže zamedziť problému rekarbonizácie. Reaktor s fluidnou vrstvou má navyše tú výhodu, že vykazuje mimoriadne rovnomernú distribúciu teploty, takže aj bez recirkulácie odplynov sa môže zamedziť Iokálnym špičkám teploty v kalcinátore.0016 Ďalšie uskutočnenia vynálezu sú predmetom závislých nárokov. 0017 Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu má kalcinátor prostriedky na odvádzanie predkalcinovanej surovinovej cementovej múčky, ktoré sú usporiadané pod bodom expanzie fluidnej vrstvy a sú v spojení s pecou. Pritom sa fluidná vrstva s výhodou prevádzkuje tak, že sa nachádza v stacionárnomstave a nie v cirkulujúcom stave, tzn. že prúdenie cez reaktor s fluidnou vrstvousa uskutočňuje s rýchlosťami, ktoré ležia značne pod rýchlosťou strhávania predkalcinovanej surovinovej cementovej múčky. Prach, napriek tomu obsiahnutý vodplyne z f|uidnej vrstvy, sa oddeľuje z plynu v odlučovači a privádza sa späť do f|uidnej vrstvy.0018 Na rozdiel oproti W 0 2008/059378 sa prostredníctvom použitia reaktora s fluidnou vrstvou, obzvlášť prostredníctvom použitia reaktora so Stacionárne prevádzkovanou fluidnou vrstvou, stáva recirkulácia odplynu zbytočnou. Preto už nie je nutné chladenie a nové zahrievanie odplynu. Tak je v okruhu vedené značne menej prachu a tento prach nie je ochladzovaný alebo je ochladzovaný len nepatrne, relatívne len značne menej CaO sa môžerekarbonizovať. 0019 Podľa zvláštneho uskutočnenia kalcinátora môžu byť prostriedky naodvádzanie predkalcinovanej surovinovej cementovej múčky vytvorené na spôsob sifónu.0020 Reaktor s fluidnou vrstvou sám má s výhodou porézne alebo perforované fluidizačné dno, na ktoré sú pripojené prostriedky na privádzanie spalovacieho vzduchu na napájanie fluidizačného dna plynom. Porézne fluidizačné dno pritom môže byť tvorené vrstvou sypkého materiálu, ktorý môže byť privádzaný resp. odvádzaný vhodnými prostriedkami pre výmenu resp. regeneráciu vrstvy sypkého materiálu.0021 Prach obsiahnutý v odplyne z kalcinátora sa oddeľuje v odlučovači,ktorý sa nachádza v spojení s kalcinátorom, a príp. je opätovne privádzaný do f|uidnej vrstvy. Pre zlepšenie účinnosti oddeľovania v odlučovači a/alebo pre zníženie nebezpečia upchávania sa môže odplyn z kalcinátora voliteľne chladiť priamo surovinovou múčkou alebo prostrednictvom výmenníka tepla. Nebezpečie upchatia cyklónu je v dôsledku vysokých teplôt plynu a materiálu blízkych bodu tavenia alkalických solí pri kalcinácii v atmosfére takmer čistého C 02 zvlášť veľké.0022 Odplyn z kalcinátora sa po oddelení prachu a prípadne po nevyhnutnom zbavení vlhkosti privádza do zariadenia na úpravu C 02, obzvlášť do zariadenia pre skvapalňovanie.

MPK / Značky

MPK: F27B 7/20, C04B 7/36, C04B 7/43

Značky: cementového, spôsob, výrobu, slínku, zariadenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/16-e15243-sposob-a-zariadenie-na-vyrobu-cementoveho-slinku.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob a zariadenie na výrobu cementového slinku</a>

Podobne patenty