Spôsob výroby portlandského slinku výpalom v cementárskej rotačnej peci s využitím priemyselných odpadov a vedľajších produktov

Číslo patentu: U 6948

Dátum: 04.11.2014

Autori: Gach Ferdinand, Tiso Ivan, Martauz Pavel

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

(m) SK ÚŽITKOVÝ VZORDátum podania prihlášky 19. 10. 2013 (13) Druh dokumentu y Císlo prioritnej prihláškyDátum podania priorímej prihlášky (51) ĺnt- CL (2014 ~ 01)1 Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 3. 6. 2014 Vestník UPV SR č. 06/2014ÚRAD úžitkového vzoru 4. 11. 2014 PRIEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 11/2014 VLASTNICTVA Dátum zápisu a sprístupnenía SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 22. 9. 2014Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočeniaČíslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo podania európskej patentovej prihlášky(S 4) Názov Spôsob výroby portlandského slinku výpalom v cementárskej rotačnej peci s využitím priemyselných odpadov a vedľajších produktovSpôsob výroby portlandského slinku výpalom v cementárskej rotačnej peci s využitím priemyselných odpadov a vedľajších produktov, kde v procese prípravy surovinovej zmesi sa do surovinovej zmesi pridá ako surovinová zložka popol z výroby tepelnej energie s obsahom uhlíka od 13 do 26 hmotu., pričom chemické zloženie surovinovej zmesi sa upraví podľa obsahu slinkotvomých prvkov v tomto popole.Technické riešenie sa týka spôsobu výroby portlandského slinku výpalom V cementárskej rotačnej peci s využitím priemyselných odpadov a vedľajších produktov, najmä popolov s vysokým obsahom uhlíka vznikajúcich pri výrobe tepla.V cementárskom priemysle sa bežne používajú prírodné suroviny ako komponenty pri výrobe slinku. Už menej časté je využívanie priemyselných odpadov ako (altematívnych) surovín. Ak sa využívajú, tak sú to suroviny nahradzujúce vápenatú alebo síalitickú surovinovú zložku alebo suroviny korigujúce výsledné chemické zloženie surovinovej zmesi.V súčasnosti je obzvlášť vysoko aktuálna ochrana životného prostredia. Veľkým problémom je hromadenie odpadov, starých aj novovznikajúcich skládok odpadov ako environmentálnych záťaži bez možnosti ich využitia. Rovnakým problémom je aj produkcia niektorých vedľajších produktov, akými sú popolčeky z energetiky. Využitie daných vedľajších produktov ponúkajú výroba cementov, stavebných spoj iv a betónov. Nie všetky popolčeky sú na výrobu cementov a betónov podľa platných noriem (STN EN 197-1, STN EN 450-1 a STN EN 206-1) vhodné.Popolčeky sú vedľajšie produkty z výroby elektrickej a tepelnej energie. Nevýhodou popolčekov je ich premenlivé chemické, mineralogícké a granulometrické zloženie dané pôvodom a druhom použitého uhlia a typom spaľovacieho zariadenia. Nevýhodou je tiež sezónnosť výroby popolčekov, kedy v zimných mesiacoch je ich produkcia najvyššia a produkcia cementov a betónov naopak minimálna. Popolčeky z fluidného spaľovania uhlia, na rozdiel od klasických popolčekov nevyhovujú platným normám (STN EN 197-1, STN EN 450-1 a STN EN 206-1) a prakticky cela ich produkcia sa musí skládkovať.Niektoré z týchto popolčekov sa s ohľadom na svoje špecifické zloženie využívajú aj pri výrobe slinku ide hlavne o popolčeky s vysokým obsahom oxidu hliníka alebo s vysokým obsahom oxidu vápnika.V patentových dokumentoch US 6764544, CA 2453124 je opísaný spôsob výroby slinku a v dokumente ES 2223275 spôsob výroby belitického slinku, pri ktorých sa používajú popolčeky s vysokým obsahom oxidu vápnika.V patentovom dokumente CN 102603218 je opísaný spôsob výroby slinku s vysokým obsahom belitu a v dokumente RU 2151753 je opisaný spôsob výroby sulfoferitového slinku v oboch prípadoch s využitím popolčeka s vysokým obsahom oxidu hliníka.Cieľom tohto technického riešenia je navrhnúť spôsob výroby portlandského slinku výpalom v cementárskej rotačnej peci s využitím priemyselných odpadov a vedľajších produktov, najmä popolov s vysokým obsahom uhlíka vznikajúcich pri výrobe tepla.Uvedený cieľ sa dosiahne spôsobom výroby portlandského slinku výpalom V cementárskej rotačnej peci s využitím priemyselných odpadov a vedľajších produktov podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že V procese prípravy surovinovej zmesi sa do surovinovej zmesi pridá popol z výroby tepelnej energie s obsahom uhlíka od l 3 do 26 hmotn., pričom chemické zloženie surovinovej zmesi sa upraví podľa obsahu slínkotvomých prvkov v tomto popole.Základnou podmienkou pre výrobu portlandského slinku sú suroviny s vhodným pomerom oxidov w CaO,SiOZ, M 203, Fčąog, ktoré sú potrebné pre vznik hlavných slinkových minerálov.Ako základne suroviny sa používajú vápence, slienité vápence, vápnité sliene, bridlice, hliny, íly. Na korekciu surovinovej zmesi, ak nie je možné získať potrebne zloženie z hlavných surovín, sa používa kremičitý piesok (korekcia SiO 2), železné rudy a odpady s obsahom oxidov železa (korekcia Fe 2 O 3), bauxit alebo popolčeky s vysokým obsahom oxidu hliníka (korekcia M 203).Na posúdenie vhodnosti zloženia suroviny sa používajú tieto moduly hydraulický modul CaO / (S 101 A 120 P 6203) silikátový modul S 102/ (Al 2 O 3 P 6203) aluminátový modul A 120 / P 6403Navrhované technické riešenie spočíva vo využití popolov s vysokým obsahom uhlíka (resp. s vysokým podielom spáliteľných látok) na prípravu suroviny pre výpal portlandského slinku v cementárskej rotačnejpeci, pričom musí byť pomer uvedených oxidov zachovaný. Pri výrobe tepla vznikajú veľké množstva popolov, medzi ktorými sú aj popoly s nasledujúcim zložením (tabuľka l)Alzoa Fezos cao 41,2 ao 18,5 ł 3,0 5,8 L 2 4,3 L 8Zo zloženia tohto popola vyplýva, že tento popol sa dá využiť na korekciu obsahu oxidov SiO 2 a Al 2 O 3 v surovine pre výrobu portlandského slinku. Na druhej strane nevýhodou tohto popola je veľmi nízky obsah oxidu vápnika, na korekciu ktorého musíme použiť inú vhodnú surovinu alebo použiť vápenec s vyšším obsahom CaCO 3. Tento popol má však vysoký obsah uhlíka, ktorý predstavuje nevyhorené palivo a mohol by prispieť k zníženiu memej spotreby tepla. Toto je práve tá vlastnosť, ktorú toto riešenie využíva a čím sa líši od doteraz známych spôsobov využitia popolov do suroviny na výpal portlandského slinku. Popol je možne technicky aplikovať tak, že sa bude pridávať ako jedna zo surovinových zložiek do surovinového mlyna na mletie suroviny na výrobu portlandského slinku alebo sa bude dávkovať priamo do homogenizačného sila určeného na homogenizáciu tejto suroviny.Toto riešenie chráni životné prostredie tým, že šetrí prírodné zdroje a súčasne vytvára podmienky pre environmentáhie zhodnotenie popolov bez ich ukladania na skládky. Náhradou prírodných surovín alternatívnymi sa redukuje potreba ich ťažby, čo má pozitívny vplyv na zachovanie prírodného prostredia a následne sa znižuje environmentálna záťaž spojená so spotrebou energie potrebnej na ťažbu prírodných surovín. Využitie popolov s vysokým spálíteľným podielom do suroviny predstavuje nielen jeho materiálové, ale aj energetické zhodnotenie, čo predstavuje zníženie energetickej náročnosti výroby portlandského slinku a tým prispieva k zníženiu nielen spotreby prírodných surovín, ale aj ušľachtilých palív a zníženiu emisií C 02.Bežne používaná surovina na výrobu portlandského slinku pozostáva z vápenca (89 až 92 ), slieňu (7 až 10 ) a 1 železitej korekcie. Tieto suroviny sa dávkujú do surovinového mlyna, kde sa zomelú na požadovane jemnosti a následne sa zomletý materiál homogenizuje. V tomto prípade sa na prípravu suroviny použili 3 popola s uvedeným chemickým zložením podľa tabuľky. 1, 8 slieňu, 1 železitej korekcie a 88 vápenca, ktorý pozostával z 90 vápenca bežnej kvality, a na dosiahnutie požadovaného chemického zloženia suroviny sa do neho pridalo 10 vápenca s vysokým obsahom CaO tzv. korekčnćho vápenca. Zomletá a zhomogenízovaná surovina sa následne použije na výrobu portlandského slinku výpalom v rotačnej peci. Na zachovanie štandardných podmienok na výrobu slinku sa postupne znížila spotreba paliva, v tomto prípade mletého uhlia, o 600 kg za hodinu a memá spotreba tepla na výrobu slinku klesla približne o 230 kJ/kg slinku. Slinok vyrobený z takto pripravenej suroviny sa zomlel spolu s regulátorom tuhnutia, sadrovcom, na memý povrch 380 mz/kg. Vyrobený cement triedy CEM 142,5 N dosiahol 2-dňovú pevnosť v tlaku 23,5 MPa a 28-dňovú 50,7 MPa. Kvalitativne parametre cementu umožnili jeho použitie na výrobu betónov triedy C 25/30 a C 30/37.Do surovinového mlyna sa dávkovalo 92 vápenca, pri ktorom bol obsah CaO zvýšený miešaním vápenca bežnej kvality s korekčným v pomere 9 l, 7 slieňu a l železitej korekcie. Takto Zomletá surovina sa v homogenizačnom sile upravila prídavkom 2 popola na požadované parametre a následne sa použila na výrobu portlandského slinku výpalom v rotačnej peci. V tomto prípade sa dosiahlo zníženie dávkovania mletého uhlia, a tým aj jeho úspora o 400 kg za hodinu. Zníženie memej spotreby tepla na výrobu l kg slinku predstavovalo 150 kJ. Navyše tým, že sa popol nezomieľal, bola dosialmutá aj určitá úspora elektrickej energie potrebnej na rnletie. Slinok vyrobený z takto pripravenej suroviny sa zomlel spolu s regulátorom tuhnutia sadrovcom na memý povrch 398 mz/kg. Vyrobený cement triedy CEM I 42,5 R dosiahol 2-dňovú pevnosť v tlaku 30,5 MPa a 28-dňovú 58,7 MPa. Kvalitatívne parametre cementu umožnili jeho použitie na výrobu betónov triedy C 30/37 a výrobu suchých omietkových zmesí.V tomto príklade sa na prípravu suroviny použili 4 popola z výroby tepelnej energie, 5 slieňu, l železitej korekcie a 90 vápenca, ktorý pozostával z 96 vápenca bežnej kvality, a na dosiahnutie požadovaného chemického zloženia suroviny sa použil vápenný kal s vysokým obsahom CaO, ktorý je vedľajším produktom pri výrobe karbidového vápna. Všetky uvedené zložky sa spolu zomleli na guľovom mlyne. Zomletá a zhomogenizovaná surovina sa následne použila na výrobu portlandskćho slinku v rotačnej peci. Tak ako v predchádzajúcich príkladoch na zachovanie štandardných podmienok pre výrobu slinku sme postupneznížili spotrebu paliva v našom prípade mletého uhlia o 750 kg za hodinu a memá spotreba tepla na výrobu slínku klesla o 290 kJ/kg slínku. Slinok vyrobený z takto pripravenej suroviny sa zomlel spolu s regulátorom tuhnutia sadrovcom a vysokopecnou troskou na memý povrch 470 mz/kg. Vyrobený cement triedy CEM II/B-S 42,5 N dosiahol 2-dňovú pevnosť v tlaku 22,5 MPa a 28-dňovú 52,9 MPa. Kvalitatívne parametre cementu umožnili jeho použitie na výrobu betónov triedy C 12/ 15 až C 30/37 a na výrobu cementových lepidiel. Uvedené príklady sú len ilustratívne a nevyčerpávajú všetky varianty a možnosti riešenia podľa tohto vy nálezu a v rozsahu myšlienky tohto technického riešenia.Portlandský slinok vyrobený zo suroviny pripravenej na báze popola z výroby tepelnej energie s vysokým obsahom uhlíka (resp. s vysokým podielom spáliteľných látok), spôsobom podľa tohto technického riešenia je vhodný na výrobu cementov všetkých druhov a tried, ktoré sú vhodné na výrobu betónov všetkých tried,striekaných betónov, injektážnych mált, murovacích cementových mált, cementových lepidiel, suchých omietkových zmesí a rôzne iné špeciálne aplikácie.1. Spôsob výroby portlandského slínku výpalom V cementárskej rotačnej peci s využitím priemyselných odpadov a vedľajších produktov podľa tohto vynálezu, v y z n a č uj ú c i s a t ý m , že v procese prípravy surovinovej zmesi sa do surovinovej zmesi pridá ako surovinová zložka popol z výroby tepelnej energie s obsahom uhlíka od 13 do 26 hmotn., pričom chemické zloženie surovinovej zmesi sa upraví podľa obsahu slinkotvomých prvkov v tomto popole tak, aby bol hydraulický modul v rozsahu 1,7 až 2,4, silikátový modul v rozsahu 1,7 až 2,4 a aluminátový modul v rozsahu 1,5 až 2,5.2. Spôsob podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že popol z výroby tepelnej energie s obsahom uhlíka od 13 do 26 hmotn. sa do surovinovej zmesi pridá pri mletí surovinovej zmesi.3. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že popol z výroby tepelnej energie s obsahom uhlíka od 13 do 26 hmotn. sa do surovinovej zmesi pridá pri homogenizácii surovinovej zmesi.

MPK / Značky

MPK: C04B 7/00, C04B 7/02

Značky: cementárskej, spôsob, odpadov, výpalom, slínku, priemyselných, produktov, portlandského, využitím, rotačnej, vedľajších, výroby

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-u6948-sposob-vyroby-portlandskeho-slinku-vypalom-v-cementarskej-rotacnej-peci-s-vyuzitim-priemyselnych-odpadov-a-vedlajsich-produktov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby portlandského slinku výpalom v cementárskej rotačnej peci s využitím priemyselných odpadov a vedľajších produktov</a>

Podobne patenty