專利名稱：用于制造礦物原料熟料的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造礦物原料熟料，如水泥熟料的方法和設(shè)備，按濕法工藝，將濕研磨礦物原料和水的料漿在窯設(shè)備如旋轉(zhuǎn)窯設(shè)備中進行預(yù)熱、干燥、煅燒并燒結(jié)成熟料。
自熟料生產(chǎn)工業(yè)化以來，濕法是制造熟料的眾所周知的方法，到處都有描敘該方法的資料，“Cement Data Book”，第三版，19.3和19.4節(jié)(Bauverlag GmbH，Wiesbaden and Berlin 1985)就是引用的一般例子。雖然目前制造熟料優(yōu)選采用干法，但許多濕法工廠仍在使用，如在美國和英國，由于這類工廠除明顯的缺點外，它仍具有濕原料易得和運行經(jīng)濟狀況良好的優(yōu)點。
與其它更先進類型的窯相比，其缺點之一是二氧化硫排放量很高。以前根本不用考慮這SO2排放量，但現(xiàn)在對環(huán)境空氣污染有嚴格規(guī)定，將來這類規(guī)定更為嚴格，這將迫使這些國家的濕法工廠，如水泥制造廠或者關(guān)閉，或者配備昂貴的煙氣脫硫系統(tǒng)，或?qū)穹ㄞD(zhuǎn)成干法或半干法，從而有助于煙氣脫硫，以免工廠關(guān)閉，但這將使生產(chǎn)成本大大增加。
從來自發(fā)電廠和其它窯設(shè)備的氣體中除去氧化硫和其它酸性氣體的許多方法是公知的，例如US4555390公開的一種脫硫方法，它用一種管式反應(yīng)室作所述氣體懸浮吸收器，該吸收器安裝在窯出口氣體移動方向上，位于窯后面，將干燥循環(huán)粉末如飛灰、吸收劑(如氧化鈣)和水加到該反應(yīng)室的底部，當窯出口氣體經(jīng)過該反應(yīng)室時可吸收其中的SO2而進行脫硫。
在此方法中，不管什么類型的窯的出口氣體均在該氣體懸浮吸收器中處理，而不考慮窯中適用的工藝和脫硫設(shè)備，因此，顯然會增加額外的設(shè)備安裝費用。
因此，本發(fā)明目的在于提供一種方法和設(shè)備，以減少按濕法操作的窯廠的SO2排放量，通過將窯中進行的部分濕法工藝與脫硫裝置相結(jié)合，從而使結(jié)合后的窯中工藝和脫硫裝置更有效地降低成本，由此克服上述缺陷。
為達到本發(fā)明目的，在一個同樣獨立的固定單元即反應(yīng)室中進行料漿的干燥(至今在濕法旋轉(zhuǎn)窯的窯物料進口附近進行)和燃料氣體的凈化，該反應(yīng)室安裝在窯出口氣體的移動方向上，位于窯的后面，它是一種管式氣體懸浮干燥單元，帶有垂直軸，其操作原理與上述氣體懸浮吸收器相同，在該單元中加入全部原料料漿，用窯出口氣體將其加熱，加入干燥的原料混合組分如飛灰，預(yù)熱并干燥該料漿，然后將該單元中產(chǎn)生的一種上升的氣體/物料懸浮氣流分別加到氣體懸浮干燥單元的底部，在產(chǎn)生該上升懸浮氣流的同時，使窯氣中所含二氧化硫(SO2)幾乎完全吸收，然后在分離器和過濾器中使夾帶SO2的顆粒與出口氣體分離，該分離器安裝在氣體懸浮干燥單元的后面，該過濾器安裝在分離器后面，經(jīng)預(yù)熱、干燥的原料在分離器中與出口氣體分離后，再送入窯入口，以在窯中作進一步熱處理。這樣，以前在窯的上部或用噴霧干燥裝置(如GB1375566中公開的)進行濕原料的預(yù)熱和干燥過程，現(xiàn)在與燃料氣體凈化過程一起在氣體懸浮干燥器(GSD)中進行，從而相應(yīng)地降低了窯成本。
通過實施上述方法所用的設(shè)備可進一步達到本發(fā)明目的，該設(shè)備是一種氣體懸浮干燥單元，呈細長管形，底部為園錐形，中央有一個氣體進口，它位于窯后面，通過一根豎管與窯進口相連，該GSD裝有將濕研磨礦物原料和水的料漿及脫硫原料混合組分如飛灰在其底部或靠近其底部注入GSD的裝置，安裝在GSD后面的分離器使經(jīng)預(yù)熱、干燥的原料與出口氣體分離，此外，該GSD還裝有將已預(yù)熱、干燥的原料加到窯進口和GSD底部的加料裝置及將沉積的過濾灰塵返回窯進口或GSD底部的裝置。
該設(shè)備還包括一個溢流室，通常用于控制加到窯進口或GSD的經(jīng)預(yù)熱的、干燥原料和/或沉積的過濾灰塵，特別是在該設(shè)備起動階段或停產(chǎn)過程(若有的話)中進行控制。
該設(shè)備還包括安裝在窯豎管中的輔助爐或發(fā)熱器，使GSD中的窯氣溫度保持在給定范圍，特別是在設(shè)備的起動階段或停產(chǎn)過程中。
若需要的話，在窯原料進口和GSD之間該設(shè)備還能以公知方式提供一步或多步預(yù)熱，從而不再需要某些窯內(nèi)部配件，并能使窯的長度進一步減小。但是，安裝預(yù)熱器勢必使?jié)穹üS變成干法或半干法工廠的轉(zhuǎn)化成本增加，而與原來轉(zhuǎn)化目的相矛盾。
按本發(fā)明的方法和設(shè)備，除了SO2排放量明顯降低外，由于它增加了成本低的GSD系統(tǒng)，使?jié)穹ǜG的轉(zhuǎn)化相當便宜，因而具有下列的其它操作優(yōu)點-由于出口氣體溫度降低(GSD后約為150℃)，由于可將干燥原料混合組分直接加到GSD，從而減少了該系統(tǒng)總的加水量，結(jié)果降低了特定的熱損耗。
-由于原料混合組分(即飛灰)和/或沉積的過濾器灰塵直接注入GSD中而不是象以前那樣注入窯的燃燒區(qū)，從而提高了熟料均勻度。
-由于明顯省去了窯內(nèi)部配件，從而降低了窯內(nèi)部配件的維持成本。
-生產(chǎn)率提高10-20%(計算得到)未經(jīng)改進的濕法窯中，原始的熱損耗約為1330千卡/公斤熟料，而裝有GSD系統(tǒng)的濕法工廠其熱損耗降為約1236千卡/公斤熟料，基於這事實，計算結(jié)果表明上述特定熱損耗的減少量為90千卡/公斤熟料。
下面將參照附圖對本發(fā)明作更詳細的描述，該


本發(fā)明通過增加一個氣體懸浮干燥單元(GSD)而使?jié)穹ǜG轉(zhuǎn)成半干法系統(tǒng)的非限制性實施例。
附圖1表示一種濕法旋轉(zhuǎn)窯，其預(yù)熱和干燥部分已被“切除”，而用氣體懸浮干燥單元或氣體懸浮干燥器(GSD)4代替，GSD4通過窯豎管3與窯進口2相連。GSD呈細長管形，其底部為圓錐形，在該底部或其附近有一個料漿進口6，該料漿由濕研磨的礦物原料(制造水泥用的石灰和粘土)和水組成，借助于加入的壓縮空氣8通過噴嘴7(其結(jié)構(gòu)人人皆知)，將該料漿加入GSD4的底部，將原料混合組分如飛灰通過管5也加入GSD4的底部或其附近。由于上升的窯出口氣流通過噴咀7注入濕原料，通過管5加入干原料混合組分及后來通過管13加入其它干原料混合組分，混合結(jié)果在GSD4中產(chǎn)生一種上升的氣體懸浮氣流。由于加入上述不同成分，GSD中石灰/SO2比率很高，通過加入干顆粒而使窯氣中的SO2幾乎完全被吸收，不必再在GSD中加入另外的Ca(OH)2或CaO，而使一定量游離CaO(包含在窯氣中)進入GSD。來自出口氣體過濾器18的沉積灰塵通過管20和13或14循環(huán)到GSD4或窯進口2中，或通過過濾器出口19排出。
在安裝在GSD后面的分離器9中使懸浮在GSD中的經(jīng)干燥和預(yù)熱的原料與出口氣體分離，并通過出口閥15，室11和管道14返回到窯進口2以在窯1中作進一步熱處理。
夾帶SO2的細顆粒及部分已脫硫的出口氣體通過裝有調(diào)節(jié)閥16的管道21和鼓風器17加到出口氣體過濾器18，由此而得到的沉積灰塵返回到窯和/或GSD系統(tǒng)，而凈化后的氣體通過煙道23排放到大氣中。此外，通過出口19排放的部分沉積灰塵可用來降低熟料中堿和/或SO2的含量。
為確保設(shè)備運行期間能將來自GSD的足量和恒量的經(jīng)干燥預(yù)熱的原料加到窯進口2中，并在窯1起動階段或停產(chǎn)(如有的話)期間，將經(jīng)處理的原料和/或來自過濾器18的沉積灰塵一開始就充分循環(huán)到GSD4，該系統(tǒng)還包括一個帶有上下傳送部件10和12的溢流室11，它與調(diào)節(jié)閥15一起，分別控制經(jīng)管道14加到窯進口2和經(jīng)管道13加到GSD4底部的進料。來自過濾器18的沉積灰塵經(jīng)管道20返回室11以加入到來自分離器9的已分離原料中。
在窯1起動階段或停產(chǎn)(如有的話)期間為確保對GSD充分加熱，為保持GSD中窯氣溫度在給定范圍內(nèi)，該系統(tǒng)包括在過濾器18的支路上的窯出口氣體返加管道21'，它裝有調(diào)節(jié)閥16′和鼓風器17′，以及一個輔助爐或發(fā)熱器22，將由22產(chǎn)生的熱氣體與經(jīng)管道21′返回的窯出口氣體加入窯豎管3中，然后進入GSD。
權(quán)利要求
1.濕法制造原料熟料如水泥熟料的方法，該方法包括在旋轉(zhuǎn)窯設(shè)備中將濕研磨原料預(yù)熱、干燥、煅燒并燒結(jié)成熟料，其特征為它包括如下步驟(a)實質(zhì)上將全部待處理濕研磨原料料漿加入具有垂直軸的氣體懸浮干燥器中；(b)將基本上全部的來自窯的熱窯氣通入氣體懸浮干燥器的底部；(c)在氣體懸浮干燥器的底部或其附近加入一種干燥的脫硫原料混合料如飛灰；(d)使熱窯氣、原料料漿和脫硫干原料混合料形成氣體懸浮體，并使其向上通過氣體懸浮干燥器，從而預(yù)熱和干燥料漿中的原料，使熱窯氣中所含的二氧化硫基本上完全吸收；(e)得到的經(jīng)預(yù)熱干燥的物料氣體懸浮物向上通過氣體懸浮干燥器后流出，在分離器中使已預(yù)熱干燥的物料與懸浮氣體分離；(f)將已預(yù)熱干燥的物料通入旋轉(zhuǎn)窯中，并在窯中煅燒該物料以生成熟料。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征為使部分已預(yù)熱干燥的物料循環(huán)回到氣體懸浮干燥器的底部，使其與料漿和熱窯氣混合，將來自分離器的懸浮氣體通入過濾裝置以從該氣體中除去細顆粒，將去除的細顆粒送入窯和/或氣體懸浮干燥器中。
3.進行權(quán)利要求1和2的方法所用的設(shè)備，它包括一個窯設(shè)備，如旋轉(zhuǎn)窯設(shè)備，其特征為它包括(a)呈細長管形的氣體懸浮干燥器，其底部呈圓錐形，中央有一個氣體進口，該氣體進口通過一個豎管(3)與窯氣出口(2)相連，從而使基本上所有來自窯氣出口的熱窯氣從窯通入該干燥器，并向上通過該干燥器;(b)借助壓縮空氣將濕研磨原料料漿注入氣體懸浮干燥器(4)底部的裝置(6、7、8);(c)將脫硫干原料，如飛灰注入氣體懸浮干燥器(4)底部的裝置(5);(d)安裝在懸浮干燥器(4)后面的分離器(9)，用于將該氣體與處理的物料分離;(e)將來自分離器(9)的已分離物料送到窯原料進口(2)中或氣體懸浮干燥器(4)底部的裝置(15、10、11、14和15、11、12、13)。
4.按權(quán)利要求3的設(shè)備，它還包括從出口氣體中除去細顆粒的過濾裝置(18)，其特征為它包括將來自過濾裝置(18)的顆粒送到窯原料進口(2)和/或氣體懸浮干燥器(4)底部的裝置(20、10、11、14和20、10、11、13)。
5.按權(quán)利要求3和4的設(shè)備，其特征為用于輸送來自分離器(9)和過濾器(18)的分離物料的裝置包括一個溢流室(11)，以用于調(diào)節(jié)加到窯原料進口(2)或氣體懸浮干燥器(4)的物料。
6.按權(quán)利要求3、4和5的設(shè)備，其特征為它還包括輔助加熱裝置(22)，用于將熱氣體供給氣體懸浮干燥器(4)的底部，從而將來自窯氣出口(2)的氣體補充或添加到氣體懸浮干燥器進口，特別是窯起動或窯停產(chǎn)期間。
全文摘要
在濕法制造礦物原料熟料，如水泥熟料的方法和設(shè)備中，為確保來自窯，如按此法操作的旋轉(zhuǎn)窯的窯氣中排出的SO
文檔編號F27B1/00GK1057634SQ91103600
公開日1992年1月8日 申請日期1991年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月15日
發(fā)明者彼得·貝克托?！つ釥柹?申請人:斯米德恩公司