專利名稱：生產(chǎn)水泥熟料的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)水泥熟料的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)水泥期間，水泥原料通常在預(yù)熱器中預(yù)熱，隨后在煅燒區(qū)進(jìn)一步加熱，并最終在窯中燒制。該過程能源消耗極大，所以常常有人尋求潛在的效率提升和可行的節(jié)能方法。例如，DE 4041251A1提出利用部分的窯廢氣來發(fā)電。EP 0896958 Al提出了類似的方案，根據(jù)該方案，窯系統(tǒng)的30%至40%的水泥燃燒量從旋風(fēng)預(yù)熱器裝置中移除作為廢熱輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在裝置成本和能源效率方面解決了改進(jìn)水泥熟料生產(chǎn)方法和裝置的問題。根據(jù)本發(fā)明，所述問題可通過權(quán)利要求I和10的特征來解決。根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)水泥熟料的方法大體包括以下方法步驟-在預(yù)熱器中預(yù)熱水泥原材料；-在煅燒區(qū)中進(jìn)一步加熱預(yù)熱的材料，同時導(dǎo)入助燃空氣；-在窯中燃燒以該種方式加熱的材料以形成水泥熟料；-其中在窯內(nèi)產(chǎn)生的一部分廢氣用于預(yù)熱所述預(yù)熱器中的水泥原材料，而另一部分則被轉(zhuǎn)移并用于熱交換器中以預(yù)熱用于煅燒區(qū)中的助燃空氣。根據(jù)本發(fā)明，用于實行上述方法的裝置大體包括-用于預(yù)熱水泥原材料的預(yù)熱器；-用于進(jìn)一步加熱預(yù)熱的材料的煅燒區(qū)，其包括用于導(dǎo)入助燃空氣的裝置；-用于燃燒進(jìn)一步加熱的材料以形成水泥熟料的窯；-其中所述窯和所述預(yù)熱器以這樣一種方式連接，以致于在所述窯內(nèi)產(chǎn)生的一部分廢氣流經(jīng)所述預(yù)熱器；-在所述窯和所述預(yù)熱器之間的連接處設(shè)置用于所述窯的一部分廢氣的分支；以及-用于加熱助燃空氣的熱交換器，其與所述分支連接并與所述煅燒區(qū)連接以用于導(dǎo)入加熱的助燃空氣。本發(fā)明基于的原理在于，通過增加固體和氣體的容量流量比以使所述預(yù)熱器可更有效地工作。換句話說，在較高的固體和氣體容量流量比下，每氣體容量比例的熱能可以更好和更容易地轉(zhuǎn)移到固體。使窯廢氣的支流(sub-flow)轉(zhuǎn)移正正可使容量流量比增加，因為固體(水泥原材料)的量沒有改變，但窯廢氣的一部分被轉(zhuǎn)移，因此不能用于預(yù)熱。轉(zhuǎn)移流的熱能用于熱交換器中，以加熱煅燒區(qū)中所需要的助燃空氣，否則就要用一些其它的方式來加熱助燃空氣。這也提供了一個機會，使煅燒區(qū)中的煅燒可在有所提高的溫度下進(jìn)行，以補償預(yù)熱器中的水泥原材料的可能較低的預(yù)熱。因此，輸入由窯廢氣的轉(zhuǎn)移部分產(chǎn)生的減小的能量至預(yù)熱器可部份地由在固體和氣體之間增加的容量流量比和預(yù)熱器效率相關(guān)的提高以及通過在預(yù)熱器預(yù)熱助燃空氣來補償，以這樣一種方式生產(chǎn)水泥熟料的整體能耗可以降低或保持不變，至少不會增加。預(yù)熱器中減少的氣體體積可額外地使預(yù)熱器相應(yīng)地較小并因而使用更符合成本效益的預(yù)熱器級(preheater stages)。本發(fā)明的進(jìn)一步實施例為附屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，窯廢氣的轉(zhuǎn)移部份可進(jìn)給到位于熱交換器上游的分離器。其中分離的灰塵負(fù)荷可特別進(jìn)給到所述窯。
當(dāng)使用替代原料和/或替代/輔助燃料時，較高的含水量可導(dǎo)致相對量較高的窯廢氣，其中預(yù)熱器并非為量較高的窯廢氣而設(shè)計的。使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移流的量，使增加的氣體量通過轉(zhuǎn)移流排出而不會產(chǎn)生問題，以致預(yù)熱器中的氣體容量可保持不變。為了確保水泥原材料有足夠的預(yù)熱，預(yù)熱器中可使用優(yōu)選為75至95%的窯廢氣的體積。此外，待導(dǎo)入預(yù)熱器的窯廢氣和轉(zhuǎn)移部份的溫度至少830° C為有利。窯廢氣的轉(zhuǎn)移部分通過預(yù)熱器并進(jìn)給到熱交換器，或首先進(jìn)給入分離器，尤其是旋風(fēng)式分離器。然而，還可能的是，可在多級旋風(fēng)式預(yù)熱器的最低的旋風(fēng)之后才進(jìn)行廢氣的轉(zhuǎn)移。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和結(jié)構(gòu)將在下文中參照說明書和附圖來進(jìn)行詳述。附圖所示為用于生產(chǎn)水泥熟料的裝置的示意圖。
具體實施例方式該裝置大體包括用于預(yù)熱水泥原材料2的預(yù)熱器1，用于進(jìn)一步加熱預(yù)熱的材料4的煅燒區(qū)3以及用于燃燒進(jìn)一步加熱和預(yù)煅燒的材料6以形成水泥熟料的窯5。冷卻器7通常與所述窯鄰接。所述窯5和所述預(yù)熱器I以這樣一種方式互相連接，以致于在所述窯內(nèi)產(chǎn)生的廢氣8的一部分8a流經(jīng)所述預(yù)熱器。用于所述窯廢氣的一部分Sb的分支9設(shè)置在所述窯5和所述預(yù)熱器I之間的連接處，在此為位于所述煅燒3區(qū)和預(yù)熱器I之間。所述窯廢氣的一部分Sb被進(jìn)給到分離器10，以去除該氣流中的灰塵負(fù)荷11。盡管灰塵負(fù)荷11與預(yù)煅燒材料6 —起導(dǎo)入所述窯5，所述窯廢氣的轉(zhuǎn)移和除塵部分8b則流入所述熱交換器12中以預(yù)熱助燃空氣13。利用傳送助燃空氣13的通過裝置14 (via means)使預(yù)熱的助燃空氣13流入煅燒爐，從而進(jìn)一步加熱和預(yù)煅燒該預(yù)熱材料4，并可選擇地導(dǎo)入額外的燃料15。根據(jù)虛線所示的變型，冷卻器7的廢氣(二次空氣16或三次空氣17)也可部分或完全地用作助燃空氣13。上述的方法特別適用于生產(chǎn)白水泥熟料，因為在該情況下，水用于特別快速的冷卻，因此三次空氣只具有大約320° C的相對較低的溫度。因此，三次空氣在用于煅燒區(qū)3之前就需要預(yù)熱。在無需額外使用能源的情況下，熱交換器12提供了非常有效的目前大約為50%至70%的高效率水平的預(yù)熱。由于預(yù)熱器中的氣體量減少，預(yù)熱材料4可調(diào)整到稍低的溫度，但必要時，可通過相應(yīng)地增加輸入煅燒區(qū)的能量，對此作出補償。此外，在熱交換器中不需要窯氣體的轉(zhuǎn)移部分8b的熱能來預(yù)熱助燃空氣而該熱能可用于裝置的其它部分，諸如原料研磨機，用作發(fā)電等等。已證明當(dāng)生產(chǎn)白水泥熟料時在分支區(qū)域的窯廢氣溫度在850至880° C為有利。在四級預(yù)熱器的情況下，則預(yù)熱器廢氣18的溫度可為，例如350至370° C。在沒有轉(zhuǎn)移分支流的情況下，所述廢氣的溫度可為30至70° C以上。使用至少部分的轉(zhuǎn)移的窯廢氣可更有效地利用能源。此外，可以節(jié)省用于預(yù)熱助 燃空氣的額外能量。因較低氣體流量而使預(yù)熱器的總體尺寸縮小可導(dǎo)致較低的創(chuàng)始費用。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)水泥熟料的方法，其中 a.在預(yù)熱器中預(yù)熱水泥原材料； b.在煅燒區(qū)中進(jìn)一步加熱預(yù)熱的材料，同時導(dǎo)入助燃空氣； c.在窯中燃燒以該種方式加熱的材料以形成水泥熟料； d.其中在窯內(nèi)產(chǎn)生的廢氣的一部分用于預(yù)熱所述預(yù)熱器中的水泥原材料，而另一部分則被轉(zhuǎn)移； 其特征在于至少部分的轉(zhuǎn)移的窯廢氣用于熱交換器中，以預(yù)熱用于所述煅燒區(qū)中的助燃空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述窯廢氣的所述轉(zhuǎn)移部份進(jìn)給到位于所述熱交換器上游的分離器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述窯廢氣的所述轉(zhuǎn)移部份具有灰塵負(fù)荷，所述灰塵負(fù)荷在所述分離器中分離并重新導(dǎo)入所述窯。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項或多項所述的方法，其特征在于在使用替代原料和/或燃料而使氣體量增加的情況下，以這樣一種方式在數(shù)量上調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移流，以致于通過所述預(yù)熱器的氣體容量保持不變。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項或多項所述的方法，其特征在于使用冷卻器的三次空氣和/或環(huán)境空氣作為待預(yù)熱的助燃空氣。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項或多項所述的方法，其特征在于在預(yù)熱器中使用75至95%的窯廢氣量。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項或多項所述的方法，其特征在于因所述窯廢氣的轉(zhuǎn)移部分而導(dǎo)致輸入所述預(yù)熱器的能量的減小部份地由固體和氣體之間的容量流量比和相關(guān)的預(yù)熱器效率的提高以及通過在預(yù)熱器預(yù)熱助燃空氣而以這樣一種方式來補償，以致于生產(chǎn)水泥熟料的整體能耗不會增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于具有至少830°C的溫度的一部分窯廢氣被導(dǎo)入所述預(yù)熱器以及具有至少830° C的溫度的另一部分窯廢氣被轉(zhuǎn)移。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項或多項所述的方法，其特征在于待進(jìn)給到所述預(yù)熱器的部分窯廢氣在煅燒器和所述預(yù)熱器之間被轉(zhuǎn)移。
10.一種通過根據(jù)前述權(quán)利要求的一項或多項所述的方法來生產(chǎn)白水泥的裝置，所述裝置具有 a.用于預(yù)熱水泥原材料的預(yù)熱器； b.用于進(jìn)一步加熱預(yù)熱的材料的煅燒區(qū)，所述煅燒區(qū)包括用于導(dǎo)入助燃空氣的設(shè)備；以及 c.用于燃燒進(jìn)一步加熱的材料以形成水泥熟料的窯； d.其中所述窯和所述預(yù)熱器以這樣一種方式連接，以致于在所述窯內(nèi)產(chǎn)生的一部分廢氣流經(jīng)所述預(yù)熱器； e.在所述窯和所述預(yù)熱器之間的連接處設(shè)置用于一部分的窯廢氣的分支；以及 f.用于加熱助燃空氣的熱交換器，所述熱交換器與所述分支連接并與所述煅燒區(qū)連接以用于導(dǎo)入加熱的助燃空氣。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)水泥熟料的方法大體包括以下方法步驟在預(yù)熱器中預(yù)熱水泥原材料；在煅燒區(qū)中進(jìn)一步加熱預(yù)熱的材料，同時導(dǎo)入助燃空氣；以及在窯中燃燒以該種方式加熱的材料以形成水泥熟料；其中在窯內(nèi)產(chǎn)生的廢氣的一部分用于預(yù)熱所述預(yù)熱器中的水泥原材料，而另一部分則被轉(zhuǎn)移并用于熱交換器中，以預(yù)熱用于煅燒區(qū)中的助燃空氣。
文檔編號C04B7/43GK102656126SQ201080057127
公開日2012年9月5日 申請日期2010年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者D·庫珀 申請人:蒂森克虜伯伯利休斯股份有限公司