專利名稱：用于采用廢棄物材料制備水泥熟料的系統(tǒng)和方法
用于采用廢棄物材料制備水泥熟料的系統(tǒng)和方法背景除了從化石燃料的直接能量生產(chǎn)之外，水泥工業(yè)是世界最大的二氧化碳(溫室氣體)來源之一。該過程中二氧化碳排放一般為每噸水泥一噸。北美的工業(yè)利用與原材料流逆流燃燒的大水泥窯以形成水泥熟料。將水泥熟料研磨以產(chǎn)生磨成粉的水泥。使用多種廢棄物燃料，但是主要燃燒煤以加熱窯。水泥熟料的形成中使用的原材料包括以可控比例來自多種進(jìn)料的石灰石、氧化鋁和二氧化硅。所得到的產(chǎn)物是鈣鋁硅酸鹽。石灰石自身的煅燒由碳酸鹽至氧化物的分解帶來大量的二氧化碳。水泥生產(chǎn)過程中低或更低二氧化碳排放的產(chǎn)生是適宜的。所謂的“綠色水泥”可以采用改變的化學(xué)或減少的燃料消耗的形式。新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)一般歸因于制造設(shè)備上的投資而由工業(yè)所限制。附圖簡(jiǎn)述由以下的描述和后附權(quán)利要求，并結(jié)合附圖，本公開內(nèi)容的以上和其他特征將變得更加充分顯而易見。應(yīng)明白這些附圖僅描繪根據(jù)本公開內(nèi)容的數(shù)個(gè)實(shí)例，并且因此不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)其范圍的限制，本公開內(nèi)容將通過使用附圖而得以更加具體且詳細(xì)地描述，其中:在附圖中:

圖1是用于制備水泥熟料的實(shí)例系統(tǒng)的示意圖；圖2是用于將加熱的添加物提供至窯用于施加至水泥熟料的實(shí)例設(shè)備的示意圖；和圖3是用于制備水泥熟料的實(shí)例系統(tǒng)的流程圖；所有項(xiàng)目根據(jù)本公開內(nèi)容的至少一些實(shí)例進(jìn)行安排。概述一般地描述了包括方法、裝置和/或設(shè)備的技術(shù)。一些實(shí)例方法可以包括將原材料進(jìn)料至窯中，由原材料在窯中形成水泥熟料，加熱廢棄物添加劑，并且將加熱的廢棄物添加劑施加至窯中的水泥熟料。一些實(shí)例裝置可以包括噴射器和噴槍。噴射器構(gòu)造為接收廢棄物添加劑，并且還構(gòu)造為接收其中由空氣攜帶的廢棄物添加劑的傳輸空氣。噴槍連接至噴射器并且構(gòu)造為接收由空氣攜帶的廢棄物添加劑。噴槍還構(gòu)造為接收載氣以與廢棄物添加劑反應(yīng)并加熱所述廢棄物添加劑，并且構(gòu)造為將加熱的廢棄物添加劑施加至水泥熟料。一些實(shí)例設(shè)備包括窯和裝置。水泥熟料在窯中形成并且所述裝置構(gòu)造為具有位于窯內(nèi)的開口并且將加熱的廢棄物添加劑提供至窯，用于應(yīng)用至水泥熟料。迸述以下詳述參考形成其一部分的附圖。在附圖中，除非上下文另外指出，相似的符號(hào)典型地表示相似的組件。詳述、附圖和權(quán)利要求中描述的示例實(shí)例不意味著限定?？梢圆捎闷渌麑?shí)例，并且可以進(jìn)行其他變化，而不脫離這里給出的主題的精神或范圍。將容易地明白的是，可以將如本文通常描述的，以及附圖中示例的本公開內(nèi)容的各方面排列、代替、組合、分離，并且設(shè)計(jì)在寬范圍的多種不同的構(gòu)造中，其全部被暗含地在本文預(yù)期。本公開內(nèi)容關(guān)于一般地涉及制備水泥熟料的方法、系統(tǒng)、裝置，和/或設(shè)備等給出。該技術(shù)一般地描述為制備水泥熟料，包括在岳中形成水泥熟料、加熱廢棄物添加劑，并且將加熱的廢棄物添加劑施加至窯中的水泥熟料。此外，一般地描述包括用于制備水泥熟料的設(shè)備的實(shí)例，其包括其中形成水泥熟料的窯和具有位于窯內(nèi)的開口的裝置，所述具有位于窯內(nèi)的開口的裝置將加熱的廢棄物添加劑提供至窯用于應(yīng)用至水泥熟料。用于將廢棄物添加劑施加至水泥熟料的實(shí)例裝置包括噴射器，所述噴射器構(gòu)造為接收廢棄物添加劑和其中由空氣攜帶有所述廢棄物添加劑的傳輸空氣，并且包括噴槍，所述噴槍連接至噴射器并構(gòu)造為接收由空氣攜帶的廢棄物添加劑并接收與廢棄物添加劑反應(yīng)的載氣，并且加熱所述廢棄物添加劑用于應(yīng)用至水泥熟料。圖1是用于制備水泥熟料的實(shí)例系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括其中可以形成水泥熟料的水泥窯102。水泥窯102在圖1作為回轉(zhuǎn)窯示出，但同樣可以使用其他類型的窯，例如，立軸窯，具有用于進(jìn)料處理的干燥或加濕過程設(shè)計(jì)的窯，以及具有預(yù)加熱器(例如，用于較短的窯長(zhǎng)度的多預(yù)加熱器旋風(fēng)器)的窯，以及現(xiàn)在已知或之后開發(fā)的其他窯。該系統(tǒng)還包括裝置104，其用于提供加熱的廢棄物添加劑用于施加至在窯102中形成的水泥熟料。在圖1中所示的實(shí)例中，裝置104具有帶有延伸至窯102中的部分的伸長(zhǎng)構(gòu)造。可以將具有裝置104的伸長(zhǎng)構(gòu)造的裝置104 —般地稱為“噴槍”。然而，同樣可以使用用于裝置104的其他構(gòu)造?？刹僮鬟B接至裝置104的是從鼓風(fēng)機(jī)108接收傳輸空氣和來自一個(gè)或多個(gè)廢棄物添加劑源110的廢棄物添加劑的噴射器106。圖1示出了兩個(gè)廢棄物添加劑源110，但同樣可以使用更少或更多的廢棄物添加劑源。裝置104進(jìn)一步可操作連接以從鼓風(fēng)機(jī)112接收載氣。載氣的實(shí)例是空氣。同樣可以使用其他類型的載氣。除了載氣之外或?qū)τ谳d氣備選地可以將來自任選的氧源114的氧提供至裝置104。在操作中，水泥熟料在窯102中由進(jìn)料至窯102的第一端120的原材料形成。原材料的實(shí)例包括石灰石、粘土、 水泥巖、頁巖、砂和含有鈣、硅和鋁的其他材料。因?yàn)楦G102旋轉(zhuǎn)，并且歸因于窯102的向下傾斜，原材料從第一端120移動(dòng)至具有將熱提供至窯102的主燃燒器的第二端122。在移動(dòng)通過窯102的過程中，原材料歸因于沿窯102的長(zhǎng)度增加的溫度而反應(yīng)。在第二端122附近，將原材料燒結(jié)以形成水泥熟料，其由窯102的第二端122處的開口落出用于冷卻。然而，在離開窯102之前，將加熱的廢棄物添加劑通過裝置104施加至水泥熟料。如下面將更詳細(xì)地描述的，將加熱的廢棄物添加劑焙燒至水泥熟料的床上。如下面將更詳細(xì)地描述的，由裝置104加熱并施加的廢棄物添加劑可以是否則需要丟棄和/或產(chǎn)生環(huán)境危害的廢棄物材料。在裝置104中與空氣/氧一起含有燃料值如碳的廢棄物材料，以增加傳統(tǒng)的窯生產(chǎn)。以一定的氧的比例采用組成材料中的熱值實(shí)現(xiàn)在窯102中產(chǎn)物至水泥熟料的熔合。實(shí)例材料如含有碳的飛灰和來自煅燒操作的其他的廢棄物石灰或白云石細(xì)粉在窯102中熔合至熟料。將廢棄物材料如在氨或碳上過高而不能出售的燃煤電廠飛灰與預(yù)煅燒石灰或白云石細(xì)粉或廢棄物水泥窯粉塵一起焙燒或不與預(yù)煅燒石灰或白云石細(xì)粉或廢棄物水泥窯粉塵一起焙燒?？梢圆捎眠@些類型的廢棄物材料并且通常它們具有附屬于它們的丟棄的信用(credits)。此外，反應(yīng)中釋放的熱可以減少用于水泥熟料制備過程所需的全部燃料。廢棄物材料可以一般地落入具有合理的親和熔點(diǎn)并且與I至2.5的[Si02+A1203]/Ca0的組成相對(duì)應(yīng)的假硅灰石-鈣鋁黃長(zhǎng)石-鈣長(zhǎng)石領(lǐng)域。加入至現(xiàn)有水泥窯運(yùn)行的廢棄物材料的比例可以依賴于所需產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)而或小或大地貢獻(xiàn)。典型地產(chǎn)生玻璃型產(chǎn)物，不同于更多晶體形式的水泥熟料。反應(yīng)的熱足以產(chǎn)生所需的熔融產(chǎn)物，將其在窯102的排出區(qū)附近在水泥熟料上焙燒。圖2是根據(jù)用于將加熱的廢棄物添加劑提供至窯用于施加至水泥熟料的實(shí)例的裝置200的示意圖。裝置200可以用于圖1中所示的實(shí)例系統(tǒng)中的裝置104。裝置200包括可操作連接至噴射器204的廢棄物添加劑提供導(dǎo)管202。噴射器204接收傳輸空氣和廢棄物添加劑，例如，廢棄物材料，并且將由空氣攜帶的廢棄物添加劑提供至廢棄物添加劑提供導(dǎo)管202。由空氣攜帶的廢棄物添加劑可以以致密相流的形式提供。廢棄物添加劑提供導(dǎo)管202將廢棄物添加劑引導(dǎo)至裝置200的開口 205，將廢棄物添加劑從其注入至窯中。在一些實(shí)例中，廢棄物添加劑提供導(dǎo)管202包括可替換的套筒(未顯示)以提供磨損保護(hù)，例如，廢棄物添加劑提供導(dǎo)管202內(nèi)的硬和/或陶瓷套筒。裝置200還包括氣體提供導(dǎo)管206，其通過入口 208接收載氣并且將載氣引導(dǎo)至開口 205以與從廢棄物添加劑提供導(dǎo)管202離開的廢棄物添加劑反應(yīng)，并加熱廢棄物添加劑，用于施加至水泥熟料。加熱的廢棄物添加劑在水泥熟料上可以形成玻璃態(tài)非晶結(jié)構(gòu)。例如，由氣體提供導(dǎo)管206引導(dǎo)在開口 205的載氣使得由廢棄物添加劑提供導(dǎo)管202離開的吹出的廢棄物添加劑燃燒。可以將通過燃燒反應(yīng)加熱的廢棄物添加劑施加至水泥熟料。提供非限制性實(shí)例以示例產(chǎn)生玻璃態(tài)產(chǎn)物的反應(yīng)。對(duì)于一噸的飛灰，包括:8.57 摩爾 Si02(s)2.207 摩爾 A1203(s)1.070 摩爾的 CaO(s)16.651摩爾的未燃燒的C
在1500°C以10.967摩爾的CaO (S)(排出的石灰細(xì)粉)，8.269摩爾的所產(chǎn)生的氧和45.835摩爾的空氣進(jìn)行反應(yīng)。產(chǎn)物是具有8.571摩爾的Si02 (I)，2.207摩爾的A1203 (I)和12.037摩爾的CaO(I)的在假硅灰石-鈣長(zhǎng)石區(qū)域具有 1400°C的液相線的玻璃態(tài)爐渣。燃燒的產(chǎn)物含有16.651摩爾的二氧化碳，加上氮和一些過量的氧。這里(s)和(I)分別表示固態(tài)和液態(tài)。載氣的實(shí)例可以是氧,或者另一個(gè)實(shí)例是空氣和氧的混合物。然而，因?yàn)閺U棄物添加劑的熱含量可能不需要氧。在采用空氣和氧兩者作為載氣的情況下，當(dāng)提供至裝置200時(shí)可以將空氣和氧預(yù)先混合。在另一個(gè)實(shí)例中，裝置200包括另外的導(dǎo)管(未顯示)以運(yùn)載與由氣體提供導(dǎo)管206提供的載氣不同的載氣。以這種方式，當(dāng)在開口 205離開相應(yīng)的導(dǎo)管時(shí)可以將不同的氣體混合以便提供不同氣體的尖端混合。裝置200還包括冷卻導(dǎo)管210。冷卻導(dǎo)管210對(duì)裝置200提供冷卻，或?qū)⒀b置200絕緣。冷卻導(dǎo)管210在圖2中給出為環(huán)繞廢棄物添加劑和氣體提供導(dǎo)管202、206。同樣可以使用用于冷卻導(dǎo)管210的其他構(gòu)造。冷卻導(dǎo)管210在圖2中給出，還連接為通過入口 212接收水并且通過出口 214排出水。作為結(jié)果，可以將水在圖2中所示構(gòu)造中的冷卻導(dǎo)管210中循環(huán)，以提供裝置200的冷卻。也可以使用除水之外的流體。在其他實(shí)例中，在冷卻導(dǎo)管210中不使用流體。
圖3是用于制備水泥熟料的流程圖。在步驟302，在窯中形成水泥熟料。用于形成水泥熟料的窯的實(shí)例是回轉(zhuǎn)窯。將廢棄物添加劑在步驟304加熱，并且將加熱的廢棄物添加劑在步驟306施加至窯中的水泥熟料?？梢杂米鲝U棄物添加劑的廢棄物材料的實(shí)例包括飛灰、預(yù)煅燒石灰、白云石細(xì)粉、水泥窯粉塵、廢煤細(xì)粉、沸石細(xì)粉，或它們的組合。廢棄物材料將否則需要丟棄并且可能存在環(huán)境危害。在一些實(shí)例中，通過燃燒廢棄物添加劑將廢棄物添加劑加熱?？梢詫⒀跫尤胫猎撨^程以促進(jìn)燃燒。在考慮到在反應(yīng)中產(chǎn)生的一些二氧化碳和氧之后，其中的C02平衡在對(duì)于所產(chǎn)生的每噸附加的水泥熟料產(chǎn)生的總二氧化碳上可能存在凈降低。例如，每噸另外的熟料水泥可以由該工藝節(jié)約0.9噸的二氧化碳。以下是描述該工藝的多種假定益處，并且不意圖限制本發(fā)明的范圍?？紤]生產(chǎn)每年兩百萬噸水泥的水泥廠具有本地可得的每年200，000噸的不符合規(guī)格的電廠飛灰。飛灰具有約20%殘留碳并且典型地對(duì)于電廠以一定成本廢棄。假定大約0.71噸的飛灰與0.43噸的含有細(xì)粉的廢棄物預(yù)煅燒石灰的比率可以加入至10噸的水泥熟料產(chǎn)物。采用31.395MJ/kg的飛灰中含有的碳的發(fā)熱值，將飛灰連同相對(duì)于每噸的另外的水泥熟料為1.3噸的空氣和0.19噸的氧加入焙燒至熔合點(diǎn)(大約1500°C )。碳信用以$15/t計(jì)算。信用可以在約$10/t的飛灰上獲得。所產(chǎn)生的附加的水泥(超過年產(chǎn)量，10% )給出$80/t的水泥價(jià)格，并且燃料消耗上的減少為0.4GJ/t的熟料。操作成本假設(shè)為:對(duì)于所輸送的石灰細(xì)粉$60/t(實(shí)例，因?yàn)樗梢允切庞?，對(duì)于灰傳輸、附加的勞動(dòng)力、氧、壓縮功率、維持和折舊為$10/t。更一般地，以之前的非限制性假想實(shí)例中，年度凈收益(ANR)可以由以下得出:ANR = [15χ(Τ_2.498xC)] + (FAxlO) + (Tx80) + (Cx31.395x4)-(Τχ61.056)其中T是總附加熟料，T = (FA-C+L)，F(xiàn)A是飛灰，C是FA中的碳，并且L是石灰添加或CKD，并且[15x(T-2.498xC)]表示來自使用飛灰的碳信用($15/噸)，
`
(FAxlO)表示用于飛灰的使用的信用($10/噸)，(Τχ80)表示來自得自廢棄物材料的增加的水泥生產(chǎn)($80/噸)的收入增益，(Cx31.395x4)表示歸因于飛灰中的碳的燃料值的燃料成本上的減少，并且(Tx61.056)表示用于使用廢棄物材料的年運(yùn)行成本。因此可以計(jì)算以下經(jīng)濟(jì)效益:碳信用@$15/ 噸 129，372tpa 的 C02 當(dāng)量:$1，940，580灰年度信用:$1，413，420來自增加的水泥生產(chǎn)的收入增益:$16，000, 000燃料成本上的減少:$3，549，946營(yíng)業(yè)總收入上的全部增加:$22，903, 946年運(yùn)行成本:$12，211，266年凈收入(ANR):$10, 692, 679總而言之，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案制備水泥熟料可以帶來每噸的水泥熟料C02排放的減少，并且可以提供增加從存在高碳飛灰、廢煤細(xì)粉、水泥窯粉塵、沸石細(xì)粉或其他廢棄物材料的本地來源的水泥窯的生產(chǎn)的方式。二氧化硅、氧化鋁和氧化鈣組分貢獻(xiàn)于水泥熟料生產(chǎn)并且可以回收能量并且每噸所生產(chǎn)的水泥熟料的燃料需求降低。
本公開內(nèi)容不限制于本申請(qǐng)中描述的特定實(shí)施例的各方面，其意圖作為多個(gè)方面的示例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的，可以進(jìn)行多種修改和實(shí)例而不脫離其精神和范圍。除本文列舉的那些之外，本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的功能等價(jià)方法和設(shè)備從以上說明將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯見的。這種修改和實(shí)例意圖落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本公開內(nèi)容僅由所附權(quán)利要求的各方面，連同這些權(quán)利要求給出的全部等價(jià)范圍限定。應(yīng)該明白的是該公開內(nèi)容不限定于特定的方法、試劑、化合物組合物或生物學(xué)系統(tǒng)，其當(dāng)然可以變化。還應(yīng)該明白的是使用本文的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)例的目的，并且不傾向于是限定性的。關(guān)于本文所公開的基本上任何復(fù)數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以適合于上下文和/或應(yīng)用由復(fù)數(shù)變換至單數(shù)和/或由單數(shù)變換至復(fù)數(shù)。本文為了清楚起見在本文可能清楚地給出多種單數(shù)/復(fù)數(shù)變換。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，通常，本文中并且尤其是所附權(quán)利要求中(例如，所附權(quán)利要求的主體)使用的術(shù)語，一般意欲作為“開放性”術(shù)語(例如，應(yīng)該將術(shù)語“包括(including) ”解釋為“包括但不限于”，應(yīng)該將術(shù)語“具有”解釋為“至少具有”，應(yīng)該將術(shù)語“包括(includes) ”解釋為“包括但不僅限于”等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，如果意欲引入特定數(shù)量的權(quán)利要求列舉項(xiàng)，這樣的意圖將在權(quán)利要求中明確地列舉，并且在不存在這種列舉項(xiàng)的情況下，不存在這樣的意圖。例如，為了有助于理解，以下所附權(quán)利要求可以包含引導(dǎo)性的短語“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”的使用以引入權(quán)利要求列舉項(xiàng)。然而，即使當(dāng)同一個(gè)權(quán)利要求包含引導(dǎo)短語“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”和不定冠詞例如“一個(gè)”或“一種”時(shí)，也不應(yīng)將這種短語的使用解釋為暗示通過不定冠詞“一個(gè)”或“一種”引入的權(quán)利要求列舉項(xiàng)將任何包含這樣引入的權(quán)利要求列舉項(xiàng)的特定權(quán)利要求限定為僅包含一個(gè)這種列舉項(xiàng)的實(shí)例(例如，應(yīng)將“一個(gè)”和/或“一種”解釋為意指“至少一個(gè)”或“一種或多種”)；這對(duì)于用以引入權(quán)利要求列舉項(xiàng)的定冠詞的使用也同樣適用。此外，即使明確地?cái)⑹鎏囟〝?shù)量的所引入的權(quán)利要求列舉項(xiàng)，本領(lǐng)域技術(shù)人員也將理解應(yīng)將這種列舉項(xiàng)解釋為意指至少所敘述的數(shù)目(例如，不帶有其他修飾的裸列舉項(xiàng)“兩個(gè)列舉 項(xiàng)”意指至少兩個(gè)列舉項(xiàng)，或者兩個(gè)以上列舉項(xiàng))。此外，在使用類似于“A、B和C等中的至少一個(gè)”的慣例的那些情況下，通常這種表述意味著本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的慣例(例如，“具有A、B和C中的至少一個(gè)的體系”將包括但不限于具有單獨(dú)的A、單獨(dú)的B、單獨(dú)的C、A和B —起、A和C 一起、B和C 一起、和/或A、B和C 一起等的體系)。在使用類似于“A、B或C等中的至少一個(gè)”的慣例的那些情況下，通常這種表述意味著本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的慣例(例如，“具有A、B或C中的至少一個(gè)的體系”將包括但不限于具有單獨(dú)的A、單獨(dú)的B、單獨(dú)的C、A和B —起、A和C 一起、B和C 一起、和/或A、B和C 一起等的體系)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步理解實(shí)際上任何表現(xiàn)兩個(gè)或更多個(gè)可替換術(shù)語的分離性單詞和/或短語，不論在說明書、權(quán)利要求書還是附圖中，都應(yīng)當(dāng)被理解為意圖包括術(shù)語的一個(gè)、術(shù)語的任何一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)術(shù)語的可能性。例如，應(yīng)將短語“A或B”理解為包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。此外，在公開內(nèi)容的特征或方面以馬庫(kù)什組的方式描述的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白該公開從而也以任何單獨(dú)的成員或馬庫(kù)什組的成員的小組的方式描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣明白的是，用于任何和所有目的，如在提供書寫描述的方面，本文公開的所有范圍也包括任何和所有可能的子范圍和其中子范圍的組合。任意列出的范圍可以容易地被認(rèn)為是足以描述并能夠給出分開為至少兩等份、三等份、四等份、五等份、十等份等的相同范圍。作為非限制性實(shí)例，本文公開的每個(gè)范圍可以容易地分開為下面的三分之一、中間的三分之一和上面的三分之一。如本領(lǐng)域技術(shù)人員也將明白的是，所有語言如“高達(dá)”、“至少” “多于” “少于”等包括所敘述的數(shù)目并且是指可以隨后分開為如上所述的子范圍的范圍。最終，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，范圍包括每個(gè)單獨(dú)的成員。因此，例如，具有1-3個(gè)項(xiàng)目的組是指具有1、2或3個(gè)項(xiàng)目的組。類似地，具有1-5個(gè)項(xiàng)目的組是指具有1、2、3、4或5個(gè)項(xiàng)目的組，以及以此類推。本文所描述的主題有時(shí)描述其中所包含的不同組成部分，或與其相關(guān)的不同的其他組成部分。應(yīng)明白這種描述體系結(jié)構(gòu)僅是實(shí)例，并且實(shí)際上可以實(shí)施獲得相同功能的很多其他體系結(jié)構(gòu)。在概念意義上，獲得相同的功能的組成部分的任何安排被有效地“結(jié)合”以使得獲得所需功能。因此，在本文中結(jié)合以獲得特定功能的任意兩個(gè)組成部分可以被視為彼此“結(jié)合”以使得獲得所需功能，而與體系結(jié)構(gòu)或中間組成部分無關(guān)。同樣，如此結(jié)合的任何兩個(gè)組成部分也可以被視作彼此“可操作連接(operably connected) ”，或“可操作地連接(operably coupled) ”,以獲得所需的功能,并且能夠如此結(jié)合的任意兩個(gè)組成部分也可以被視為彼此“可以可操作連接”，以獲得所需的功能?？梢钥刹僮鬟B接的具體實(shí)例包括但是不限于物理匹配的和/或物理相互作用的部件和/或可無線相互作用和/或無線相互作用的部件和/或邏輯相互作用的和/或可邏輯相互作用的部件。雖然本文已經(jīng)公開了多個(gè)方面和實(shí)例，但是其它方面和實(shí)例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。 本文公開的多個(gè)方面和實(shí)例用于說明的目的并且不意欲限制，并通過后附的權(quán)利要求表明真實(shí)的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種用于制備水泥熟料的方法，所述方法包括: 將原材料進(jìn)料至窯中； 在所述岳中由所述原材料形成水泥熟料； 加熱廢棄物添加劑；和 將所述加熱的廢棄物添加劑施加至所述窯中的所述水泥熟料。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱所述廢棄物添加劑包括燃燒所述廢棄物添加劑。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱所述廢棄物添加劑包括在所述廢棄物添加劑的所述加熱的過程中加入氧。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱所述廢棄物添加劑包括將氣流中的所述廢棄物添加劑傳輸至所述窯的加熱端中。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱所述廢棄物添加劑包括放熱反應(yīng)，并且權(quán)利要求1所述的方法還包括從所述放熱反應(yīng)回收廢棄物熱并且使用所述熱用于補(bǔ)充所述窯的加熱。
6.權(quán)利要求4所述的方法，其中傳輸氣流中的所述廢棄物添加劑包括傳輸空氣中的所述廢棄物添加劑。
7.權(quán)利要求4所述的方法，其中傳輸氣流中的所述廢棄物添加劑包括傳輸致密相流中的所述廢棄物添加劑。
8.權(quán)利要求1所述的方 法，其中加熱所述廢棄物添加劑包括加熱包含以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)的廢棄物添加劑:飛灰、預(yù)煅燒石灰、白云石細(xì)粉、水泥窯粉塵、廢煤細(xì)粉、沸石細(xì)粉，或它們的組合。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱所述廢棄物添加劑包括與在所述窯中由所述原材料形成水泥熟料比較，每單位重量的施加至所述水泥熟料的廢棄物添加劑釋放較少的二氧化碳，從而減少生產(chǎn)每單位重量的水泥熟料的二氧化碳排放。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述加熱的廢棄物添加劑施加至所述窯中的所述水泥熟料包括將所述加熱的廢棄物添加劑施加至所述水泥熟料以在所述水泥熟料上形成玻璃態(tài)非晶結(jié)構(gòu)。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述窯中形成水泥熟料包括在所述窯中的所述水泥熟料上焙燒熔融的廢棄物添加劑。
12.權(quán)利要求1所述的方法，其中在窯中形成水泥熟料包括在回轉(zhuǎn)窯中形成水泥熟料。
13.一種用于制備水泥熟料的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 窯，其中形成水泥熟料；和 裝置，所述裝置構(gòu)造為具有位于所述窯內(nèi)的開口并且將加熱的廢棄物添加劑提供至所述窯用于施加至所述水泥熟料。
14.權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述構(gòu)造為具有位于所述窯內(nèi)的開口的裝置包括噴槍，所述噴槍延伸至所述窯中并構(gòu)造為將所述加熱的廢棄物添加劑焙燒至所述水泥熟料上。
15.權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述構(gòu)造為具有位于所述窯內(nèi)的開口的裝置包括: 廢棄物添加劑提供導(dǎo)管，所述廢棄物添加劑提供導(dǎo)管構(gòu)造為提供在傳輸氣體中由空氣攜帶的廢棄物添加劑并且加熱所述由空氣攜帶的廢棄物添加劑用于施加至所述水泥熟料；和冷卻導(dǎo)管，所述冷卻導(dǎo)管覆蓋所述廢棄物添加劑提供導(dǎo)管的至少一部分并且構(gòu)造為冷卻所述廢棄物添加劑提供導(dǎo)管的至少一部分。
16.權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述構(gòu)造為具有位于所述窯內(nèi)的開口的裝置還包括氣體提供導(dǎo)管，所述氣體提供導(dǎo)管構(gòu)造為在所述廢棄物添加劑提供導(dǎo)管的開口附近提供氣體。
17.權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述氣體提供導(dǎo)管包括構(gòu)造為在所述廢棄物添加劑提供導(dǎo)管的所述開口附近至少提供氧的氣體提供導(dǎo)管。
18.權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述氣體提供導(dǎo)管還包括空氣提供導(dǎo)管，所述空氣提供導(dǎo)管構(gòu)造為在所述廢棄物添加劑提供導(dǎo)管的所述開口附近提供空氣。
19.權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述氣體提供導(dǎo)管構(gòu)造為提供氣體以燃燒所述傳輸氣體中攜帶的所述廢棄物添加劑。
20.權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述窯包括回轉(zhuǎn)水泥窯。
21.權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述構(gòu)造為具有位于所述窯內(nèi)的開口的裝置包括具有位于所述回轉(zhuǎn)水泥窯的加熱端處的開口的裝置。
22.權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述構(gòu)造為具有位于所述窯內(nèi)的開口的裝置構(gòu)造為施加所述加熱的廢棄物添加劑以在所述水泥熟料上形成玻璃態(tài)非晶結(jié)構(gòu)。
23.權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述構(gòu)造為具有位于所述窯內(nèi)的開口的裝置包括構(gòu)造為提供空氣攜帶的廢棄物添加劑和載氣的多個(gè)導(dǎo)管，以在所述窯中燃燒所述廢棄物添加劑。
24.權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述構(gòu)造為具有位于所述窯內(nèi)的開口的裝置包括至少一個(gè)環(huán)形導(dǎo)管。
25.一種用于將廢棄物添加劑施加至水泥熟料的裝置，所述裝置包括: 噴射器，所述噴射器構(gòu)造為接收廢棄物添加劑并且另外構(gòu)造為接收其中由空氣攜帶所述廢棄物添加劑的傳輸空氣；和 噴槍，所述噴槍連接至所述噴射器并且構(gòu)造為接收所述由空氣攜帶的廢棄物添加劑并構(gòu)造為接收載氣以與所述廢棄物添加劑反應(yīng)并加熱所述廢棄物添加劑，所述噴槍還構(gòu)造為將所述加熱的廢棄物添加劑施加至所述水泥熟料。
26.權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述噴槍包括構(gòu)造為接收所述載氣以燃燒所述廢棄物添加劑的噴槍。
27.權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述噴槍構(gòu)造為至少接收氧。
28.權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述噴槍包括: 第一導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管連接至所述噴射器以接收所述由空氣攜帶的廢棄物添加劑并且具有開口，所述廢棄物添加劑從所述開口排出； 第二導(dǎo)管，所述第二導(dǎo)管構(gòu)造為接收所述載氣并在所述第一導(dǎo)管的所述開口附近提供所述載氣以與所述廢棄物添加劑反應(yīng)；和 第三導(dǎo)管，所述第三導(dǎo)管構(gòu)造為隔離所述第一導(dǎo)管的至少一部分。
29.權(quán)利要求28所述的裝置，其中所述第三導(dǎo)管構(gòu)造用于循環(huán)水。
30.權(quán)利要求28所述的裝置，其中所述第一導(dǎo)管包括陶瓷套筒。
全文摘要
本發(fā)明一般地描述制備水泥熟料，包括在窯中形成水泥熟料，加熱廢棄物添加劑，并且將所述加熱的廢棄物添加劑施加至所述窯中的所述水泥熟料。此外，一般地描述了包括用于制備水泥熟料的設(shè)備的實(shí)例，包括其中形成水泥熟料的窯和具有位于所述窯內(nèi)的開口的裝置，所述裝置將加熱的廢棄物添加劑提供至所述窯用于施加至所述水泥熟料。用于將廢棄物添加劑施加至水泥熟料的實(shí)例裝置包括構(gòu)造為接收廢棄物添加劑和其中由空氣攜帶所述廢棄物添加劑的傳輸空氣的噴射器，并且包括噴槍，所述噴槍連接至所述噴射器并構(gòu)造為接收所述由空氣攜帶的廢棄物添加劑并接收與所述廢棄物添加劑反應(yīng)的載氣并加熱所述廢棄物添加劑用于施加至所述水泥熟料。
文檔編號(hào)F27B7/20GK103153905SQ201080069433
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者約翰·格雷厄姆·惠洛克 申請(qǐng)人:英派爾科技開發(fā)有限公司