具有单独的携带流式煅烧炉的、用于制造水泥熟料的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造水泥熟料的设备(100、200)，该设备包括至少一个用于由预煅烧的原料粉末(101)烧结水泥熟料的回转炉(113)，至少一个沿气体流动方向连接在回转炉(113)下游的、用于从至少一个回转炉(113)中回收过程热量的热交换器(112)，至少一个用于预煅烧(脱酸)原料粉末(101)的携带流式煅烧炉(102)，至少一个沿材料流动方向连接在回转炉(113)下游的、用于冷却已烧结的水泥熟料的熟料冷却器(105)，其中，设有用于将冷却器废气(104)引导到设备(100、200)中的管路，以用于回收热量。根据本发明专利技术规定，携带流式煅烧炉(102)沿材料流动方向设置在热交换器(112)上游。通过这种设置方案，设备可以高的热过量运行，这种热过量可被分离以用于产生电能。

Equipment for the manufacture of cement clinker with a separate flow calciner

The invention relates to a device (100, 200) for manufacturing cement clinker, comprising at least one rotary furnace (113) for sintering cement clinker by pre-calcined raw material powder (101), at least one downstream of the rotary furnace (113) connected in the direction of gas flow and used for recovering process heat from at least one rotary furnace (113). A heat exchanger (112), at least one portable flow calciner (102) for pre-calcining (deacidification) raw material powder (101), at least one clinker cooler (105) for cooling sintered cement clinker downstream of the rotary furnace (113) along the direction of material flow, in which the exhaust gas (104) of the cooler is directed to the equipment (100). The pipeline in (200) is used to recover heat. According to the provisions of the present invention, the portable flow calciner (102) is arranged upstream of the heat exchanger (112) along the direction of material flow. Through this scheme, the equipment can operate with high heat excess, which can be separated for generating electricity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有单独的携带流式煅烧炉的、用于制造水泥熟料的设备
本专利技术涉及一种用于制造水泥熟料的设备，该设备具有至少一个用于由预煅烧的原料粉末烧结水泥熟料的回转炉，至少一个沿气体流动方向连接在回转炉下游的、用于从至少一个回转炉中回收过程热量的热交换器，至少一个用于预煅烧(脱酸)原料粉末的携带流式煅烧炉，至少一个沿材料流动方向连接在回转炉下游的、用于冷却已烧结的水泥熟料的熟料冷却器，其中，设有用于将冷却器废气引导到设备中的管路，以用于回收热量。
技术介绍
为了从原料粉末(即由含钙的材料和含硅酸盐的脉岩组成的混合物)制造水泥熟料，已知的是，首先将原料粉末输送给煅烧阶段，在该处，首先将原料粉末脱酸。所谓的“脱酸”是，通过在热环境中的处理，将以碳酸钙(CaCO3)形式的含碳酸盐的材料转化成生石灰(CaO)，生石灰基本上由氧化钙(CaO)组成。在这种脱酸中，碳酸钙(CaCO3)在释放二氧化碳(CO2)的情况下转变成氧化钙(CaO)。将脱酸过程与目前接在脱酸之后的、在回转炉中的烧结阶段分离，能够使在所谓的干燥方法中设置更短的用于过程的回转炉，并且能够利用用于吸热脱酸的回转炉的余热。过去已经证实了如此制造水泥熟料的有效性。而为了保持空气清洁的最新要求需要进一步革新制造过程，在其中，在用于制造水泥熟料的设备的废气中产生的更少的有害氮氧化物气体(NOx)、更少的二氧化碳(CO2)引入自然大气中，并且还可提取用于产生电能的热量，尤其为了在地下运行用于贮存二氧化碳(CO2)的压缩机或者用于将二氧化碳(CO2)液化。在已知的用于制造水泥熟料的设备中，已知的是，在这种设备的完全确定的位置上从制造过程中提取余热，例如在这种设备的第三和第五旋流器热交换器之间，并且将产生能量的余热和废气在另一预定的位置上引导回设备中。相对于与设备分离地产生能量，从用于制造水泥熟料的设备中任意提取热量的优点是，将在用于制造水泥熟料的设备中已经存在的、能量转化非常强烈的燃烧用于从低价值的二次燃料中产生热量。然而，能从用于水泥熟料的制造过程中分离的热能的量受制于所选择的方法实施方案的自然限制。要从制造过程中提取的能量必须由设备的载体气体携带或者由作为能量负载的待处理的原材料携带。由于高的能量负载，产生的新问题是，氮氧化物气体(NOx)的控制和制成的水泥熟料的质量。传统的过程控制仅仅允许将典型的最大能量负载作为要制造的水泥熟料的包。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提供一种用于制造水泥熟料的设备，与至今的用于制造水泥熟料的设备相比，本专利技术的设备可提供有利于用于产生电能的余热的、更高的能量平衡，其中，不应降低制成的水泥熟料的质量和废气质量。通过以下方式实现本专利技术提出的目的，即，携带流式煅烧炉沿材料流动方向设置在热交换器上游。在权利要求1的从属权利要求中给出了用于制造水泥熟料的设备的其它有利的设计方案。因此，根据本专利技术规定，相对于已知的用于以干燥方法制造水泥熟料的设备，实质上调换了预煅烧和预加热的顺序。在不提取用于产生电能的热的情况下，这种新的方法实施方案不仅成本非常高，而且还改变了在单个设备部件之间的整体热平衡，直至设备不可用。本专利技术的构思所基于的事实是，利用传统的用于制造水泥熟料的设备的器件产生大量对于制造过程来说多余的热量，使得与在传统的具有热能分离(目前是这种情况)的设备中相比，在电能产生方面的能量平衡明显更强。按照本专利技术的构思规定，将常常在传统的用于制造水泥熟料的设备中存在的、从熟料冷却器中到煅烧炉的中间的直至上部区域中的所谓的三次空气管路省去，以有利于将全部冷却器废气导出到携带流式煅烧炉的底部中。即，规定，通过将熟料冷却器的不同的废气部分相结合，利用熟料冷却器的全部余热进行预煅烧。至今为止，通常力求以尽可能高的温度将熟料冷却器的废气温度引回过程中，以由此实现高的预热利用效率。这通过将从空间上在回转炉的料斗附近提取的冷却器废气分离(分馏)成三次空气并且通过将这种高热量的废气与在空间上与回转炉料斗远离地提取的低热量的废气分离来实现。空间上与回转炉料斗远离地被提取的冷却器废气通常仅仅还能以低的效率利用，因为该废气的温度很难高于300℃，尽管包含在该废气中的能量足够高。按照本专利技术的构思，现在将所有冷却器废气相结合，由此冷却器废气的平均温度低于至今已知的三次空气。随后，将被结合的冷却器废气作为载体空气和热源用于在煅烧炉中预煅烧原料粉末。在此，以冷的方式将原料粉末提供到煅烧炉中。随后离开煅烧炉的废气被冷却，以有利于产生电能。随后，在此一起冷却的原料粉末在与至今为止通常的情况相比更小的热交换器中重新被加热并且以预煅烧的方式提供到回转炉中。通过以热量过量的方式运行设备能实现，在设备的不同位置上通过热交换器提取热能，并且在没有材料流动或气体流动的情况下通过绕行管路在设备中引导。以有利的方式，设置至少一个用于提取用于产生电能的过程热量的热交换器，所述热交换器从以下组中选择：a)用于在用于从至少一个回转炉中回收过程热量的热交换器的出口处提取用于产生电能的过程热量的热交换器，b)用于从携带流式煅烧炉中提取用于产生电能的过程热量的热交换器，c)用于在携带流式煅烧炉的材料流侧的出口处间接地或直接地提取用于产生电能的过程热量的、作为固体冷却器的热交换器，以及d)用于在除尘器(其设置在连接在携带流式煅烧炉下游的涡流室的燃尽区间之后)的气体流侧的出口处提取用于产生电能的过程热量的热交换器。利用热量过量的过程控制允许，在不同的位置上以热过量的方式进行制造过程，其中，通过在这些位置上的提取，持续地重复降低温度，从而不会产生导致过量地产生氮氧化物气体(NOx)或产生不受控的一氧化碳(CO)量的条件。虽然在此提出的设备与至今已知的用于制造水泥熟料的设备不同地运行，仍有利的是，具有以管为形式的燃尽区间的涡流室如以涡流室作为鹅颈式反应器的转折点的鹅颈式反应器那样沿材料流动方向和气体流动方向连接在煅烧炉下游。在燃尽区间中，使得在煅烧炉的炉膛中在氧化的条件下可能仍然产生的部分一氧化碳(CO)燃尽。通过燃烧以及通过冷提供的原料粉末的冷却，在煅烧炉中的温度刚好在约950℃至1050℃的范围中，在进行脱酸的窗口中。在该温度窗中，不形成所谓的热氮气，即，不同的氮氧化物(NOx)混合物，由于大气空气在更高的温度下燃烧，产生该氮氧化物气体。与在传统的用于制造水泥熟料的设备中不同，利用来自熟料冷却器的大气的载体空气供给煅烧炉。在传统的用于制造水泥熟料的设备中，载体空气由回转炉废气、低氧(O2少)的且含氮丰富的气体(NOx)组成。由于这种气体成分，这种传统设备的煅烧炉以还原的方式运行。为了避免在煅烧炉中进行完全脱酸并且由此由于吸热的脱酸引起的原料粉末的恒温作用不中断，通过热交换器从煅烧炉中提取热量。该热量可用于产生蒸汽，其中，蒸汽用作用于产生电能的涡轮气体。在此处提出的设备的、以氧化的方式工作的煅烧炉上，连接有具有以管为形式的燃尽区间的涡流室。涡流室和燃尽区间如鹅颈式反应器那样，构造成利用涡流室作为鹅颈式反应器的转折点。该反应器沿材料流动方向并且也沿气体流动方向连接在煅烧炉下游，在反应器中可燃尽来自煅烧炉的炉膛中的燃料残留物。随后，通过旋流器分离从燃尽区间中离开的预煅烧的原料粉末。煅烧炉的热的废气通过热交换器冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造水泥熟料的设备(100、200)，所述设备包括：‑至少一个用于由预煅烧的原料粉末(101)烧结水泥熟料的回转炉(113)；‑至少一个沿气体流动方向连接在所述回转炉(113)下游的、用于从所述至少一个回转炉(113)中回收过程热量的热交换器(112)；‑至少一个用于预煅烧(脱酸)原料粉末(101)的携带流式煅烧炉(102)；‑至少一个沿材料流动方向连接在所述回转炉(113)下游的、用于冷却已烧结的水泥熟料的熟料冷却器(105)，其中，设有用于将冷却器废气(104)引导到所述设备(100、200)中的管路，以用于回收热量；其特征在于，所述携带流式煅烧炉(102)沿材料流动方向设置在所述热交换器(112)上游。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.26 DE 102016003751.21.一种用于制造水泥熟料的设备(100、200)，所述设备包括：-至少一个用于由预煅烧的原料粉末(101)烧结水泥熟料的回转炉(113)；-至少一个沿气体流动方向连接在所述回转炉(113)下游的、用于从所述至少一个回转炉(113)中回收过程热量的热交换器(112)；-至少一个用于预煅烧(脱酸)原料粉末(101)的携带流式煅烧炉(102)；-至少一个沿材料流动方向连接在所述回转炉(113)下游的、用于冷却已烧结的水泥熟料的熟料冷却器(105)，其中，设有用于将冷却器废气(104)引导到所述设备(100、200)中的管路，以用于回收热量；其特征在于，所述携带流式煅烧炉(102)沿材料流动方向设置在所述热交换器(112)上游。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，从用于将冷却器废气(104)引导到设备中用于回收热量的管路从冷却器引导至携带流式煅烧炉(102)的底部。3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，设有至少一个用于提取用于产生电能的过程热量的热交换器(106、110、110a、119)，所述热交换器从以下组中选出：-用于在用于从所述至少一个回转炉(113)中回收过程热量的热交换器(112)的出口处提取用于产生电能的过程热量的热交换器(119)；-用于从携带流式煅烧炉(102)中提取用于产生电能的过程热量的热交换器(106)；-用于在携带流式煅烧炉(102)的材料流侧的出口处间接地或直接地提取用于产生电能的过程热量的、作为固体冷却器(110a)的热交换器；-用于在除尘器(109)的气体流侧的出口处提取用于产生电能的过程热量的热交...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·许尔曼，F·纳森施泰因，
申请(专利权)人：KHD洪保德韦达克有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE