[发明专利]煅烧矿基材料的方法

说明书

本发明关于煅烧矿基材料的方法，在该方法中：

-材料通过一初步煅烧装置，该装置装有供给至少一种燃料的至少一个燃料喷射器，从而在燃料喷射器的出口形成燃料喷射区，并由来自转炉的燃烧产品提供氧化剂，转炉位于初步煅烧装置的材料流动方向的下游；然后

-至少部分煅烧材料通过在其下游端装有主燃烧装置的转炉。

制造水泥具有制造一个被称之为熟料的产品的中间阶段。熟料是通过煅烧矿基材料、特别是石灰石和粘土而得出的产品。粉状的材料可以干式(干式加工)或以水基浆式(或浆式)(湿加工)供给转炉。为了得到所要求的各种无机材料的比份、尤其是碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铁或碳酸镁的合适比份通常要仔细控制熟料的成分。放入炉中的制造熟料的原材料首先要进行干燥并加热，接着进行煅烧，使各种材料中的碳酸盐通过除去二氧化碳而转换成这些材料的氧化物，在温度仍然很高时，所得到的材料相互进行化学反应，基本产生硅酸钙和铝酸钙。该最后的方法也称作为煅烧法，它是在转炉的热区进行的。然后将生产出的熟料冷却和研磨，再与添加成分混合，制成如卜特兰水泥那样的水泥。

过去制造熟料的方法是在转炉中进行的，通常转炉直径为3～5米、长度为60～200米。通过在转炉加工之前在一个步骤中脱碳或煅烧各种组成的粗石粉，已对上述方法进行了一些改进，允许使用较短和热效率更高的转炉。象这样的加工步骤可在预热塔(或悬架式预热器)中、在LEPOL格栅或在快速煅烧装置中进行。

在进入转炉前粗石粉的脱碳范围在悬架式预热器LEPOL格栅的情况下通常为10～45％，在快速煅烧装置的情况下为90～95％。在高吸热脱碳阶段所需要的能量是通过将燃料小块引入煅烧区而提供的。

因此制造熟料的方法是在含有下列装置的设备中进行的，它们依次是：

-一个初步煅烧的装置，材料引入该装置，在其中如果必要的话进行干燥，然后加热并对一些材料进行煅烧，和

-一个倾斜的转炉，部分煅烧后的材料引入该炉，在其中完成煅烧，接着进行熟化反应。

除上述装置以外的各类初步煅烧装置可以是煅烧腔或称之为出气烟道的装置。

在下列叙述中，“上游”和“下游”应理解为相对于材料在设备中流动的方向而言的。

一个或多个燃烧器安置在转炉的下游端，为该炉子的工作提供所需要的热量。转炉下游的燃料器产生的烟气在设备中逆材料的流动方向流动，为初步煅烧装置的操作提供一些需要的热量。一个或多个燃烧器为该初步煅烧装置提供附加的能量。

通常的研究工作是关于限制制造熟料的成本和改进制造熟料所用的方法。

因此，文献US-5572938和US-5580237关于转炉下游的燃烧器，它们建议将这些燃烧器的喷射器修改成能引入喷射氧气的喷管。在这些文献中描述的技术方案能用高质量的燃料来改进生产效率和／或降低污染物的产生。

然而，这些技术方案仍导致相当大量的污染物排出。

一些研究工作还关于使用低质量的燃料为熟料制造设备的操作提供所需要的能量。

低质量燃料应理解为其净热值(NCV)低于15MJ／Kg的或水的质量含量超过20％的燃料。这类燃料还包括可挥发物质或不能变成小颗粒或小块的物质含量少于20％的燃料。而就后一条件而言，燃料中尺寸超过200μm的颗粒或小块其质量比例大于75％就被认为是低质量燃料。

工业废料、如废水或如塑料或纸板等固态废料构成可用于制造熟料的低质量燃料。

熟料制造商企盼着增大低质量燃料的消费，从而降低成本，他们甚至想焚烧如废水那样的工业废料。

然而由于这些燃料产生的火焰不能满足正确进行熟料生产所需要的热量限制，因此大量使用这种燃料就有问题。

本发明的目的在于通过提供一种煅烧矿基材料的方法解决上述各种问题，该方法尤其可用低成本制造熟料，特别可用低质量燃料，同时能限制污染物的排放。

为此，本发明的主题是一种煅烧矿基材料的方法，其中材料穿过初步煅烧装置，该装置装有至少一个燃料喷射器，至少一种燃料供给该喷射器，这样在燃料喷射器出口形成一燃料喷射区，氧化剂由相对于材料流动方向的初步煅烧装置下游的转炉的燃烧产品供给；然后，至少部分煅烧后的材料进入转炉，在转炉的下游端装有主燃烧装置，其中至少一种富氧流体喷到燃料喷射区附近，富氧流体具有的氧气体积浓度大于来自转炉、穿过初步煅烧装置的燃烧产品的氧气浓度，这样富氧流体能供给燃烧燃料喷射器喷出的燃料所需要的氧气当量的1％～40％、最好为1％～10％。

按照一些特殊的实施例，该方法具有一个或多个下列特征，包括单独或技术上联合的特征：