[发明专利]在设备中制造水泥熟料的方法以及如此制造水泥熟料的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在设备中制造水泥熟料的方法，以及用于如此制造水泥熟料的设备。

背景技术

水泥的制造大部分使用焙烧材料，即熟料，其由主要成分为碳酸钙的矿物制成。熟料的制造经过焙烧操作，该焙烧操作既通过碳酸钙的分解又通过该操作所必需的燃料的燃烧而产生大量的二氧化碳。

例如，生产一吨的所谓波特兰（Portland）水泥因此伴有来自于所处理材料的、大约530千克的二氧化碳的排放，以及来自于燃料的、250至300千克的二氧化碳的排放。所述二氧化碳以低于30%的浓度排放在烟中，其中所述烟的主要成分是氮气。在所述条件下，难以隔离、尤其是难以封存（séquestrer）所述二氧化碳，以限制二氧化碳在大气中的排放。

水泥熟料的制造最常使用所谓的干法焙烧方法，其中预先破碎的原材料在旋转炉中煅烧。为了减小操作的能量需求，将交换器加在旋转炉的上游和下游，所述交换器直接回收包含在从炉子中出来的烟和材料中的热量。在上游是旋风预加热器，在该旋风预加热器中生料被悬浮地预加热，并部分地脱二氧化碳。在下游是熟料冷却器，在该熟料冷却器中焙烧材料通过吹送冷空气来冷却。大部分的以所谓的干法来工作的设备在预加热器的下面包括称为预煅烧器的燃烧反应器，在该燃烧反应器中供有由焙烧单元所消耗燃料的可观的一部分。要注意的是，在预加热器中进行大部分的脱二氧化碳反应。

更具体地，在以干法来工作的典型设备中，60%至65%的燃料供给预煅烧器，而剩余的部分则供给炉子；大约85%的脱二氧化碳反应在进入炉子之前发生。因此，在由焙烧单元所排放的780至830千克的二氧化碳中，76%至78%在预加热器和预煅烧器处生成，而只有22%至24%在旋转炉中生成。

发明内容

本发明的主题旨在通过提出一种经济上可行的用于制造水泥熟料的方法，来解决上述缺陷，其中所述方法允许限制二氧化碳在大气中的排放。

本发明的另一个目的在于提出一种这样的方法，其能够在技术上接近于生产水泥熟料通常所使用的设备的设备中实施。

本发明的另一个目的在于提出如此的设备。

本发明的其他目的和优点将在以下仅示例地而非为了限制而给出的描述中变得显而易见。

首先，本发明涉及一种用于在设备中制造水泥熟料的方法，其中所述设备包括：

旋风预加热器，其用于预加热生料；

预煅烧反应器，其设有一个或多个燃烧器，为旋风预加热器供给热量；

旋转炉，其设有被供给燃料的燃烧器；

通过吹送冷却气体来冷却熟料的熟料冷却器，其位于所述旋转炉的出口处，并产生热气，

在所述方法中：

在所述旋风预加热器和/或预煅烧反应器中预加热生料并对该生料进行脱二氧化碳；

在所述熟料冷却器中冷却从炉子中出来的熟料。

根据本发明：

分开由旋转炉所产生的烟和预加热器的气体，使得所述烟和所述气体不混合；

用富含氧的、氮含量低于30%的气体供给预煅烧反应器，其中所述气体构成所述反应器的唯一氧源；

使从所述旋风预加热器中出来的气体的一部分再循环到所述预煅烧反应器、甚至所述预加热器中，以获得材料在所述预加热器中悬浮所必需的足够的气流，而从所述旋风预加热器中出来的气体的富含二氧化碳的另一部分则适于接受允许限制二氧化碳排放的处理，例如封存。

本发明还涉及一种用于制造水泥熟料的设备，所述设备特别地允许实施所述方法，并包括：

旋风预加热器，其用于预加热生料；

预煅烧反应器，其设有一个或多个燃烧器，为旋风预加热器供给热量（热气）；

旋转炉，其设有被供给燃料的燃烧器；

通过吹送冷却气体来冷却熟料的熟料冷却器，其位于所述旋转炉的出口处，并产生热气。

根据本发明，所述设备还包括：

用于旋转炉的烟和预加热器的气体的独立管道，使得所述烟和所述气体不混合；

富含氧的、氮含量低于30%的气体的源，其供给预煅烧反应器；

用于将从旋风预加热器中出来的气体的一部分再循环到预煅烧反应器、甚至所述预加热器中的管道。

附图说明

阅读以下伴有附图的描述将更好地理解本发明。在这些附图中：

图1示意地示出了符合本发明的、根据第一实施例的在设备中实施的制造方法的示例；

图2示出了符合本发明的、根据第二实施例的水泥熟料制造方法及相关联的设备。

具体实施方式

并且，本发明涉及用于在设备中制造水泥熟料的方法。

所述设备包括：