[发明专利]在装置中制造水泥熔块的方法以及制备水泥熔块的装置

说明书

本发明涉及在装置(facility)中制造水泥熔块(cement clinker)的方法，以及用于制造此类水泥熔块的装置。

制造水泥一般使用加热材料(fired material)，熔块(clinker)，其是由矿物制造，所述主要成分是碳酸钙。

所述熔块的制备包括点火试验(firing operation)，其产生大量二氧化碳，由所述碳酸钙的分解以及所述操作所需燃料燃烧产生。

制造一吨Portland水泥由此伴有大约530kg CO₂从所述加工的材料中排放，以及250至300 kg CO₂从燃料中排放。二氧化碳以浓度低于30%在烟中释放，所述烟的主要成分是氮。在这些条件下，二氧化碳难分离和螯合。

水泥熔块的制造一般使用所谓的干法加热方法(dry process firing method)，其中将预先研磨为粉尘状的原材料在旋转炉中烘焙。为了降低该操作的所需能量，在旋转炉的上游和下游已经加入换热器，直接回收包含在来自炉的材料和烟中的热量。

在上游已发现气旋预热器，其中原材料被在悬浮液中预热，并部分地脱碳酸（decarbonated）。下游，发现熔块冷却器，其中该加热材料被通过低温吹炼空气冷却。

使用干法操作的装置的主要部分包括如下述预热器的燃烧反应器，称为预煅烧器，其中供给装置使用的大比例燃料，和其中包含悬浮物质的碳酸钙实施脱碳酸反应的一大部分。

用于增加在燃烧烟中CO₂浓度的一种方法在于防止使用富氧气流与氮稀释燃烧气体，以供给预煅烧器。相对于常规气源，产生的烟体积由此降低，在预煅烧器中该气流变得不足以满足预煅烧器的通风(aeraulic)操作。为了修补这些限制，来自预热器或来自预煅烧器的一部分烟被循环至预煅烧器，导致热消耗的增加。因此，文献EP - 1.923.367中已知这样的方法，其中预煅烧器被进料富含氧的气体，并通过循环一部分预煅烧器产生的烟。

一些装置包括两个预热器，一个接收来自炉的烟和在材料发送（routing）至预煅烧器以前一部分待加工材料的烟，另一个接收来自预煅烧器的烟和待加工材料的其它部分的烟。由于预煅烧器接收大部分来自装置的燃料，以及由于材料脱碳酸作用的大部分在预煅烧器中进行，大于75%的二氧化碳包含在来自第二预热器的烟中。

本发明目的在于如上所述类型的装置，即具有两个预热器，显著增加烟中的二氧化碳浓度,该烟来自与预煅烧器相关的第二预热器，以及因此易于大部分该装置中产生的二氧化碳的螯合作用。

更具体地，本发明的目的是提供用于浓缩CO₂的装置，而不增加热消耗。

本发明的进一步目的是非实质性地改变一般用于生产水泥熔块的方法。

本发明的进一步目的是非实质性地改变该装置的热消耗以及因此预防在热消耗增加之后螯合二氧化碳伴随着二氧化碳产生的增加。

首先，本发明涉及用于在装置中制造水泥熔块的方法，包含：

-第一气旋预热器以及第二气旋预热器，分别用于预热第一和第二部分原材料，

-使用燃烧气体的预煅烧器，用于燃烧燃料，通过预煅烧器释放的烟导向第二气旋预热器，

-具有燃料燃烧器的旋转炉，通过旋转炉释放的烟导向第一气旋预热器，

-熔块冷却器，吹出的冷却气体穿过旋转炉出口的熔块，其中：

-第一部分原材料在第一气旋预热器中预热，

-第二部分原材料在第二气旋预热器中预热，

-在加热(firing)旋转炉中的预焙烧材料以前,预焙烧在预煅烧器中的第一预热部分原材料以及第二预热部分原材料，并冷却在熔块冷却器中加热材料。

根据本发明方法：

-在预煅烧器中的燃烧气体包含90体积%- 100体积%氧，

-预煅烧器是流化床，流体化气体是燃烧气体，

-材料在预煅烧器中预焙烧，不在预煅烧器中循环烟。

进一步任选地采取单独的特征或其组合：

-在引入预热材料至预煅烧器以前，将用于预煅烧器的燃料与预热材料进行混合；

-流体化气体速度低于2 m / s;

-材料在预煅烧器中的停留时间(dwell time)大于1分钟并小于20分钟；

-部分或全部燃料的粒径(grain size)大于或等于1 mm；

-收集来自于第二气旋预热器出口处的烟的二氧化碳；