[发明专利]具有用于难燃燃料的气化反应器的用于制造水泥熟料的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造水泥熟料的设备，沿材料流方向看该设备具有：至少一个用于预热生料的热交换器；至少一个在所述热交换器下游的用于煅烧生料的煅烧器；至少一个用于烧结已煅烧的生料的旋转管式炉；至少一个用于冷却已烧结的熟料的熟料冷却器，其中，用于难燃燃料的燃烧装置对难燃燃料进行低温干馏、热解和/或燃烧，所述难燃燃料具有不可预见的点燃特性、通常难以点燃或者需要形式为强加热装置以及初始使用的热解装置的辅助点燃装置，并且本发明涉及一种与所述设备相应的用于制造水泥的方法。

背景技术

为了制造水泥熟料，将由含石灰的岩石和由含硅酸盐的岩石构成的混合物磨碎并且使其经受热处理，在热处理时，包含在生料中的石灰根据公式释放二氧化碳(CO₂)并且转化成烧过的石灰(CaO)。在另一个步骤中，通过释放CO₂而脱氧的生料(其由已脱氧的含石灰的岩石和由至此尚未变化的含硅酸盐的岩石构成)在加热中烧结成不同的硅酸钙相。

生料的脱氧以及烧结是吸热过程，该过程需要用于其转化的热能。为了制造水泥熟料需要的热能通过燃烧不同的燃料供应给所述过程。高品质进而也高卡路里的燃料在用于制造水泥熟料的设备中供应给用于产生高温的重要部位，例如供应给在用于烧结成硅酸钙的旋转管式炉中的用于产生高温的燃烧器。在高温的产生与还原条件的产生相比较不重要的其他部位上也可以采用较少卡路里的燃料，例如燃烧干燥的家庭垃圾、动物尸体、破旧的汽车轮胎，燃烧溶剂废料或废纸。其他较大量可使用的、只是难点燃的燃料包括石焦炭、无烟煤、高灰分煤并且也包括由工业废料或地区废料构成的备选燃料。在制造水泥时的可变成本的主要成本动因是燃料的价格。可供使用的燃料在可燃性、燃烧值、湿度、燃点以及金属和其他通过燃烧不能破坏的有害物质的成分方面具有不同的质量。

所谓的难燃燃料具有不可预见的点燃特性、通常难以点燃或者需要形式为强加热装置以及可能初始使用的热解装置的辅助点燃装置。为了使用这种难燃燃料，因此为此转向将所述燃料在专门为其设置的低温干馏炉中进行热解、低温干馏和/或在翻滚和借助燃烧器加热的情况下进行缓慢地燃烧。

然而，在旋转管式炉中对这种难燃燃料(通常为大块废料)进行低温干馏时难以实现用于热处理的均匀条件、尤其难以避免出现可能导致固体材料在旋转炉中不希望的粘附的温度峰值。

从EP0764614A1中已知一种水泥熟料生产线，其具有安装在煅烧装置旁边的、作为副反应器运行的、单独的井状气化器，在该井状汽化器中应使大块的废料(尤其是旧轮胎)气化。在此，从上方将旧轮胎以及将来自熟料冷却器的作为气化介质的三次空气的一部分供应给井状气化器。在该井状汽化器中产生的气体产物作为燃料气体导入煅烧器中，并且在该井状汽化器中气化的旧轮胎的余料通过机械的推出装置被输送到旋转炉进料井中。在该井状气化器中的气化过程可能经历显著波动，因为在该井状气化器中上下堆叠的旧轮胎在其热处理期间不调换。生料并不导入对废料(尤其是旧轮胎)进行热处理的井状气化器中。

从WO200109548中已知一种水泥熟料生产线，在该水泥熟料生产线的煅烧器旁边安装有单独的反应器，也从上方用废料填充该反应器，在该反应器中应借助来自熟料冷却器的三次空气燃烧所述废料。同样也将水泥生料的一个分流从上方导入反应器中。废料和生料分流应在燃烧反应器中放置在安装在反应器底部上方的可旋转的盘上，并且通过该盘的旋转应排出热处理过的固体材料并且将其引入煅烧器中或者引入旋转炉入口中，并且将燃烧废气同样引入煅烧器中。在该已知的燃烧反应器中同样没有发生废料混合(特别是当废料成大块地存在时)，从而无法以均匀的燃烧条件为出发点进而无法以均匀的生料预煅烧为出发点。

从DE3320670A、DE3411144A和DE3520447A中同样已知一种用于利用含热值的废料来制造水泥熟料的设备，其中在单独的旋转炉中低温干馏或燃烧所述废料并且在热处理生料时利用低温干馏气/废气。但是，并不将水泥生料引入低温干馏炉/燃烧炉中。

在WO2010032149中描述一种用于燃烧生料(如水泥生料、石灰石或其他矿物原料)的方法。根据在那里说明的方法，将生料和次级燃料相互分开地供应到它们的旋转管式炉中。