用于运行水泥制造设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行由生料(2)制造水泥熟料的设备(1)的方法，沿材料流方向观察，该设备具有至少一个用于使生料(2)脱酸的焙烧炉(3)和至少一个用于将已脱酸的生料(2)烧结成水泥熟料(5)的旋转管式炉(4)，其中，所述已脱酸的生料(2)在通过焙烧炉(3)之后经由旋流预热级(1.4)流进旋转管式炉(4)中。按照本发明专利技术的方法的特征在于，旋转管式炉(4)的废气(6)被引导到设置在旋转管式炉(4)和焙烧炉(3)之间的反应器(7)中，其中，与废气(6)在反应器(7)中的停留时间相关地向反应器(7)中添加超化学计量的燃料(8)，使得包含在废气(6)中的二氧化碳(CO2)还原成一氧化碳(CO)。一氧化碳(C＝)用作氮氧化物(NOX)的还原剂，所述氮氧化物在反应器(7)中被化学还原而与在焙烧炉(3)中的短停留时间无关。

【技术实现步骤摘要】
用于运行水泥制造设备的方法本申请是名称为“用于运行水泥制造设备的方法”、国际申请日为2014年4月4日、国际申请号为PCT/EP2014/056777、国家申请号为201480001142.8的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于运行由生料制造水泥熟料的设备的方法，沿材料流方向观察，该设备具有至少一个用于使生料脱酸的焙烧炉和至少一个用于将已脱酸的生料烧结成水泥熟料的旋转管式炉，其中，已脱酸的生料在通过焙烧炉之后经由旋流预热级流进旋转管式炉中。
技术介绍
为了制造水泥熟料，包括含石灰的岩石和含硅酸盐的岩石的混合物被粉碎并且经受热处理，在热处理时石灰在形式上将二氧化碳去除并且转化成生石灰(CaO)。在下一步中，通过去除二氧化碳而脱酸的生料在热量下被烧结成不同的硅酸钙相，该生料包括已脱酸的含石灰的岩石和至此尚未转变的含硅酸盐的岩石。生料的脱酸和烧结是吸热过程，该过程需要热能来使其反应。热能可以由优质燃料获得。除了传统的、原始的燃料(例如煤)之外，在水泥工厂中由于成本原因越来越多地使用替代燃料作为能量源，这些替代燃料经常由城市或者工业废料获得。优质燃料和替代燃料都在燃烧时导致产生过程热量从而形成氮氧化物(NOX)。开头所述类型的热处理方式要求必需在旋转管式炉中进行烧结，其中在旋转管式炉中为了成功烧结硅酸钙相而必须存在非常高的温度、至少1450摄氏度。为了在旋转管式炉中产生这样的高温，需要仰仗高达1800摄氏度的火焰温度。在高温下，在燃料中大部分以胺类形式存在的氮和在燃烧用空气中存在的空气氮气都燃烧成氮氧化物(NOX)。如果没有采取措施来避免或还原所形成的氮氧化物，那么氮氧化物随着旋转管式炉的废气一同泄放至外界大气中，在外界大气中这些氮氧化物通过利用空气湿度的水解而转化成硝酸(HNO3)、亚硝酸(HNO2)以及其它的酸反应的氮氧化物水合物。利用空气湿度进行酸反应的氮氧化物是导致不希望的酸雨的原因，酸雨当然会减小林地的PH值并且减弱林地对抗疾病的能力。为了减少用于制造水泥的设备的氮氧化物(NOX)排放量，已知有各种不同的措施。在德国公开文献DE102005057346A1中公开了一种用于制造水泥的设备，该设备除了焙烧炉之外还具有被供应第三级空气作为燃烧空气的燃烧室。在该燃烧室中产生的废气的还原性能够在此处公开的设备中被非常精确地调节，以便在焙烧炉中在焙烧炉路段中还原来自旋转管式炉的氮氧化物。此处公开的方法的缺点是，一方面生料在焙烧炉中的脱酸和另一方面氮氧化物也在焙烧炉中的还原在不同温度下得到其希望的化学平衡。脱酸和氮氧化物的还原互相干扰。在德国公开文献P3538707A1中公开了一种成束焙烧炉，该成束焙烧炉具有两个气体束形式的反应路段，气体束在焙烧炉内并排上升，来自旋转管式炉的第一气体束从此处流到焙烧炉中，并且与此相邻的气体束从第三级空气的第二入口流到焙烧炉中。气体束具有不同的还原能力并且第三级空气的气体束应该还原旋转管式炉的气体束中的氮氧化物。根据在这里记载的教导，提供相对短的时间来烧尽氮氧化物，使得对在焙烧炉内的流动情况的控制要求是非常高的。由于在焙烧炉中的流动情况可以在运行参数略微改变时变化，所以工作状态不总是最佳状态。在德国公开文献DE19903954A1中公开了与之相类似的原理，其中，在第三级空气路段中存在用于调节要产生的气体的氧化还原能力的反应器。同样，这种运行方式对于控制焙烧炉中的流动情况存在高的要求。因为在该设备中在略微改变运行参数时在焙烧炉中的流动情况也能够改变，所以工作状态也不总是最佳状态。在德国公开文献DE19962536A1中公开了具有上部空气入口的焙烧炉。在该焙烧炉中进行分级的燃烧，在燃烧时氮氧化物(NOX)被在燃烧路段内形成的一氧化碳(CO)还原。为了在避免设备废气中的一氧化碳的同时改善氮氧化物的还原，建议根据测得的废气参数向焙烧炉路段中喷入还原剂和/或催化剂。在EP1334954B1中公开了一种旋转管式炉，除了水泥制造设备的已经提供用于熟料燃烧的旋转管式炉之外，该旋转管式炉碳化粗糙的、成块的燃料。热解气体和由碳化产生的热空气被吹到焙烧炉中，以便以此促进用于在焙烧炉中进行脱酸的热量供应。在供应相应少的空气时，微燃的气体起还原作用并且可以在焙烧炉中用来还原来自焙烧炉的氮氧化物。然而第二旋转管式炉的运行是与构造费用相关联的并且要求不断地控制在运行时始终热着的机械装置。从DE3533775C1中已知一种利用含热值的废料由生料制造水泥熟料的设备，在该设备中，作为二级燃料使用的废料在其在一个以旋转炉废气和第三级空气的分流运行的微燃炉中干燥之后被热处理以便热解、但至少以便部分燃烧。该燃烧的热解气体输入到焙烧炉中，并且固体的热解残渣在制备和均匀化之后至少部分地被输入到旋转管式炉中。在此微燃炉也可以构造成旋转管式炉。从DE-A-3320670、DE-A-3411144和DE-A-3520447中同样已知一种利用含热值的废料制造水泥熟料的设备，在单独的旋转炉中微燃或燃烧废料，并且在热处理生料时使用微燃气体/废气。然而，至此所有列出的设备和在其中采用的方法都仰仗于在存在要脱酸的生料的情况下旋转炉废气在焙烧炉中的化学还原，其具有开头所述的停留时间短、脱酸反应受干扰和对控制流动情况的要求高的缺点。在焙烧炉中同时且几乎在同一场所发生的各种不同反应所需的温度窗是难以产生的。将包含在生料中的碳酸钙(CaCO3)脱酸成生石灰(CaO)的脱酸与在分级燃烧时脱氮的理想温度窗相比在较低的温度下发生。最后，产生一氧化碳(CO)的温度窗和脱氮的温度窗又是不同的。已知脱氮(即，将氮氧化物(NOX)还原成基本的氮气(N2)和氧气(O2))依赖于要脱氮的废气中的进一步的气体组合成分。随着二氧化碳浓度的升高，脱氮快速减少。而脱氮随着一氧化碳(CO)浓度在要脱氮的废气中的升高而增加。在热废气中，二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO)的浓度处于布杜阿尔平衡中。理想的是，更好地控制旋转管式炉的废气组合成分，该废气组合成分因高的火焰温度而具有高的氮氧化物份额、即所谓的空气氮气。旋转管式炉的废气不被直接排放，而是用于使生料脱酸。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提供一种用于运行制造水泥熟料的设备的方法，在该设备中，脱氮可被更好地控制。按照本专利技术的方法目的通过将旋转管式炉的废气引导到设置在旋转管式炉和焙烧炉之间的反应器中来实现，其中，与废气在反应器中的停留时间相关地向反应器中添加超化学计量的燃料，使得包含在废气中的二氧化碳(CO2)还原成一氧化碳(CO)。按照本专利技术介绍了一种用于运行制造水泥熟料的设备的方法，沿材料流方向观察，该设备具有至少一个用于使生料脱酸的焙烧炉和至少一个用于将已脱酸的生料烧结成水泥熟料的旋转管式炉，其中，已脱酸的生料在通过焙烧炉之后经由旋流预热器流进旋转管式炉中。按照本专利技术建议，旋转管式炉的废气被引导到设置在旋转管式炉和焙烧炉之间的反应器中，其中，与废气在反应器中的停留时间相关地向反应器中添加超化学计量的燃料，使得包含在废气中的二氧化碳(CO2)还原成一氧化碳(CO)。因此按照本专利技术的构思，用于制造水泥的设备的旋转管式炉的废气不再——如其在现有技术中常见的那样——被直接引导到焙烧炉中，在该焙烧炉中该废气夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行由生料(2)制造水泥熟料的设备(1)的方法，沿材料流方向观察，该设备具有‑至少一个用于使生料(2)脱酸的焙烧炉(3)；和‑至少一个用于将已脱酸的生料(2)烧结成水泥熟料(5)的旋转管式炉(4)，其中，所述已脱酸的生料(2)在通过焙烧炉(3)之后经由旋流预热级(1.4)流进旋转管式炉(4)中，其特征在于，‑将旋转管式炉(4)的废气(6)引导到设置在旋转管式炉(4)和焙烧炉(3)之间的反应器(7)中，其中，与废气(6)在反应器(7)中的停留时间相关地向反应器(7)中添加超化学计量的燃料(8)，使得包含在废气(6)中的二氧化碳(CO2)还原成一氧化碳(CO)，‑通过添加超化学计量的燃料(8)来控制反应器(7)中的温度，其中，在利用来自燃料(8)的碳(C)将二氧化碳(CO2)吸热地还原成一氧化碳(CO)时通过布杜阿尔反应使反应器(7)中的温度降低，‑将反应器(7)的废气(9)引导到焙烧炉(3)中，其中，在焙烧炉(3)中过量的一氧化碳(CO)被来自第三级空气管道(10)的空气氧气(O2)氧化，该第三级空气管道向焙烧炉(3)供应预热空气(11)，‑通过在从旋转管式炉(4)到反应器(7)的输入管(13)中的和在第三级空气管道(10)中的阀门系统(12)来调节反应器(7)中的废气量，其中，调节单元这样分配来自位于旋转管式炉(4)下游的熟料冷却器(14)的总空气量，以致来自旋转管式炉(4)的废气(6)的停留时间的长短使得反应器(7)中的氮氧化物(NOX)被最大可能地还原，其中，反应器(7)是罐式反应器。...

【技术特征摘要】
2013.04.11 DE 102013006237.31.一种用于运行由生料(2)制造水泥熟料的设备(1)的方法，沿材料流方向观察，该设备具有-至少一个用于使生料(2)脱酸的焙烧炉(3)；和-至少一个用于将已脱酸的生料(2)烧结成水泥熟料(5)的旋转管式炉(4)，其中，所述已脱酸的生料(2)在通过焙烧炉(3)之后经由旋流预热级(1.4)流进旋转管式炉(4)中，其特征在于，-将旋转管式炉(4)的废气(6)引导到设置在旋转管式炉(4)和焙烧炉(3)之间的反应器(7)中，其中，与废气(6)在反应器(7)中的停留时间相关地向反应器(7)中添加超化学计量的燃料(8)，使得包含在废气(6)中的二氧化碳(CO2)还原成一氧化碳(CO)，-通过添加超化学计量的燃料(8)来控制反应器(7)中的温度，其中，在利用来自燃料(8)的碳(C)将二氧化碳(CO2)吸热地还原成一氧化碳(CO)时通过布杜阿尔反应使反应器(7)中的温度降低，-将反应器(7)的废气(9)引导到焙烧炉(3)中，其中，在焙烧炉(3)中过量的一氧化碳(CO)被来自第三级空气管道(10)的空气氧气(O2)氧化，该第三级空气管道向焙烧炉(3)供...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·施特赖特，M·法伊斯，
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