Способ обжига цементного клинкера

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к обжигу цементного клинкера. Целью изобретения является обеспечение снижения настылеобраэования за счет уменьшения количества печных газов в системе теплообменников и уменьшение энергетических затрат. Способ обжига цементного клинкера заключается в том, что вводят негранулированный шлак с содержанием 20 - 80% минералов в закисной форме в сырьевую смесь перед подачей ее в теплообменники, а его количество определяют по формуле X a-K-Q-П- Aa/R QHP + Q-K-q- Да, где Аа а- 1,05ареальный коэффициент избытка воздуха в системе циклонных теплообменников; 1,05 - коэффициент избытка воздуха, обеспечивающий работу печного агрегата без недожога; а - массовая доля кислорода в воздухе; К - теоретический объем воздуха, соответствующий полному сгоранию используемого топлива; Q - удельный расход тепла на обжиг традиционной шихты;П - производительность печного агрегата; R - количество кислорода, необходимого для окисления 1 г шлака; Онр - теплотворная способность топлива; q - количество тепла, выделенного при сжигании 1 т шлака. 1 табл. сл с

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s . С 04 В 7/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760155/33 (22} 21.11.89 (46) 23,06.92. Бюл, N 23 (71) Государственный всесоюзный институт по проектированию и научно-исследовательским работам "Южгипроцемент" (72) В.Л. Бернштейн, М;Р. Златокрылов, С.А. Погорелов и 3;Н, Абрамова (53) 666,.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 586142,,кл. С 04 В 7/44,,1976. (54). СПОСОБ ОБЖИГА. ЦЕМЕНТНОГО

КЛИНКЕРА (57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к обжигу цементного клинкера.

Целью изобретения является обеспечение снижения настылеобраэования за счет уменьшения количества печных газов в системе теплообменников и уменьшение энергетических затрат..Способ обжига цементного клинкеИзобретение относится к промышлен- . ности строительных материалов,. и реимущественно к обжигу цементного клинкера.

Целью изобретения является обеспечение снижения настылеобразования за счет уменьшения количества печных газов в.сис теме теплообменников и уменьшение энергетйческих затрат.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед введением в сырьевую смесь негранулированного шлака, например сталеплавильного, учитывая его химический состав, проводят его. полый химический анализ. Используя формулы

„„5U 1742248 А1 ра заключается в том, что вводят негранулированный шлак с содержанием 20 — 80 минералов в закисной форме в сырьевую смесь перед подачей ее в теплообменники, а его количество определяют по формуле Х=а К-Q П Ла/R0нР+Q К q Ьа, где Ла=а-1,05а- реальный коэффициент избытка воздуха в системе циклонных теплообменников; 1,05 — коэффициент избытка воздуха, обеспечивающий работу печного агрегата без недожога; а — массовая доля кислорода.в воздухе; К вЂ” теоретический объем воздуха. соответствующий полному сгоранию используемого топлива; Q удельный расход тепла на обжиг традиционной шихты: П вЂ” производительность печного агрегата; R — количество. кислорода, необходимого для окисления 1 т шлака; QH — тейлотворная способность топлива; q— количество тепла, .выделенного при сжигании 1 т шлака. 1 табл, Fe + — Ог - — РегОЗ+ 98,25 ккал/моль;

3 1

4 2

FeO+ — Ог - — РегОз+ 34,55 ккал/моль;

1 1

4 2 MnO + — -O2 - .МпгОЗ + 22,7 ккал/моль

4 и др., определяют количество кислорода, необходимого для окисления 1 т шлака (R), а также количество тепла, выполояемое при окислении (о). Затем на основании газового анализа определяют реальный коэффициент избытка воздуха (a) на уровне 2-й ступени циклонных теплообменников, где начинается окисление минералов (температура 600—

1742248

900 С). Количество шлака, вводимого в сырьевую смесь, определяют по формуле а К-Q ° П Ьа

R 0 +0 К q Ьа где а = 0,21 — массовая доля кислорода в воздухе;

К вЂ” теоретический обьем воздуха, соответствующий полному сгоранию, используемого топлива. нм;

Q — удельный расход тепла на обжиг традиционной шихты, ккал/кг кл;

П вЂ” производительность печного агрегата, кг/ч;

R — количество кислорода, необходимого для окисления 1 т шлака, нм /т;

Q<Р— теплотворная способность топлива, ккал/нмз;

q — количество тепла, выделяемого при окислении 1 т шлака, ккал/т;

Ьа = а- 1,05, Минимальное значение приращения

Ьа, которое можно зафиксировать современными средствами на печных агрегатах, составляет †.0,01. Эта величина соответствует нижнему уровню содержания в шлаке закисных минералов (20%). Если закисных минералов меньше 20%, то Ьа < 0,01.

Так как использование в составе сырьевой смеси таких шлаков требует меньших топливозатрат на обжиг, количество печных газов, проходящих через циклонный теплообменник, снижается на величину

h G -- Ь Ч гл; Ь Ч - 1

Х

0 где ЬЧ вЂ” количество сберегаемого топлива, нм /ч;

q — количество тепла, выделяемого при окислении 1 т шлака, ккал/т;

Х вЂ” количество вводимого шлака, т;

Оя — теплотворная способность топликк л/н„З, m — коэффициент соотношения отходящих газов к объему сжигаемого топлива, нм /нм;

Шлак вводят в сырьевую смесь в соответствии с указанной формулой.

Полученную смесь декарбонизируют в запечных теплообменниках и подают на обжиг во вращающуюся печь.

Il р и м е р . Печной агрегат с печью размером 6,4 х 7,0 х 95 м и циклонными теплообменниками работает с производительностью П = 125000 кг/ч и имеет удельный расход тепла на обжиг традиционной шихты 780 ккал/кг.кл, К = 10,1, Ьа= 0,01.

QgР = 9130 ккал/нм — теплотворная способность топлива.

Максимальный ввод негранулированного шлака — 10% (если больше — падает активность клинкера, что подтверждается опытом эксплуатации). Содержание в шлаке

FeMe = 1% (использование шлака с большим содержанием FeMe = нетехнологично).

Подставляя эти значения в указанную формулу, находят минимальное значение закисных минералов в шлаке, позволяющее достичь Ьа = 0,01, FMe - 1, FeO = 19

Х= 20%.

Fe+ 4 Ог- — РегОз+98,25ккал/моль;

3 1

10

FeO+ — Ог -РегОз+ 34.55 ккал/моль.

1 1

2 2

Для окисления немет используется 3/7

Ог кг/кг.

Для окисления FeO используется 1/9 О кг/кг.

Плотность кислорода рсоставляет

1,429 кг/нм, R = 17,8 нм /т, q = 108718,25 ккал/т, Х = 12,5 т/ч, 20

Полученное количество шлака подает25 ся в сырьевую смесь с учетом ее химсостава. Затем сырьевая, смесь направляется в систему эапечных циклонных теплообмен.ников, а оттуда — на обжиг в печь. Макси30 мальное содержание в шлаке закисных минералов составляет 80%, FeM« = 1%; FeO

= 79%, Х= 80%, R = 64,43 нм /т, q = 396635 ккал/т.

Ввод этих закисных. минералов в количестве 80 позволяют при использовании

10% шлака понизить а на 0,04.

При прочих равных условиях(а на уровне 2-й ступени циклонных теплообменников составляет 1,07) надо определить количество вводимого шлака (1=емет - 1%; Fe0 - 35%;

Мп =9 )

R =37,3 нм /т, q 214271 ккал/т, подставляя данные в указанную формулу, получают

45 Х - 11,83 т/ч или 9,46%, Для рассматриваемых примеров ЬЧ соответственно составляет ЬЧ1 -.150 нм /ч топлива, Ь",, -543 нм /чтоплива, ЬЧз= 278 нмз/ч топлива.

Коэффициент m для используемого природного газа с теплотой сгорания

QH -9130 ккал/нм составляет 11,2 нм /нмз.

Поэтому объем отходящих газов соответственно снизится на Ь61 - 1680 нм /ч:

55 Ь 62 = 6080 нм /ч; Ь Оз - 3110 йм /ч.

Уменьшение количества газов, содержащих летучие вещества, просасываемых через циклонный теплообменник, ведет к уменьшению настылеобраэования.

1742248 а К Q П ° Ла

R -0 +0 К . q Ла

Количество вводимого шлака, т/ч

Массовая доля закисных мине-: ралов в.шлак, Опыт

Количество тепла, выделенногоо при "окислении,1 т шлака, ккал/т

Снижение объема отходящих газов, нм /ч

Снижение расхода условного топлива, кг усл. топлива/т кл

12,5 . 12,5

11,83

2. .3

16.80

3110

108718

214271

4957937,5

2534825,9

1,55

5,67

2,90

Составитель А. Кулабухова

Редактор Н. Рогулич Техред М;Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 2258 Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Расход условного топлива снизится соответственно на 1,55; 5,67 и 2,9 кг усл. топл./т кл.

В таблице представлены сравнительные данные предлагаемого и известного способов.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет снизить настылеобразование в системе циклонных теплообменников, атакжеуменьшитьвнергетические затраты.

Формула изобретения

Способ обжига цементного клинкера .путем декарбонизации сырьевой смеси в циклонным теплообменниках, введения шлака в сырьевую смесь и подачи ее в печь, отличающийся тем, что. с целью обеспечения снижения настылеобразования за счет уменьшения количества печных газов в системе теплообменников и уменьшения энергетических затрат, вводят негранулированный шлак с содержанием 20—

80 ф минералов в закисной. форме в сырьевую смесь перед подачей ее в теплообмен.ники, а его количество определяют по формуле где Ла=а — 1,05; а- реальный коэффициент избытка воздуха в системе циклонных теплообменников;

1,05 — коэффициент избытка воздуха, обеспечивающий работу печного агрегата без недожога; а — массовая доля кислорода в воздухе;

К вЂ” теоретический объем воздуха, соответствующий полному сгоранию используемого топлива;

Q — удельный расход тепла на обжиг традиционной шихты;

П вЂ” производительность печного агрегата;

R — количество кислорода, необходимого для окисления 1 т шлака;

QH — теплотворная способность топлива;

q — количество тепла, выделяемого при

25 сжигании 1 т шлака.

Уменьшение энергетических затрат по предлагаемому способу по отношению к известному способу за счет окисления закисных мине алов