Способ утилизации горючих отходов во вращающейся печи для обжига портландцементного клинкера

 

Изобретение относится к технике утилизации горючих отходов во вращающихся печах для обжига портландцементного клинкера и может быть использовано в цементной промышленности. Предложен способ утилизации горючих отходов, содержащих летучие вещества и минеральные примеси, во вращающейся печи для обжига портландцементного клинкера, путем загрузки обработанных отходов в обжиговую печь. Новым в предложенном способе является то, что смесь горючих отходов, содержащую летучие вещества и минеральные примеси, нагревают, отстаивают, сливают жидкую фазу, жидкую фазу разделяют на жидкую горючую часть и воду, воду подают на вход сырьевых мельниц, жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь, твердую фазу с остатками горючих отходов разделяют на фракции по размерам на обогреваемом грохоте, жидкую фазу, сливают и смешивают с жидкой фазой, отделенной при отстаивании, тонкодисперсный продукт подают в обжиговую печь, а грубодисперсную фазу измельчают вместе с сырьевыми компонентами сырьевой цементной шихты. Использование изобретения обеспечивает полную замену топлива вращающихся печей горючими отходами и утилизацию минеральных примесей и загрязненной воды с минимальным вредным воздействием на окружающую среду. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике утилизации смесей твердых, жидких и пастообразных горючих отходов, содержащих летучие вещества, минеральные примеси и воду, во вращающихся печах для обжига сыпучих материалов и может быть использовано в цементной промышленности.

Известен способ утилизации горючих отходов во вращающейся печи для обжига портландцементного клинкера, включающий перемешивание отходов, их дозировку, обеспечивающую заданную теплотворную способность отходов в каждом контейнере, упаковку контейнеров с отходами, загрузку контейнеров с отходами через отверстие, расположенное в средней трети длины печного цилиндра обжиговой печи, где температура печных газов составляет от ≈950 до ≈1100^oC [1] Недостатками известного способа является то, что мала доля топлива, замещаемая горючими отходами, из-за подачи воздуха для сжигания отходов через зону спекания, температура газов в которой не должна быть ниже 1600^oC, что приводит к ограничению коэффициента избытка воздуха в зоне спекания; известный способ не позволяет утилизировать горючие отходы с большой влажностью; неконтролируемы вариации качества клинкера из-за неравномерной присадки золы отходов по количеству, гранулометрическому и химическому составу; не оптимально положение зоны подачи отходов по длине печи, что приводит к неполному сгоранию летучей части отходов и выбросу продуктов неполного сгорания топлива в атмосферу.

Известен способ утилизации горючих отходов, содержащих летучие компоненты, во вращающейся печи для обжига портландцементного клинкера, включающий перемешивание отходов, обработку отходов с целью удержания от испарения летучих компонентов, дозировку отходов, обеспечивающую заданную теплотворную способность отходов в каждом контейнере, упаковку контейнеров с отходами, загрузку контейнеров с отходами через отверстие, расположенное в средней трети длины печного цилиндра обжиговой печи, где температура печного газа достаточна для разложения летучих компонентов отходов, а подготовленные отходы в печи контактируют с раскаленным обрабатываемым минеральным материалом [2] Недостатками известного способа является то, что мала доля топлива, замещаемая горючими отходами, из-за подачи воздуха для сжигания отходов через зону спекания, температура газов в которой не должна быть ниже 1600^oC, что приводит к ограничению коэффициента избытка воздуха в зоне спекания; известный способ не позволяет утилизировать горючие отходы с большой влажностью; низко качество клинкера из-за неравномерности присадки золы отходов по количеству, гранулометрическому и химическому составу.

Предложенный способ позволяет полностью утилизировать все компоненты смеси твердых, жидких и пастообразных горючих отходов, содержащих летучий вещества и минеральные примеси и воду, и полностью или частично заменить топочный мазут горючей частью отходов, а отделение и дозирование минеральной части отходов обеспечивает стабилизацию качества получаемого портландцементного клинкера.

Предложен способ утилизации смеси твердых, жидких и пастообразных горючих отходов, содержащих летучие вещества и минеральные примеси, во вращающейся печи для обжига портландцементного клинкера, путем загрузки обработанных отходов в обжиговую печь через отверстие в стенке цилиндра обжиговой печи для контакта с обжигаемым материалом в той точке по длине вращающейся обжиговой печи, где температура печного газа достаточна для сгорания горючих веществ отходов.

Новым в предложенном способе является то, что смесь твердых, жидких и пастообразных горючих отходов, содержащую летучие вещества и минеральные примеси, нагревают до температуры ниже начала испарения летучих компонентов отходов (например, до температуры, не превышающей температуру кипения воды), отстаивают, сливают жидкую фазу, жидкую фазу разделяют на жидкую горючую часть и воду, воду подают на вход мельницы для мокрого измельчения сырьевых компонентов цементной шихты, жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь, твердую фазу с остатками жидких и пастообразных горючих отходов разделяют на фракции по размерам на обогреваемом грохоте, причем жидкую фазу, отделенную при грохоте, сливают и смешивают с жидкой фазой, отделенной при отстаивании, тонкодисперсный продукт грохочения с пленками жидких и пастообразных горючих отходов подают в обжиговую печь через отверстие в стенке цилиндра для контакта с обжигаемым материалом в той точке по длине вращающейся обжиговой печи, где температура печного газа достаточна для сгорания горючих веществ отходов, а горячий воздух с температурой 500 1000^oC для сжигания горючих отходов, подаваемых в печь через отверстие в стенке цилиндра, отбирают из холодильника вращающейся печи и подают через отверстия в стенке цилиндра вращающейся печи, грубодисперсную фазу измельчают вместе с сырьевыми компонентами цементной шихты, причем жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь через форсунку вместе с топливом, или жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь через форсунку вместо топлива, или жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь наряду с топливом через отдельную от топлива форсунку, причем тонкодисперсный продукт грохочения с пленками жидких и пастообразных горючих отходов перед подачей в обжиговую печь упаковывают в контейнеры, грубодисперсную фазу промывают растворителями от пленок жидких и пастообразных горючих отходов и после отмыва измельчают вместе с сырьевыми компонентами сырьевой цементной шихты, а растворители после промывки грубодисперсной фазы сливают и смешивают с жидкой фазой, отделенной при отстаивании.

На чертеже представлена технологическая схема установки для осуществления предложенного способа.

Установка содержит приемный бункер твердых и пастообразных горючих отходов 1, приемную емкость жидких горючих отходов 2, обогреваемый виброгрохот 3, запорно-регулирующую арматуру 4, насосы 5, резервуар-отстойник 6, емкость для сбора крупных включений в твердые горючие отходы 7, емкость для сбора мелких включений в твердые горючие отходы 8, резервуар топочного мазута 9, сырьевую шаровую мельницу 10, зумпф известнякового шлама 11, станцию загрузки и упаковки горючих отходов в контейнеры 12, транспортер тонкодисперсных отходов 13, бункер тонкодисперсных отходов 14, контейнер 15, загрузочное устройство контейнеров 16, вертикальные шламбассейны 17, горизонтальный шламбассейн 18, расходный шламовый бачок 19, тяго-дутьевую машину 20, форсунку печи 21, горячую головку печи 22, вращающуюся печь 23, устройство подачи горячего воздуха в зону подогрева 24, шлюзовый затвор 25, электрофильтр 26, транспортер пыли 27, трубу 28, батарейный циклон 29, циклон 30, мигалку 31, колосниковый холодильник 32, воздухопровод первичного воздуха 33, мазутоподогреватель паровой 34.

Предложенный способ осуществляется следующим образом: в приемный обогреваемый паром бункер 1 загружают твердые и пастообразные горючие отходы и нагревают до температуры плавления, но не выше температуры летучих веществ или кипения воды, отстаивают до полного оседания минеральных примесей и при отсутствии воды в составе горючих отходов открывают запорно-регулирующую арматуру 4 на бункере 1, и насосом 5 откачивают жидкие отходы в резервуар топочного мазута 9, а при наличии воды в отходах откачивают жидкие отходы с водой в резервуар-отстойник 6, отстаивают и горючие отходы из резервуара-отстойника 6 откачивают в резервуар топочного мазута 9, жидкие горючие отходы сливают в приемную емкость жидких горючих отходов 2, и откачивают в резервуар-отстойник 6, воду из резервуара-отстойника 6 откачивают в сырьевую шаровую мельницу 10, осадок из приемного обогреваемого паром бункера 1 спускают на расположенный под ним обогреваемый виброгрохот 3, после которого подситовой продукт, содержащий остатки жидких отходов с минеральными примесями размером частиц менее 40 мкм при отсутствии в них воды, откачивают в резервуар топочного мазута 9, а при наличии воды откачивают в резервуар-отстойник 6, промежуточный продукт грохочения с размером частиц от 40 до 80 мкм покрытых пленками жидких горючих отходов транспортируют в емкость для сбора мелких включений в горючие отходы 8, из которой подают их на станцию загрузки и упаковки горючих отходов в контейнеры 12, или транспортером 13 подают в бункер тонкодисперсных отходов 14, из которого через шлюзовый затвор 25 дозируют и загружают тонкодисперсные отходы во вращающуюся печь 23 через отверстие в стенке цилиндра для контакта с обжигаемым материалом в той точке по длине вращающейся обжиговой печи, где температура печного газа достаточна для сгорания горючих веществ отходов, надситовой продукт грохочения, содержащий минеральные частицы размером более 80 мкм и покрытые пленками жидких горючих отходов, подают в емкость для сбора крупных включений в твердые горючие отходы 7, в которой отмывают с помощью растворителей пленки жидких горючих отходов, растворители с отмытыми пленками жидких горючих отходов сливают в резервуар топочного мазута 9, а осадок дозируют и транспортируют в бункера известняка сырьевых шаровых мельниц 10, если в надситовом продукте не содержатся минеральные частицы с размером более 300 мкм, что его транспортируют на станцию загрузки и упаковки горючих отходов в контейнеры 12, контейнеры 15 с отходами через загрузочное устройство контейнеров 16, подают во вращающуюся печь 23 через отверстие в стенке цилиндра для контакта с обжигаемым материалом в той точке по длине вращающейся обжиговой печи, где температура печного газа достаточна для сгорания горючих веществ отходов, жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь 23 через форсунку 21, установленную в горячей головке печи 22, вместе с топливом, или жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь через форсунку 21 вместо топлива, или жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь 23 наряду с топливом через отдельную от топлива форсунку, воду из резервуара-отстойника 6 смешивают в процессе помола с сырьевым известняком шламом в сырьевой шаровой мельнице 10, сливают в зумпф известнякового шлама 11, и откачивают насосами 4 в вертикальные шламбассейны 17, смешивают с глиняным шламом и перекачивают в горизонтальный шламбассейн 18, откуда через расходный шламовый бачок 19 подают во вращающуюся печь 23, что исключает выброс загрязненной остатками жидких горючих веществ воды в окружающую среду, холодный воздух тяго-дутьевыми машинами 20 продувают через слой горячего клинкера в колосниковом холодильнике 32 и нагревают до температуры 500 1000^oC, затем подогретый воздух очищают от клинкерной пыли в циклоне 30 и через устройство подачи горячего воздуха в зону подогрева 24 подают в печь для сжигания горючей части отходов, а клинкерную пыль из циклона 30 через мигалку 31 подают на транспортер просыпи холодильника, избыток воздуха из холодильника очищают от пыли в батарейном циклоне 29 и по воздухопроводу первичного воздуха 33 подают на вход форсунки 21, и частично сбрасывают в атмосферу через трубу 20, отходящие газы из вращающейся печи 23 обеспыливают в электрофильтре 26 и через трубу 20 сбрасывают в атмосферу, а уловленную пыль транспортером 27 возвращают во вращающуюся печь 23 через отдельную форсунку в горячей головке печи 22, температуру смеси топлива и жидких горючих отходов, подаваемой в печь, поддерживают на заданном уровне с помощью мазутоподогревателя парового 34, установленного в резервуаре топочного мазута 9.

Формула изобретения

1. Способ утилизации горючих отходов во вращающейся печи для обжига цементного клинкера путем загрузки обработанных отходов в обжиговую печь через отверстие в стенке цилиндра обжиговой печи для контакта с обжигаемым материалом в той точке по длине вращающихся обжиговой печи, где температура печного газа достаточна для полного сгорания горючих веществ отходов, отличающийся тем, что смесь твердых, жидких и пастообразных горючих отходов, содержащую летучие вешества и минеральные примеси, нагревают до температуры ниже начала испарения летучих компонентов отходов, а смесь твердых, жидких и пастообразных горючих отходов, содержащую летучие вещества, минеральные примеси и воду, нагревают до температуры, не превышающей температуру кипения воды, отстаивают, сливают жидкую фазу, жидкую фазу разделяют на жидкую горючую часть и воду, воду подают на вход мельницы для мокрого измельчения сырьевых компонентов цементной шихты, жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь, твердую фазу с остатками жидких и пастообразных горючих отходов разделяют на фракции по размерам на обогреваемом грохоте, причем жидкую фазу, отделенную при грохочении, сливают и смешивают с жидкой фазой, отделенной при отстаивании, тонкодисперсный продукт грохочения с размером твердых частиц менее 80 мкм и пленками жидких и пастообразных горючих отходов подают в обжиговую печь через отверстие в стенке цилиндра для контакта с обжигаемым материалом в той точке по длине вращающейся обжиговой печи, где температура печного газа и содержание кислорода в них достаточны для полного сгорания горючих веществ отходов, а горячий воздух с температурой 500 1000^oС для сжигания горючих отходов, подаваемых в печь через отверстие в стенке цилиндра, отбирают из холодильника вращающейся печи и подают через отверстия в стенке цилиндра вращающейся печи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь твердых, жидких и пастообразных горючих отходов, содержащую летучие вещества и минеральные примеси, нагревают до температуры, не превышающей температуру кипения воды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь вместе с топливом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь через форсунку вместо топлива.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкую горючую часть подают во вращающуюся печь наряду с топливом через отдельную от топлива форсунку.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что тонкодисперсный продукт грохочения с пленками жидких и пастообразных горючих отходов перед подачей в обжиговую печь упаковывают в контейнеры.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что грубодисперсную фазу промывают растворителями от пленок жидких и пастообразных горючих отходов и после отмыва измельчают вместе с сырьевыми компонентами сырьевой цементной шихты.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что растворители после промывки грубодисперсной фазы сливают и смешивают с жидкой фазой, отделенной при отстаивании.

РИСУНКИ

Рисунок 1