Система и способ обработки цементной пыли


 


Владельцы патента RU 2538586:

МЕРКЬЮТЕК ЭлЭлСи (US)

Заявлен способ обработки цементной пыли. Способ включает следующие стадии. Получение цементной пыли ((ЦП) (CKD)) из обжиговой печи; нагревание собранной ЦП. Образование газового потока испарившегося металла и ЦП нагреванием, достаточным для выделения, по меньшей мере, одного тяжелого металла из потока собранной ЦП с созданием потока обработанной ЦП и потока металла. Обеспечение водорастворимого полисульфида щелочноземельного металла. Объединение потока тяжелого металла с водорастворимым полисульфидом с получением объединенного потока и удаление, по меньшей мере, части одного тяжелого металла из объединенного потока. Изобретение позволяет снизить загрязнения тяжелыми металлами цементной пыли. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Данная заявка заявляет преимущество предварительной заявки на патент США серийный №61/374745, зарегистрированной 18 августа 2010 г, содержание которой приводится в качестве ссылки в ее полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к снижению загрязнения тяжелыми металлами цементной пыли.

Предпосылки создания изобретения

Цементная пыль ((ЦП)(CKD)) образуется печами для обжига цемента во всем мире. Например, ЦП образуется в печах для обжига цемента в процессе получения цементного клинкера. Обычно ЦП представляет собой смесь твердых частиц, содержащую среди ее компонентов частично прокаленное и непрореагировавшее исходное сырье, клинкерную пыль и золу, обогащенную сульфатами, галогенидами щелочных металлов, следовыми металлами и другими летучими веществами.

ЦП значительно варьируется в зависимости от конкретного способа установки и исходных материалов. В целях сравнения композиция ЦП, как сообщено Бюро шахт («Типичная композиция цементной пыли» (Haynes and Kramer, 1982)), содержит:

Компонент % мас.
CaCO3 55,5
SiO2 13,6
CaO 8,1
K2SO4 5,9
CaSO4 5,2
Al2O3 4,5
Fe2O3 2,1
KCl 1,4
MgO 1,3
Na2SO4 1,3
KF 0,4
Другие соединения 0,7

ЦП может улавливаться в системе сбора твердых частиц, такой как тканевый фильтр или электрофильтр. Уловленная ЦП может быть затем использована рядом способов. Например, уловленная ЦП может быть помещена обратно в процесс обжига в качестве исходного материала; помещена в процесс измельчения цемента в качестве технологической добавки; продаваться в качестве вяжущего материала; и/или направляться на мусорную свалку.

Свойства и композиция ЦП могут в значительной степени зависеть от конструкции и работы печи для обжига цемента или используемых в ней материалов с тем результатом, что химические и физические характеристики ЦП должны оцениваться на базе отдельной установки. Вообще щелочная природа ЦП делает ее хорошим нейтрализующим агентом при абсорбции металлов.

ЦП, которая возвращается в обжиговую печь на рутинной основе, подвергается процессу спекания и/или прокаливания, которые вызывают улетучивание соединений и следовых элементов. Указанные материалы высвобождаются обратно в газовый поток обжиговой печи. Со временем это часто создает цикл в газовом потоке обжиговой печи, нарастание концентраций элементов и соединений в ЦП, которые трудно объединяются в клинкере. Как результат способа получения цемента материалы, такие как ртуть и другие тяжелые металлы, могут продолжать наращивать концентрацию. Часть указанных элементов может быть удалена из газового потока благодаря очищающему эффекту мельницы сырья, но только при ее подходящей работе. Например, измельченный известняк может поглощать, по меньшей мере, часть летучих и других следовых материалов непосредственно из выходящего газового потока, который используется для сушки в мельнице сырья. Однако когда мельница сырья отключена, или когда работа печи обжига цемента или мельницы сырья иным образом не способна поглощать достаточные количества элементов из выходящего газового потока, большие количества или концентрации указанных элементов могут быть высвобождены в атмосферу через выпускную трубу печи обжига цемента или абсорбированы ЦП. Поэтому часто желательно очищать ЦП перед рециркуляцией обратно в систему.

Краткое описание изобретения

В одном возможном варианте способ обработки цементной пыли содержит стадии сбора цементной пыли; нагревания собранной цементной пыли с выделением, по меньшей мере, одного тяжелого металла из собранной цементной пыли с созданием потока тяжелого металла; обработки потока тяжелого металла очищающей текучей средой; удаления, по меньшей мере, части тяжелого металла из потока тяжелого металла.

В одном варианте стадия нагревания собранной цементной пыли может содержать нагревание до температуры, соответствующей точке испарения очищаемого тяжелого металла. Стадия нагревания собранной цементной пыли может содержать образование потока модифицированной цементной пыли. Цементная пыль «модифицируется» или «очищается» в том смысле, что тяжелый металл, такой как ртуть, частично или полностью удаляется из нее. Другими словами, в модифицированной цементной пыли ((мЦП)(mCKD)) количество ртути снижается описанной здесь обработкой от количества, обычно присутствующего в цементной пыли до обработки. Поток модифицированной цементной пыли может быть рециклирован как технологическая добавка, может быть утилизирован и/или может быть подвергнут дальнейшей обработке.

В еще одном варианте стадия обработки потока тяжелого металла очищающей текучей средой может содержать очищающую текучую среду, содержащую любую из следующих комбинаций; по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла, полисульфид щелочноземельного металла и воду, полисульфид щелочноземельного металла и, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и/или полисульфид щелочноземельного металла и, по меньшей мере, один катализатор. Другие комбинации вышеуказанного также находятся в границах данного рассмотрения, и другие композиции могут быть аналогично введены в очищающую текучую среду в зависимости от применения.

В других возможных вариантах осуществления поток тяжелого металла обрабатывается очищающей текучей средой с тем, чтобы образовать твердый дисперсный материал, содержащий тяжелый металл; и твердый дисперсный материал собирается в системе сбора твердого дисперсного материала.

В еще одном варианте стадия обработки потока тяжелого металла обрабатывающей текучей средой дополнительно содержит распыление очищающей текучей среды в поток тяжелого металла. Дополнительно стадия сбора твердого дисперсного материала, содержащего тяжелый металл, может содержать пропускание твердого дисперсного материала, содержащего тяжелый металл, через, по меньшей мере, одну осадительную камеру. Способ может дополнительно содержать стадию рециркуляции дисперсного материала, содержащего тяжелый металл, для использования в качестве технологической добавки или может содержать дополнительную обработку или утилизацию.

Система обработки цементной пыли согласно данному рассмотрению содержит испарительный сосуд; по меньшей мере, один источник тепла, предназначенный для нагревания потока цементной пыли в испарительном сосуде с образованием газового потока, содержащего, по меньшей мере, один тяжелый металл; камеру обработки в сообщении с испарительным сосудом; очищающую текучую среду, содержащую, по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла; и, по меньшей мере, одну форсунку в камере обработки, предназначенную для распыления в газовый поток очищающей текучей среды с выделением, по меньшей мере, части тяжелого металла из газового потока. Очищающая текучая среда может также содержать воду и/или один или более катализаторов.

В одном варианте осуществления изобретения система может содержать дозирующий шнек в испарительном сосуде, предназначенный для удаления потока цементной пыли через испарительный сосуд. Осадительная камера или система сбора твердого дисперсного материала может быть предусмотрена и сконструирована для сбора, по меньшей мере, части тяжелого металла.

В одном варианте источник тепла для испарительного сосуда может происходить от переноса тепла выходящего газового потока печи обжига цемента на заводе, где расположена система. В дополнение или альтернативно источник тепла может включать электрический нагревательный элемент.

Указанные и другие аспекты изобретения могут быть более легко поняты из последующего описания и прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

В целях облегчения понимания заявляемого предмета изобретения иллюстративный вариант обработки цементной пыли ((ЦП) (CKD)) показан на фигуре прилагающегося чертежа, который означает типичный пример, но не ограничение, на котором подобные ссылки предназначены для обозначения подобных и соответствующих частей и на котором на фиг.1 схематически представлен вариант системы обработки цементной пыли ((ЦП)(CKD)).

Подробное описание изобретения

Хотя данное изобретение допускает варианты во многих различных формах, здесь показаны на чертежах и описаны подробно один или более подробных вариантов систем, способов и устройств для обработки цементной пыли ((ЦП) (CKD)), однако должно быть понятно, что рассмотренные варианты являются только типичными примерами систем, способов и устройств для обработки цементной пыли ((ЦП) (CKD)), которые могут быть осуществлены в различных формах. Поэтому отдельные функциональные детали, рассмотренные здесь, не должны интерпретироваться как ограничение, но только как основа для формулы изобретения и как иллюстративная основа для описания специалисту в данной области техники различного использования систем, способов и устройств, рассмотренных здесь.

Тяжелые металлы, такие как ртуть, могут регулироваться системами, способами и устройствами настоящего изобретения. Указанные тяжелые металлы происходят, главным образом, от исходных материалов, которые химически изменяются в ходе клинкерного способа, высвобождающего указанные материалы в выходящий газовый поток печей обжига цемента, содержащий ЦП. Указанные исходные материалы могут содержать кальций, диоксид кремния, железо и оксид алюминия, происходящие, главным образом, от различных видов известняка, глины, сланца, шлака, песка, вторичной окалины, железообогащенного материала ((ЖОМ)(IRM)), пемзы, боксита, вторичного стекла, золы и подобных материалов. Например, выходящие газы печей обжига цемента обычно проходят из обжиговой печи через один или более способов, трубопроводов, мельниц, циклонов, систем сбора твердого дисперсного материала, таких как корпуса фильтра обжиговой печи, электрофильтры ((ЭФ)(ESP)) или другие системы сбора твердого дисперсного материала. Когда выходящий газовый поток печи обжига цемента проходит через корпус фильтра обжиговой печи, электрофильтры ((ЭФ)(ESP)) или другие системы сбора твердого дисперсного материала, весь или часть твердого дисперсного материала в выходящем газовом потоке печи обжига цемента может быть уловлена или собрана. Собранный твердый дисперсный материал является обычно материалом, называемым цементной пылью ((ЦП) (CKD)). ЦП может транспортироваться на хранение для регулируемого дозирования обратно в печь обжига цемента, мельницу измельчения цемента и/или использоваться как материал наполнителя в установке получения бетона, установке получения асфальта или может быть захоронена как невыщелачивающаяся ЦП.

Система и связанные способы обработки и/или снижения загрязнения ЦП согласно иллюстративному варианту описаны ниже и показаны схематически на фиг.1. Поскольку на фиг.1 представлена схема, следует учесть, что размеры, формы, размещения и конфигурации компонентов системы и стадий способов могут варьироваться и оставаться в объеме настоящего изобретения. Как показано, ЦП 100, собранная одной или более систем сбора твердого дисперсного материала, перегружается в емкость для хранения, сосуд или контейнер 102, включая (но не ограничиваясь этим) бункер или другой сосуд или подобное. ЦП 100 затем может быть перегружена в испарительный сосуд, или зону, 104, которая может быть в сообщении или связана с контейнером 102. В других иллюстративных вариантах ЦП 100 может перегружаться прямо в испарительный сосуд 104 в большей степени, чем перегружаться в емкость 102 для хранения.

Испарительный сосуд 104 может иметь ряд форм, включая (но не ограничиваясь этим) систему каналов, камеры, сосуды и т.п. Как показано на фиг.1, ЦП 100 перегружается в и/или через испарительный сосуд 104 дозирующим шнеком 106. Однако специалисту в данной области техники должно быть понятно, что ЦП 100 может перегружаться в и/или через испарительный сосуд 104 альтернативными средствами, включая (но не ограничиваясь этим) гравитационные силы, конвейеры и/или другие перегрузочные устройства или подобное.

Обычно тепло подводится к ЦП 100 в испарительном сосуде 104 для выделения и/или испарения ртути и/или других тяжелых металлов из ЦП 100. Например, точка кипения ртути составляет около 356,58°C (или 673,844°F), после которой точки ртуть существует как газ, однако другие соединения ртути, такие как хлорид ртути, испаряются при таких низких температурах, как 302°C. В иллюстративном варианте тепло подводится к испарительному сосуду 104 и/или дозирующему шнеку 106 одним или более нагревательными элементами с нагреванием ЦП 100 в испарительном сосуде 104 с увеличением температуры ЦП 100.

В других иллюстративных вариантах другие источники тепла могут быть использованы для увеличения температуры ЦП 100 в испарительном сосуде 104, включая (но не ограничиваясь этим) выходящий газовый поток печи обжига цемента, тепло обжиговой печи, холодильника и/или других процессов цементного завода. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что тепло может быть подведено к ЦП 100 снаружи или изнутри в испарительном сосуде 104. Кроме того, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что комбинация источников тепла может использоваться последовательно или параллельно, например выходящий газовый поток печи обжига цемента может использоваться для частичного нагрева ЦП 100, тогда как один или более дополнительных источников тепла могут использоваться для увеличения температуры ЦП 100 до точки, которая вызывает высвобождение тяжелых металлов из ЦП 100.

При нагревании или увеличении температуры ЦП 100 до точки испарения ртути и/или других тяжелых металлов ртуть и/или другие тяжелые металлы будут испаряться в поток тяжелого металла, т.е. газовый поток, содержащий один или более тяжелых металлов, обычно объединенный с воздухом. Как таковые поток 107 тяжелого металла или газа и поток 108 модифицированной ЦП образуются стадией нагревания. Поток 108 модифицированной ЦП может быть удален и/или рециклирован в другие способы печи обжига цемента через трубопровод 110. Трубопровод 110 может быть ниже по потоку и соединен или быть в сообщении с испарительным сосудом 104. Поток 107 газа, воздуха или тяжелого металла, содержащий испарившуюся ртуть и, возможно, другие тяжелые металлы, может затем транспортироваться в установку обработки или систему введения через трубопровод 112, который может быть выше по потоку и соединен или быть в сообщении с испарительным сосудом 104. В одном варианте осуществления изобретения установка обработки включает (но не ограничиваясь этим) систему трубопроводов, камеры, циклоны, форсунки и т.п. Как показано схематически на фиг.1, установка обработки содержит камеру, или камеру 114 обработки и одну или более форсунок 116, подходяще расположенных в сообщении с камерой 114. В данном иллюстративном варианте камера 114 находится ниже по потоку и соединена или находится в сообщении с испарительным сосудом 104 через трубопровод 112. Форсунки 116 соединены или находятся в сообщении с одним или более сосудов или контейнеров 118 для хранения одной или более текучих сред через одно или более проточных соединений 120, таких как трубы и/или рукава. Текучие среды обычно хранятся в сосудах 118 и транспортируются через проточные соединения 120 в газовом потоке в камеру 114. Текучие среды могут затем распыляться или вводиться в один или более трубопроводов, камер или другое технологическое оборудование, несущее газовый поток, содержащий испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы, в результате с обработкой и, по меньшей мере, частичным удалением ртути и/или других тяжелых металлов из газового потока.

В иллюстративном варианте текучими средами или очищающей текучей средой является водный распылительный раствор. Очищающая текучая среда может быть предусмотрена в полностью растворимой форме, обеспечивающей низкостоимостное применение и модернизацию существующего оборудования. Очищающая текучая среда может содержать, состоять из или состоять по существу из реагента, содержащего сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла. Сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла может иметь рН примерно 10 или более, и очищающая текучая среда может иметь рН примерно 7-10 в зависимости от концентрации реагента в очищающей текучей среде. В одном варианте реагент может содержать сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла обычно в концентрации примерно 20-40% в воде. В другом варианте реагент может содержать сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла при более высокой концентрации в воде или альтернативно может быть в порошкообразной или твердой форме, имеющей значительно более высокое процентное содержание или состоящей полностью из сульфида и/или полисульфида щелочноземельного металла. Сульфид/полисульфид щелочноземельного металла может быть введен в другой твердый, порошкообразный или жидкий носитель с образованием реагента.

В иллюстративном варианте реагент может содержать, состоять из или состоять по существу из полисульфида щелочноземельного металла в воде. Полисульфидом щелочноземельного металла может быть либо полисульфид магния, либо полисульфид кальция, и он может присутствовать в реагенте в количестве примерно 25-35% или примерно 25-30% в воде. В другом иллюстративном варианте полисульфидом щелочноземельного металла является смесь полисульфидов магния и полисульфидов кальция, где полисульфиды присутствуют в реагенте в количестве примерно 25-35% или примерно 25-30% в воде.

В иллюстративном варианте очищающая текучая среда может содержать, состоять из или состоять по существу из реагента и воды. Очищающая текучая среда может содержать реагент и воду в соотношении от примерно 1:1 до 1:10, в соотношении от примерно 1:3 до 1:6 и, в частности, в соотношении примерно 1:4. Когда реагент содержит сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла при концентрации примерно 20-40% в воде, получаемая очищающая текучая среда может содержать сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла и воду в соотношениях от примерно 1:4 до примерно 1:54, в соотношении от примерно 1:9 до примерно 1:34 и, в частности, в соотношении от примерно 1:11 до примерно 1:24. Таким образом, сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла может присутствовать в очищающем растворе в количестве примерно 1,8-11%. Однако специалисту в данной области техники должно быть понятно, что соотношения реагент:вода и/или (сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла):вода могут варьироваться снаружи вышеуказанных интервалов. Во многих применениях с экономической целью может использоваться настолько мало реагента и/или сульфида, и/или полисульфида щелочноземельного металла, насколько возможно для работы. Например, используемые соотношения могут варьироваться в зависимости от количества ЦП, концентрации ртути и/или других тяжелых металлов в газовом потоке и параметров другого типа.

Реагент и вода могут объединяться в очищающей текучей среде перед впрыском или распылением очищающей текучей среды в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании, несущем газовый поток, содержащий испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы. Например, реагент и вода могут быть объединены намного раньше (т.е. за один (одну) или более часов, дней, недель, месяцев и т.д. раньше) или прямо перед (т.е. за одну или несколько минут перед) впрыском или распылением очищающей текучей среды в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании.

Альтернативно, реагент и вода могут быть каждый отдельно впрыснут или распылен в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании, несущем газовый поток, содержащий испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы, таким образом, что они пересекаются, объединяются, взаимодействуют или соединяются в одном (одной) или более трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании с образованием раствора или композиции на месте, образуя капли раствора или композиции с реагентом, взаимодействующим с металлом (металлами) в газовом потоке для удаления.

Текучая среда может также содержать одно или более поверхностно-активных веществ, диспергаторов и/или гипердиспергаторов для облегчения удаления металла (металлов) из газового потока, содержащего испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы. В одном варианте поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор состоят из одного или более блок-сополимеров полиэтиленоксид-полиэтилен и/или их сложных полифосфатных эфиров. Введение поверхностно-активного вещества, диспергатора и/или гипердиспергатора в очищающую текучую среду может быть необязательным. Когда поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор вводятся, поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор могут быть предусмотрены в количестве, достаточном для облегчения удерживания реакционного агента, или реагента, в очищающей текучей среде перед взаимодействием с металлом (металлами), например в количестве примерно 1% или менее. В соответствии с последним случаем поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор представляет собой блок-сополимер полиэтиленоксид-полиэтилен и/или его сложные полифосфатные эфиры.

Очищающая текучая среда может также содержать один или более катализаторов для облегчения или ускорения удаления металла (металлов) из газового потока, содержащего испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы. Один или более катализаторов могут ускорить взаимодействие реагента с металлом (металлами) в газовом потоке, например, при высвобождении сульфида водорода из реагента. В одном варианте катализатор состоит из фосфата кальция. Однако специалист в данной области техники отметит, что могут использоваться другие катализаторы. Катализатор может иметь рН 7 или менее. Однако специалист в данной области техники отметит, что в зависимости от рН ЦП и/или газового потока, содержащего испарившуюся ртуть и/или другой тяжелый металл (металлы), введение катализатора в очищающую текучую среду может быть необязательным. Когда катализатор вводится, катализатор может быть предусмотрен в количестве, достаточном для облегчения или ускорения взаимодействия.

В иллюстративном варианте очищающая текучая среда, содержащая, состоящая или состоящая по существу из реагента, воды, одного или более поверхностно-активных веществ, диспергаторов и/или гипердиспергаторов, и/или один или более катализаторов могут быть объединены в очищающей текучей среде перед впрыском или распылением очищающей текучей среды в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании, несущем газовый поток, содержащий испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы. Например, реагент, вода, один (одно) или более поверхностно-активных веществ, диспергаторов и/или гипердиспергаторов и/или один или более катализаторов могут быть объединены намного раньше (т.е. за один (одну) или более часов, дней, недель, месяцев и т.д. раньше) или прямо перед (т.е. за одну или несколько минут перед) впрыском или распылением очищающей текучей среды в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании.

Что касается фиг.1, все количество или часть испарившейся ртути и/или других тяжелых металлов, обработанных очищающей текучей средой в камере 114, может быть осаждено или выделено из газового потока в виде твердого дисперсного материала с получением в результате очищенного газового или воздушного потока. Осадок или твердый дисперсный материал может быть отфильтрован, например, с помощью осадительного бункера и/или фильтра твердого дисперсного материала. В данном отношении собранная ртуть и/или другой металл (металлы) могут быть затем дополнительно переработаны, рециклированы или иным образом утилизированы должным образом.

В иллюстративном варианте твердый дисперсный материал и очищенный газовый поток могут быть направлены через трубопровод 122 в осадительную камеру, сосуд или бункер 124. Как показано на фиг.1, трубопровод 122 находится ниже по потоку и соединен или находится в сообщении с камерой 114 и выше по потоку и соединен или находится в сообщении с осадительной камерой 124. Твердый дисперсный материал перегружается в осадительную камеру 124 дозирующим шнеком 126. Однако специалистом в данной области техники будет отмечено, что твердый дисперсный материал может быть перегружен в осадительную камеру 124 альтернативными средствами, включая (но не ограничиваясь этим) гравитационные силы, конвейеры и/или перегрузочные устройства другого типа. Осадительная камера 124 обычно собирает весь или часть твердого дисперсного материала из очищенного газового потока. Кроме того, очищенный газовый поток может быть направлен через трубопровод 128, который может быть выше по потоку и соединен или находится в сообщении с осадительной камерой 124, в одну или более систем 130 сбора твердого дисперсного материала, которая может быть выше по потоку и соединена или находится в сообщении с трубопроводом 128, для дополнительного сбора всего или части оставшегося твердого дисперсного материала в очищенном газовом потоке. Любой твердый дисперсный материал, уловленный в системе (системах) 130 сбора твердого дисперсного материала и/или осадительной камере 124, может быть рециклирован, например, при возвращении уловленного твердого дисперсного материала в установку 102 хранения или иным образом утилизирован должным образом. Остальной очищенный газовый поток может быть затем выпущен в атмосферу через систему (системы) 130 сбора твердого дисперсного материала.

В иллюстративном варианте система, способ и устройство, показанные на фиг.1, могут быть использованы для обработки ЦП на по существу непрерывной основе для удаления и улавливания металлов из всей или части ЦП, снижая или исключая нарастание концентрации ртути и/или других металлов в газовом потоке и системе (системах) сбора твердого дисперсного материала в процессе работы обжиговой печи. Альтернативно, вся или часть ЦП может обрабатываться на периодической основе с удалением ртути и/или других металлов, когда их концентрации увеличиваются в ЦП. Периодическая основа может быть специально разработана в ответ на измерения ртути и других металлов в любом числе точек в обжиговой печи или других составных частях цементного завода, таких как до и после системы (систем) сбора твердого дисперсного материала или соседних с выпускной трубой. Периодическая основа может быть также приведена в действие в ответ на любое число параметров, таких как время, измерения компонентов ЦП и параметров другого типа. Каждые система, способ и устройство могут быть специально разработаны для каждых печи обжига цемента или цементного завода на основе фактических исходных материалов, стоимости и любого числа других рабочих или функциональных параметров.

Хотя системы, способы и устройства были описаны и показаны в связи с некоторыми вариантами, специалист в данной области техники заметит, что система (системы) сбора твердого дисперсного материала может быть любой из ряда устройств, подходящих для улавливания, фильтрования или иным образом сбора пыли от различных операций печи для обжига цемента, включая (но не ограничиваясь этим) тканевый фильтр обжиговой печи, электрофильтр ((ЭФ)(ESP)) или другую систему сбора твердого дисперсного материала. Имея целый ряд возможных конструкций печи обжига цемента, специалист в данной области техники заметит, что система сбора твердого дисперсного материала, а также устройство для обработки цементной пыли могут быть оперативно соединены с печью обжига цемента, т.е. могут быть способны получать материал для обработки, в любом числе подходящих положений относительно компонентов печи обжига цемента. Кроме того, в зависимости от объема остаточного образованного материала, часть которого не может быть использована в качестве технологической добавки, должна быть утилизирована, но ожидается в общем контексте, что это составляет очень незначительный объем.

Системы, способы и процессы, рассмотренные здесь, идентифицированы, приспособлены и разработаны для цементной промышленности. В одной форме системы, способы и процессы, рассмотренные здесь, могут обеспечить низкие капитальные затраты, низкую рабочую стоимость и, что наиболее важно, сниженные уровни загрязнения ртутью. Хотя приведенное выше описание относится обычно к улавливанию ртути, должно быть понятно, что системы, способы, процессы и технологии, рассмотренные здесь, могут быть модифицированы для улавливания шестивалентного хрома и ряда других металлов.

Предмет изобретения, представленный в вышеуказанном описании и на прилагаемых чертежах, представлен только путем иллюстрации, но не как ограничение. Хотя системы, способы и устройства были описаны и показаны в связи с некоторыми вариантами, многие вариации и модификации будут очевидны для специалистов в данной области техники и могут быть сделаны без отступления от сущности и объема изобретения. Системы, способы и устройства, рассмотренные здесь, таким образом, не ограничиваются точными деталями методологии или конструкции, представленными выше, т.к. такие вариации и модификации предназначены быть включенными в объем изобретения.

1. Способ обработки цементной пыли, включающий:
- получение цементной пыли из печи обжига цемента;
- нагревание цементной пыли с выделением, по меньшей мере, одного тяжелого металла из цементной пыли с получением газового потока, содержащего тяжелый металл;
- обработку газового потока обрабатывающей текучей средой, где обработка газового потока обрабатывающей текучей средой включает обработку газового потока обрабатывающей текучей средой, содержащей полисульфид, по меньшей мере, одного щелочноземельного металла; и
- удаление, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного тяжелого металла из газового потока.

2. Способ по п.1, в котором нагревание цементной пыли включает нагревание до температуры, по меньшей мере, такой высокой, как температура, соответствующая точке испарения тяжелого металла.

3. Способ по п.1, в котором нагревание цементной пыли включает образование потока модифицированной цементной пыли.

4. Способ по п.3, который дополнительно включает рециркуляцию потока модифицированной цементной пыли.

5. Способ по п.1, в котором нагревание цементной пыли включает нагревание до температуры, по меньшей мере, такой высокой, как температура испарения ртути, с выделением ртути из цементной пыли.

6. Способ по п.5, в котором стадия обработки включает воздействие на газовый поток обрабатывающей текучей среды, содержащей полисульфид, по меньшей мере, одного щелочноземельного металла, с образованием твердого дисперсного материала, содержащего, по меньшей мере, один тяжелый металл; причем способ дополнительно включает сбор твердого дисперсного материала, по меньшей мере, в одной системе сбора твердого дисперсного материала.

7. Способ по п.6, дополнительно включающий рециркуляцию твердого дисперсного материала, содержащего, по меньшей мере, один металл.

8. Способ по п.6, в котором сбор твердого дисперсного материала, содержащего, по меньшей мере, один металл, включает пропускание твердого дисперсного материала, содержащего, по меньшей мере, один металл, через, по меньшей мере, одну осадительную камеру.

9. Способ по п.6, в котором обработка газового потока дополнительно включает распыление очищающей текучей среды, содержащей, по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла, в газовый поток.

10. Способ по п.1, в котором обработка газового потока обрабатывающей текучей средой дополнительно включает обработку газового потока обрабатывающей текучей средой, содержащей полисульфид щелочноземельного металла и, по меньшей мере, одно из следующего: вода, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и, по меньшей мере, один катализатор.

11. Способ по п.1, в котором получение цементной пыли включает сбор цементной пыли, уловленной в печи обжига цемента.

12. Система для обработки цементной пыли, которая содержит:
- испарительный сосуд;
- по меньшей мере, один источник тепла, предназначенный для нагревания потока цементной пыли в испарительном сосуде с образованием газового потока, содержащего, по меньшей мере, один металл;
- камеру обработки в сообщении с испарительным сосудом;
- обрабатывающую текучую среду, содержащую, по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла; и
- по меньшей мере, одну форсунку в камере обработки, предназначенную для распыления в газовом потоке обрабатывающей текучей среды с выделением, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного металла из газового потока.

13. Система по п.12, которая дополнительно включает дозирующий шнек в испарительном сосуде, предназначенный для удаления цементной пыли через испарительный сосуд.

14. Система по п.12, дополнительно содержащая систему сбора, которая включает осадительную камеру, предназначенную для сбора, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного металла.

15. Система по п.12, дополнительно содержащая систему сбора, которая включает систему сбора твердого дисперсного материала, предназначенную для сбора, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного металла.

16. Система по п.12, в которой, по меньшей мере, один источник тепла дополнительно включает выходящий газовый поток печи обжига цемента.

17. Система по п.12, в которой, по меньшей мере, один источник тепла дополнительно включает электрический нагревательный элемент.

18. Способ удаления ртути из цементной пыли, включающий:
- сбор цементной пыли от печи обжига цемента;
- нагревание собранной цементной пыли до температуры, по меньшей мере, такой высокой, как точка испарения ртути, с образованием потока испарившейся ртути и потока модифицированной цементной пыли,
отделение потока модифицированной цементной пыли для дальнейшего использования;
- обработку потока испарившейся ртути обрабатывающей текучей средой, содержащей, по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла, с образованием твердого дисперсного материала, содержащего ртуть; и
сбор твердого дисперсного материала для последующей обработки.

19. Способ по п.18, в котором модифицированную цементную пыль рециклируют в цементную мельницу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу сушки природного газа или промышленного газа, содержащего кислые газообразные компоненты, в котором после сушки газа осуществляют удаление кислых газообразных компонентов из осушенного газа.

Изобретение относится к устройству для регенерации поглотителя сероводорода и углекислого газа. Устройство содержит воздухонепроницаемый контейнер в качестве узла для хранения поглотителя, который хранит часть поглотителя, который поглощает CO2, содержащийся в отходящих газах, и узел нагрева, который нагревает поглотитель, узел распределения поглотителя, узел подачи водяного пара, узел извлечения компонента поглотителя, узел подачи сухого водяного пара, причем газообразную массу приводят в противоточный контакт с распределенным поглотителем.

Изобретение может быть использовано для абсорбции диоксида углерода из содержащей его газовой смеси, прежде всего из газообразных продуктов сгорания, из отходящих газов биологических процессов, процессов кальцинирования, прокаливания и других.

Изобретение относится к способам мембранного разделения газов для очистки топочных газов, образующихся при сжигании. Способ включает подачу первой части потока топочного газа для очистки на стадию абсорбционного улавливания двуокиси углерода, одновременную подачу второй части топочного газа вдоль входной поверхности мембраны, подачу потока продувочного газа, обычно воздуха, вдоль выходной поверхности, а затем возврат продувочного газа с проникшим веществом в топочную камеру.

Изобретение относится к области нефтехимии. Реагент-поглотитель включает замещенное производное триазина, а именно 1,3,5-три-(гидроксиметил)-гексагидро-S-триазин, или 1,3,5-три-(2-гидроксиэтил)-гексагидро-S-триазин, или их смесь, четвертичное аммонийное соединение, и алкилфосфиты N-алкиламмония хлорида - Амфикор.
Изобретение относится к химической промышленности. Газовую смесь для сепарации высокосернистых компонентов газа подвергают процессу разделения, при котором образуется высокосернистый газ, содержащий диоксид углерода и соединения серы.

В изобретении описан комплексный способ улавливания CO2, выделяемого, по меньшей мере, частью дымовых газов, покидающих зону регенерации установки каталитического крекинга, предполагающей использование установки, работающей с использованием аминосодержащих продуктов, в котором установка каталитического крекинга оборудована внешним теплообменником, в котором в качестве горячего теплоносителя используется часть катализатора, отбираемого в зоне регенерации, а энергия, необходимая для работы установки, работающей с использованием аминосодержащих продуктов, поставляются полностью установкой каталитического крекинга за счет использования пара, вырабатываемого указанным выше внешним теплообменником.

Изобретение относится к восстановительно-окислительному способу обработки газа, не подвергшегося сероочистке, с применением окислительного аппарата высокого давления в сочетании с абсорбером.

Изобретение относится к способу добавления кислорода к жидкому абсорбенту, содержащему по меньшей мере одно соединение, способное вступать в реакцию с кислородом, в устройстве (1) для очистки газа.

Изобретение относится к устройствам для абсорбционной очистки газов и жидкостей и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности для очистки от кислых примесей многокомпонентных природных и технологических газов, содержащих относительно малолетучие компоненты, и их конденсата.
Изобретение относится к области захвата оксидов углерода, в частности диоксида углерода. Способ захвата оксидов углерода включает приведение газового потока, содержащего оксид углерода, в контакт с соединением следующей формулы: X-(OCR2)n-OX′ (1), в которой n является целым числом от 2 до 20, предпочтительно от 2 до 8, включая предельные значения, X и X′, одинаковые или разные, обозначают независимо друг от друга радикал CmH2m+1, где m обозначает число от 1 до 20, предпочтительно от 1 до 10, включая предельные значения, и R обозначает водород или X. Изобретение обеспечивает эффективный захват оксидов углерода. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 14 пр., 3 табл.

Система, предназначенная для удаления углекислого газа (CO2) из газового потока путем приведения газового потока в контакт с циркулирующим потоком аммонизированного раствора, так что CO2 удаляется из газового потока потоком аммонизированного раствора. Способ удаления нелетучих соединений из циркулирующего потока аммонизированного раствора включает: введение части циркулирующего потока аммонизированного раствора в устройство газожидкостной сепарации; разделение введенного аммонизированного раствора на обогащенную аммиаком газовую фазу и жидкую фазу, содержащую нелетучие соединения; и повторное введение обогащенной аммиаком газовой фазы в циркулирующий поток аммонизированного раствора. Изобретение позволяет улучшить поглощение углекислого газа аммонизированным раствором. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 7 ил.

Рассматриваются способ и система (100) для удаления газообразных загрязнений из газового потока (120, 140) при контактировании газового потока с промывочным раствором и регенерирования промывочного раствора в регенерационной системе (160) для будущего применения в удалении газообразных загрязнений из газового потока. Изобретение позволяет снизить количество энергии, потребляемой регенератором. 3 н. з., 12 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам переработки газов и может найти применение в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности при аминовой очистке углеводородных газов от кислых компонентов. Предложен способ очистки промысловых и нефтезаводских газов, включающий сжатие очищаемого газа жидкостно-кольцевым компрессором с использованием в качестве рабочей жидкости смеси водного раствора алканоламина и углеводородной фракцией с массовым соотношением компонентов 0,1-10:1, и последующую сепарацию компрессата с получением очищенного газа, широкой фракции углеводородов, направляемой на последующую переработку, и насыщенного водного раствора алканоламина, направляемого на регенерацию. Изобретение позволяет предотвратить загрязнения насыщенного абсорбента тяжелыми углеводородами и меркаптанами, уменьшить потери углеводородов С4+ и снизить энергозатраты. 1 ил.
Изобретение относится к способу, в котором используют сочетание растворителей для мокрой очистки промышленных газов, чтобы разделять кислотные газы, в частности, включающие диоксид углерода и сероводород. Сочетание растворителей состоит из раствора аминов в воде, причем указанный раствор содержит аммиак для улучшения поглощения СO2. Группа первичных и вторичных аминов включает все типы аминов, имеющих один или два заместителя. Особенно подходящими компонентами предлагаемого сочетания растворителей являются пиперазин и производные пиперазина. Изобретение обеспечивает усовершенствованное сочетание растворителей, поглощающих значительно большее количество кислых газов из промышленных отходов. 2 н. и 11 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к химической промышленности. Раствор содержит хелатообразователь, представляющий собой смесь двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты Na2Н2 ЭДТА и тетранатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты Na4ЭДТА, водорастворимую соль железа (III), смесь одной или более водорастворимой нитритной соли и фосфатных соединений, растворитель. Фосфатные соединения выбраны из группы, состоящей из фосфата, полифосфата, гидро- и дигидрофосфатных солей и их смесей. В качестве растворителя используют воду или смешиваемый с водой спирт. Молярное соотношение нитритов к образовавшемуся хелатному железу составляет от 0,001 до 2,0. Изобретение позволяет увеличить размер частиц образовавшейся серы и эффективность их отделения при одновременном уменьшении коррозионных эффектов. 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Изобретение относится к нефтегазовой и химической промышленности, а именно к способу очистки от H2S и CO2 углеводородных газов. Способ включает подачу в абсорбер очищаемого газа под давлением 5÷8 МПа, абсорбцию кислых компонентов водным раствором активированного метилдиэтаноламина, выветривание насыщенного кислыми газами раствора метилдиэтаноламина последовательно в две ступени, на первой ступени - при высоком давлении, а на второй ступени - при низком давлении, деление вытекающего со второй ступени груборегенерированного раствора на две части, подачу большей части - в середину абсорбера, а меньшей части - в десорбер для тонкой тепловой регенерации, и подачу вытекающего из десорбера тонкорегенерированного раствора на верх абсорбера. При этом вытекающий из первой ступени раствор подают в насос, где его давление повышают на 0,5÷1,0 МПа и направляют в рекуперативный теплообменник для нагрева вытекающим из десорбера раствором до 100÷105°С перед второй ступенью выветривания. Вытекающий из рекуперативного теплообменника тонкорегенерированный раствор охлаждают и делят на две части, меньшую часть смешивают с большей частью раствора, вытекающего со второй ступени, и после охлаждения направляют в среднюю часть абсорбера, а большую часть подают на верх абсорбера. Изобретение позволяет предотвратить попадание H2S в зону абсорбции СО2, снизить затраты энергии и расход дорогостоящего раствора метилдиэтаноламина. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области химической технологии очистки углеводородного газа от сероводорода и может быть использовано в нефтегазовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа очистки от сероводорода газов разложения с установки атмосферно-вакуумной или вакуумной перегонки нефти, включающий сжигание в печи газов разложения, образующихся от нагрева мазута. Газы разложения из вакуумсоздающей системы многоступенчатого пароэжекторного типа после конденсатора холодильника и (или) первой ступени эжектирования и (или) других ступеней эжектирования поступают в барометрическую емкость и далее в абсорбер, в который на орошение контактных устройств подают регенерированный абсорбент, при этом в абсорбере поддерживают давление 1,01-1,05 кгс/см2, после абсорбции насыщенный абсорбент с содержанием сероводорода 0,1-5,0% масс. выводят из абсорбера на регенерацию, которую проводят либо в пределах установки, либо на установках облагораживания или очистки от примесей прямогонных дистиллятов или иных продуктов, очищенные газы разложения из абсорбера поступают на сжигание в печь нагрева мазута перед вакуумной колонной. Технический результат - очистка от сероводорода газов разложения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Группа изобретений относится к способу обработки обогащенного диоксидом углерода кислого газа в процессе Клауса, с помощью которого промышленные газы очищают от нежелательных соединений серы, в котором серусодержащие компоненты удаляют с помощью селективного поглощающего растворителя в скрубберной секции, а высвобождаемый в результате регенерации кислый газ, содержащий серусодержащие компоненты и диоксид углерода, разделяют по меньшей мере на две фракции кислого газа, где по меньшей мере одна полученная фракция кислого газа имеет более высокое содержание серусодержащих компонентов, а серусодержащие компоненты, содержащиеся во фракции с самым высоким содержанием сероводорода, преобразуют с помощью горелки на термической реакционной стадии печи Клауса с образованием диоксида серы, используя кислородсодержащий газ; горячие дымовые газы отводят в закрытую реакционную камеру Клауса, находящуюся ниже горелки по технологическому потоку; оставшиеся обедненные диоксидом углерода фракции кислого газа, поступающие из установки регенерации, подают в реакционную камеру Клауса, где их смешивают с отходящими из горелки дымовыми газами. Группа изобретений также относится к устройству, с помощью которого осуществляют данный способ, причем устройство содержит абсорбционную колонну, по меньшей мере одну стадию флэш-десорбции, колонну регенерации, горелку Клауса, оборудованную байпасным контролем, и реактор Клауса. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 3 ил.

Охлаждающая система включает систему улавливания углерода, систему охлаждения и устройство управления. Система улавливания углерода предназначена для удаления углеродсодержащего газа из синтез-газа с получением уловленного углеродсодержащего газа. Уловленный углеродсодержащий газ имеет чистоту по меньшей мере 80 об.% диоксида углерода (СО2). Система охлаждения включает расширитель газа и контур охладителя. Расширитель газа предназначен для расширения уловленного углеродсодержащего газа для снижения температуры уловленного углеродсодержащего газа с получением углеродсодержащего газа с пониженной температурой. Контур охладителя предназначен для использования углеродсодержащего газа с пониженной температурой для охлаждения по меньшей мере одного растворителя по меньшей мере одного газоочистителя. Устройство управления включает программы для регулирования системы охлаждения с целью регулирования температуры, связанной с охлаждением указанного по меньшей мере одного растворителя по меньшей мере одного газоочистителя. По сравнению с обычными холодильными циклами заявленная система охлаждения относительно проста, требует меньше пространства для размещения и увеличивает общую эффективность посредством использования имеющегося источника углеродсодержащего газа. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх