专利名称：：一种利用高碱原料生产低碱水泥的装置的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种生产水泥并处置废弃物的装置，更具体的说，是一种利用带悬浮预热器和预分解窑的干法水泥生产线和高含碱量石灰石生产低碱水泥，并协同处置多氯联苯(PCB)、垃圾焚烧飞灰等高含氯量废弃物的装置。
背景技术：
：在水泥生产中，生料的碱当量对水泥产品的质量有直接的影响。生料中如果含有微量的碱(Na，K)，会改善生料的易烧性，提高生料的早期强度。但是如果生料中的碱当量过高，造成熟料中的碱当量超过一定的范围，例如大于O.80%时，会使得熟料中的游离钙提高，造成水泥抗压强度和抗折强度降低，并影响建筑物的使用寿命。据统计，由于碱当量过高，造成混凝土发生碱_骨料反应，会使得建筑物的寿命縮短至正常建筑物的四分之一，甚至更短。因此，使用低碱水泥是保证建筑物寿命的一个重要条件。要生产低碱水泥，就对石灰石和其他原料，如粘土和砂岩等的碱当量有一定要求，一般需要使用低碱原料来生产低碱水泥。但是在我国，有大量的高碱当量的石灰石资源，这些石灰石由于碱当量过高而被弃置不用，这不但浪费了大量的资源，也占用了大量的土地。目前，国内外大都集中在利用低碱原料生产低碱水泥上，虽然对高碱原料生产低碱水泥有一定研究，但研究并不深入，技术尚不成熟，而且现有的使用高碱原料生产低碱水泥的工艺能耗很大，且工艺控制难度也很大。利用传统的技术以高碱原料生产低碱水泥时，需要对水泥熟料的生产工艺进行一定的改造，将对水泥熟料有害的元素，如，过量的Na和K从装置中分离出来，以降低熟料中的碱当量。图1为现有技术中生产低碱水泥的装置示意图，如果基于该装置并使用高碱原料生产低碱水泥，由于设备和工艺效率低，分离Na和K的效率较低，需要从该装置中大量放风，通常放风量可达到装置风量的20_30%，大大增加了生产水泥熟料的能耗，同时也增大了工艺控制的难度。即便如此，使用这种方法也不一定能生产出合格的低碱水泥。—方面市场上需要大量的低碱水泥，另一方面低碱原料的不足，使得低碱水泥的供应远远不能满足低碱水泥的需求。所以，现在迫切需要一种行之有效的、节能的、可以利用高碱原料生产低碱水泥的装置。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种利用高碱原料生产低碱水泥的装置，该装置不仅能耗低，而且在利用高碱原料生产低碱水泥时还可以同时处置高含氯的废弃物。本实用新型的技术方案是这样实现的—种利用高碱原料生产低碱水泥的装置，该装置包括预热器、预分解窑、窑尾烟室、预燃炉和回转窑；关键在于，该装置还包括含氯物质投加器和烟尘收集部件；所述含氯物质投加器与所述窑尾烟室、预燃炉和回转窑窑头中的一处或多处相连，将含氯物质投加到所述回转窑中，所述含氯物质中的氯与热生料中的钾生成气态氯化钾；所述烟尘收集部件与所述窑尾烟室、预分解窑或预燃炉中的一处或多处相连，接收富集所述气态氯化钾的热烟气，冷却所述热烟气后收集附着固态氯化钾的烟尘。较佳地，所述热生料出所述预热器的末级筒、且进入所述回转窑的筒体前的区域包括窑尾烟室、预分解窑和预燃炉；所述烟尘收集部件与窑尾烟室、预分解窑或预燃炉中的一处或多处相连。较佳地，所述烟尘收集部件包括混合室、鼓风机、旋风收尘器、袋式收尘器、链式运输机、储灰仓和尾气排放装置；所述混合室通过热风管道与窑尾烟室、预分解窑或预燃炉中的一处或多处相连，接收富集所述气态氯化钾的热烟气；所述鼓风机与所述混合室相连，冷却进入混合室的所述热烟气；所述旋风收尘器与所述混合室相连、并具有出尘口，收集从所述混合室输出的烟气中附着固态氯化钾的烟尘颗粒；所述袋式收尘器与所述混合室相连、并具有出尘口，进一步收集从所述旋风收尘器输出的烟气中含有的固态氯化钾微晶和烟尘颗粒，并将处理后的烟气通过尾气排放装置排放；所述链式运输机位于所述旋风收尘器和袋式收尘器的出尘口下方、并与储灰仓相连，将旋风收尘器和袋式收尘器收集的烟尘输出到储灰仓。较佳地，所述热风管道上设置有风量调节阀门。较佳地，所述混合室内经过耐热处理。较佳地，所述含氯物质投加器为位于所述回转窑的窑头的燃烧器，或者为位于所述回转窑的窑头、窑尾烟室或预燃炉的气力输送装置，将固态含氯物质投加到所述回转窑中。较佳地，所述含氯物质投加器为位于所述回转窑的窑头的喷枪，将液态含氯物质投加到所述回转窑中。较佳地，所述窑尾烟室、预燃炉和回转窑的窑头处开有供所述含氯物质投加器连接的连接孔。较佳地，所述连接孔处设置有控制阀门。可见，本实用新型提供的装置主要利用KC1在76(TC的左右的时候会由气态转化为固态这一特性，通过向装置中投加高含氯物质，使这些高含氯物质中的Cl与高碱原料中游离的K结合，并在装置的适当位置将气态KC1引出，达到降低装置中K含量的目的，从而实现利用高碱原料生产低碱水泥，同时还协同处理了高含氯的废弃物；另一方面，由于选择在气态KC1富集的区域引出热烟气，仅需取出占装置风量的一小部分的烟气，不会影响整个水泥生产的进行、且大大降低了能耗。图1为现有技术中常用的生产低碱水泥的装置结构示意图；图2为本实用新型所提供装置的一个实施例中的结构示意图。具体实施方式为使本实用新型的目的和优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。图2为本实用新型所提供装置的一个实施例中的结构示意图，该图仅示出了装置中各部分之间的物料、气流和烟气流向，以此来表示各部分之间的连接关系，实际的物理连接并未示出，其中虚线箭头表示物料方向，实线箭头表示气流方向，点划线箭头表示烟尘方向。图2中所示的加料装置1、预热器2、预分解窑3、预燃炉4、回转窑5和输送装置6为传统的带悬浮预热器和预分解窑的干法水泥生产装置中的一部分，完成一些公知的生产功能，关于这部分功能这里不再赘述。目前使用的高碱原料中的碱以K的成分为主，本实用新型提供的装置主要利用KC1在76(TC的左右的时候会由气态转化为固态这一特性，通过额外增加装置中Cl的含量来使高碱原料中游离的K与C1结合，并在装置的适当位置将气态KC1引出，达到降低装置中K含量的目的，从而实现利用高碱原料生产低碱水泥。为实现上述目的，图2所示的装置结构中还包括以下部分1)与窑尾烟室7、预燃炉4或回转窑5窑头相连的含氯物质投加器8，将含氯物质投加到回转窑5中，加入的含氯物质与已经参与到水泥生产中的高碱原料反应结合为KC1，由于回转窑5中温度较高，KC1以气态形式于预分解窑3、窑尾烟室7和预燃炉4处富集。为实现与上述含氯投加装置8的连接，窑尾烟室7、预燃炉4和回转窑5窑头需设置连接孔、并在连接孔处加装控制阀门。根据实际应用需要，可以选择装置中包含一个或多个上述含氯物质投加器8，例如如果投加的是固体含氯物质，则该含氯物质投加器8可以由位于回转窑5窑头的燃烧器实现，或者也可以由位于回转窑5窑头、窑尾烟室7或预燃炉4处的气力输送装置实现；如果投加的是液体含氯物质，则该含氯物质投加器8可以由位于回转窑5窑头的喷枪实现。含氯物质优选是高含氯废弃物，例如PCB(PCB是目前国际上关注的12种持久性有机污染物之一，曾被广泛应用于变压器和电容器绝缘油、油墨添加剂、染料分散剂以及农药延效剂等)，或生活垃圾焚烧飞灰(飞灰是城市生活垃圾焚烧过程中，在烟气净化系统收集的残余物质，其中往往含有大量的氯)、农药DDT和六六六等。2)通过热风管道(图2中未示出)与窑尾烟室7、预分解窑3或预燃炉4中的一处或多处相连的混合室9，接收由上述部分引入的热烟气。该热风管道上可以加装风量调节阀门，以调节抽取风量的大小。上述窑尾烟室7、预分解窑3和预燃炉4可以统称为热生料出预热器末级筒、且进入回转窑5筒体前的区域，通过上文介绍可知，该区域中的热烟气中富集有气态KC1。由于混合室9需容纳高温热烟气，还可以使用常规方法对混合室9的内部进行耐热处理。与混合室9相连的鼓风机10向混合室9中输入自然风，以降低混合室9中的热烟气的温度，使得热烟气中的一部分气态KC1结晶成固态并附着于烟气中的粉尘颗粒之上，另一部分气态KC1形成微晶。3)与混合室9相连的旋风收尘器11，将混合室9排出的烟气中附着KC1结晶的烟尘颗粒收集下来。该旋风收尘器ll还设置有出尘口。混合室9与旋风收尘器11使用常规方法通过管道连接即可。4)与旋风收尘器11及尾气排放装置12分别相连的袋式收尘器13，将旋风收尘器11排出的烟气中的烟尘和KC1微晶收集下来，并将处理后的烟气排通过尾气排放装置12排放。袋式收尘器13还设置有出尘口。袋式收尘器13与旋风收尘器11及尾气排放装置12使用常规方法通过管道连接即可。5)位于旋风收尘器11和袋式收尘器13的出尘口的下方、并与储灰仓14相连的链式运输机15，将旋风收尘器11和袋式收尘器13排出的粉尘输出到储灰仓14。链式运输机15与储灰仓14使用常规方法通过管道连接即可。上述2)-5)中所述的混合室9、鼓风机10、旋风收尘器11、尾气排放装置12、袋式收尘器13、储灰仓14和链式运输机15构成本实用新型装置中的烟尘收集部件，在其他应用场合下，该烟尘收集部件并不限于上述实施例中所列举出的组成，还可以由其他组成方式完成相同的烟尘收集功能。本实用新型提供的装置按照如下方式工作含氯物质投加器8将含氯物质投加到回转窑5中，该含氯物质与高碱原料中的碱反应生成气态KC1;由热生料出预热器末级筒、且进入回转窑5筒体前的区域，将富集有气态KC1的热烟气引入混合室9中；热烟气在混合室9中经过冷却，使得热烟气中的一部分气态KC1结晶成固态并附着于烟气中的粉尘颗粒之上，另一部分气态KC1形成微晶；旋风收尘器11将混合室9排出的烟气中附着的KC1结晶的粉尘颗粒收集下来，通过出尘口排出到链式运输机15，并将处理后的烟气排通过尾气排放装置12排出；袋式收尘器13将旋风收尘器11排出的烟气中的粉尘和KC1微晶收集下来，通过出尘口排出到链式运输机15;链式运输机15将粉尘输出到储灰仓14。简言之，本实用新型中的装置与传统的装置相比具备以下优点1、能耗低。这是因为在气态KC1富集的区域引出热烟气，仅需取出占装置风量的一小部分的烟气，例如1_4%，即可达到降低生产装置中碱当量和氯含量的目的，而不会影响整个水泥生产的运行，并且大大降低了能耗。2、不增加水泥窑的工艺控制难度。这是因为从水泥窑中取出的风量越小，对整个水泥工艺影响就越小，因此与传统技术相比，工艺控制难度大大降低。3、增加水泥窑处置废弃物的种类。这是因为，C1通常会对水泥生产装置产生不利影响，如造成装置堵塞、影响产品性能，因此一般的水泥窑装置都不会处置含氯量较高的废弃物。而本实用新型所提供的装置中，使C1起到一个催化剂的作用，因此不会对水泥窑和水泥产品本身产生不利影响，又为处理含氯废弃物提供了一个新的途径。为说明本实用新型提供的装置达到的效果，下面各举出两个应用实例，在这两个应用实例中，加入装置中的高碱原料中的碱当量高于0.80%，一般不适合生产低碱水泥，其中碱当量以Na20+0.658K20计，合格的低碱水泥中碱当量应低于0.6%。应用实例1某水泥厂生产线日产水泥熟料3000吨(使用带悬浮预热器和预分解窑的干法水泥回转窑)，在未使用本实用新型提供的装置的情况下，入窑热生料中各元素含量和生产出的水泥中各元素含量分别如表1和表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>[0063]表2依据表2，水泥产品的碱当量为0.14%+0.658X1.16%=0.90328%，大于0.60%，不符合低碱水泥的要求。如果使用本实用新型提供的装置、并通过回转窑窑头向装置中加入PCB50吨，其中CI含量60%，抽取装置风量的2%，并对抽取的烟气进行处理、收集其中的KCl，在此情况下，生产出的水泥中各元素含量如表3所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>[0067]表3依据表3，水泥产品的碱当量为0.13%+0.658X0.63%=0.54454%，小于0.60%，符合低碱水泥的要求。对比表2和表3可以看出，在同样使用表1所示成分的热生料的情况下，如果使用了本实用新型提供的装置进行处理，最后水泥产品中的K含量大大降低，实现了使用高碱原料生产低碱水泥的目的。应用实例2某水泥长生产线日产水泥熟料3000吨(使用带悬浮预热器和预分解窑的干法水泥回转窑)，在未使用本实用新型提供的装置的情况下，入窑热生料中各元素含量和生产出的水泥中各元素含量分别如表4和表5所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>[0075]表5依据表5，水泥产品的碱当量为0.16%+0.658X1.26%=0.98508%，大于0.60%，不符合低碱水泥的要求。如果使用本实用新型提供的装置、并通过回转窑窑头向装置中加入飞灰2吨，其中CI含量20%，抽取装置风量的4%，并对抽取的烟气进行处理、收集其中的KCl，在此情况下，生产出的水泥中各元素含量如表3所示。[0078]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>[0080]表6依据表6，加入飞灰后生产的水泥产品的碱当量为0.12%+0.658X0.60%=0.5148%，小于0.60%，符合低碱水泥的要求。对比表5和表6可以看出，在同样使用表4所示成分的热生料的情况下，如果使用了本实用新型提供的装置进行处理，最后水泥产品中的K含量大大降低，实现了使用高碱原料生产低碱水泥的目的。虽然在此已经结合具体实施例描述了本实用新型，但应理解的是本实用新型并不限于这些公开的实施方式，相反，本实用新型所要求保护的范围涵盖包括在权利要求书的精神和范围内的各种改变和等同物。权利要求一种利用高碱原料生产低碱水泥的装置，该装置包括预热器、预分解窑、窑尾烟室、预燃炉和回转窑；其特征在于，该装置还包括含氯物质投加器和烟尘收集部件；所述含氯物质投加器与所述窑尾烟室、预燃炉和回转窑窑头中的一处或多处相连，将含氯物质投加到所述回转窑中，所述含氯物质中的氯与热生料中的钾生成气态氯化钾；所述烟尘收集部件与所述窑尾烟室、预分解窑或预燃炉中的一处或多处相连，接收富集所述气态氯化钾的热烟气，冷却所述热烟气后收集附着固态氯化钾的烟尘。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述烟尘收集部件包括混合室、鼓风机、旋风收尘器、袋式收尘器、链式运输机、储灰仓和尾气排放装置；所述混合室通过热风管道与窑尾烟室、预分解窑或预燃炉中的一处或多处相连，接收富集所述气态氯化钾的热烟气；所述鼓风机与所述混合室相连，冷却进入混合室的所述热烟气；所述旋风收尘器与所述混合室相连、并具有出尘口，收集从所述混合室输出的烟气中附着固态氯化钾的烟尘颗粒；所述袋式收尘器与所述混合室相连、并具有出尘口，进一步收集从所述旋风收尘器输出的烟气中含有的固态氯化钾微晶和烟尘颗粒，并将处理后的烟气通过尾气排放装置排放；所述链式运输机位于所述旋风收尘器和袋式收尘器的出尘口下方、并与储灰仓相连，将旋风收尘器和袋式收尘器收集的烟尘输出到储灰仓。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述热风管道上设置有风量调节阀门。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述混合室内经过耐热处理。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述含氯物质投加器为位于所述回转窑的窑头的燃烧器，或者为位于所述回转窑的窑头、窑尾烟室或预燃炉的气力输送装置，将固态含氯物质投加到所述回转窑中。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述含氯物质投加器为位于所述回转窑的窑头的喷枪，将液态含氯物质投加到所述回转窑中。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述窑尾烟室、预燃炉和回转窑的窑头处开有供所述含氯物质投加器连接的连接孔。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述连接孔处设置有控制阀门。专利摘要本实用新型公开了一种利用高碱原料生产低碱水泥的装置，该装置在传统装置中增加了含氯物质投加器和烟尘收集部件，其中含氯物质投加器将含氯物质投加到装置的回转窑中，使之与高碱原料中的钾生成气态氯化钾，再由烟尘收集部件将富集所述气态氯化钾的热烟气进行冷却，将冷却后生成的固态氯化钾去除，从而大大降低装置中的碱含量，实现使用高碱原料生产低碱水泥。文档编号C04B7/43GK201530782SQ200920167858公开日2010年7月21日申请日期2009年7月30日优先权日2009年7月30日发明者余志辉,孙伟舰,渠永峰,熊运贵,赵启刚申请人:北京金隅红树林环保技术有限责任公司;北京新北水水泥有限责任公司