专利名称：用于由生料生产熟料的改进设备和有关过程的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于由生料生产熟料的改进设备和有关过程。水泥是一种水凝粘合剂，用于粘合像沙子和砾石之类的惰性固体材料，因而形成混凝土和砂浆，即用于建筑的基础成分。
背景技术：
在工业范围内，水泥通过熟料和石膏与像石灰、矿渣及火山灰之类的调节剂物质 (corrective substance)的混合和磨碎制造。在根据称作“干法”工艺的用于生产水泥的过程中，通过原料的混合物的高温烘烤得到熟料，这些原料主要包括石灰(碳酸钙)和粘土 (硅石、矾土、氧化铁、以及结晶水)。原料以固体状态按希望比例混合，然后磨细，直到得到称作“生料”的均勻粉状物。因而在本说明书中，我们用“生料”意指如此得到的、用作用于生产熟料的起初的材料的均勻粉末。生料借助于在回转窑中在大约1450°C的温度下烘烤而转化成熟料，该回转窑基本上包括倾斜的回转缸。在其位于回转窑中的过渡期间，生料被加热到大约1450°C的温度。在加热期间，生料首先经历完全煅烧，并且此后，反应形成硅酸钙和铝酸盐(烧熟反应)，这些硅酸钙和铝酸盐代表熟料的主要成分。更明确地说，在烧熟反应期间，在氧化钙、氧化硅、氧化铝及氧化铁之间有一系列化学反应，所述反应由原料本身(铝和铁氧化物)的一部分的熔化促进。发生烧熟反应所需要的能量借助于燃烧器产生，该燃烧器位于回转窑的头部上、 在与装载生料的端部相对的端部处。通常使用的燃料是煤炭、petcoke、燃油、甲烷、以及可选择的燃料，例如肉粉(meatmeals)之类。热能通过在燃烧器处的烘烤区域(大约2000°C的温度)中的辐射并通过借助于在窑的剩余部分中的燃烧气体的对流和传导而传递到经受处理的生料。在烘烤处理结束时，如此得到的熟料从回转窑排出，并且在空气冷却器中迅速地冷却，以便使它稳定。参照如下附图表示和讨论根据现有技术的过程-图1A，其示出了根据现有技术的熟料生产设备的示意性表示，该熟料生产设备包括装备有4级悬挂式预加热器的回转窑；-图1B，其示出了根据现有技术的熟料生产设备的示意性表示，该熟料生产设备包括装备有5级悬挂式预加热器和预锻烧器的回转窑。在上述附图中，实线表示固体材料的流动，虚线表示气流流动，而罗马数字表示悬挂式预加热器的各级。在现有技术中的已知熟料生产设备中，生料在进给到回转窑之前经受预加热，并且选择性地经受预锻烧处理。当前最广泛使用的预加热技术之一是基于所谓的“悬挂式预加热器”或“多级旋流式预加热器”(下文也仅称为“预加热器”)的使用，这些预加热器包括旋流塔，在所述旋流
4塔中，每个预加热级发生在一个或多个旋流器(cyclone)中。在这种类型的预加热器中，我们用第一旋流器意指在其中发生第一预加热级以及在预加热的粉料与燃烧烟气之间的第一分离的旋流器，我们用第二旋流器意指在其中发生第二预加热级和在预加热的粉料和燃烧烟气之间的第二分离的旋流器，及类似地定义多级旋流式预加热器的随后的旋流器。在本说明书中，应该始终根据以上定义解释预加热器的第一旋流器，如同随后的旋流器那样。第一级(与随后的级不同)构造成使由来自窑的燃烧烟气携带的粉末最少。尽管这样，离开预加热器的燃烧烟气中的粉末的浓度保持得很高(大约为50-100g/Nm3)。预加热和预锻烧步骤分别在预加热器1中和在预锻烧器2中进行(图IA和1B)。 这些步骤的存在允许已经预加热到大约950°C温度的、部分地锻烧(30-40%)的粉料进给到回转窑3，并且在随后的锻烧反应中具有显著的能量节省。预加热步骤的存在(选择性地伴随有预锻烧步骤)也允许使用减小尺寸的回转窑，因而减小在这样的窑中发生的热量损失，并且提高熟料生产过程的整个能量效率。在预加热器中，使起初的原料从大约40°C的温度逐渐达到大约950°C。通过将粉料保持成悬浮在炽热气体流中而进行加热，从而利用在粉料与燃烧烟气之间的大的热交换表面，所述炽热气体流包括回转窑的燃烧烟气。在预加热步骤中，固相(粉料)与气相(回转窑的燃烧烟气)相接触的时间量是十分重要的。为了保证在固相与气相之间的最佳接触时间，悬挂式预加热器包括一系列旋流器G个到6个)，这些旋流器彼此上下布置，以形成甚至达到130-150m的可变高度的塔。 这种预加热器可定义为多级旋流式预加热器。在塔的顶部处发生的第一预加热级可在并行的两个旋流器中进行，以保证在粉料离开预加热器之前与气流更好的分离效率。参照图1A，在多级旋流式预加热器1中，来自回转窑3并且具有大约900-1000°C 温度的燃烧烟气从底部向顶部(从IV至I)通过旋流器。在预加热器1中起初的生料与燃烧烟气相混合，在该预加热器1内，起初的生料通过进口 4插入，该进口 4布置在预加热器的顶部处、位于第一(I)旋流器与第二(II)旋流器之间。生料穿过预加热器直到在下部部分中的出口，通过燃烧烟气的流动从一个旋流器运送到下一个旋流器。在每个旋流器中，大约80%的固相(粉料)与气相(燃烧烟气)相分离，以便然后再次插入到进入下面的旋流器内的气相中。另一方面，包含剩余固体部分(粉料的大约20%)的气相流到上方的下个旋流器。在预加热器1的底部处，得到具有大约950°C温度的预加热的粉料。将来自多级旋流式预加热器中的最后的预加热级的粉料直接排出到回转窑3中，以便随后的锻烧反应。在装备有预锻烧器2的设备中(图1B)，预加热的粉料从预加热器1进给到适当的燃烧腔室5，该适当的燃烧腔室5装备有燃烧器6，在该适当的燃烧腔室5内，粉料经受部分锻烧过程。预煅烧的粉料离开预锻烧器2，并且与预锻烧器2的燃烧烟气一起进给到预加热器1的最后级(V)，以便然后朝回转窑3行进。预锻烧器2的燃烧烟气与回转窑3的那些燃烧烟气一起流动，并且在预加热器1处上升，直到在第一旋流器之后的顶部出口 7。穿过预加热器的出口 7离开的气流具有大约270-360°C的温度，该气流包括回转窑3的燃烧烟气和选择性地包括预锻烧器2的那些燃烧烟气。在释放到大气中之前，该气流通常用在水泥生产过程的其它步骤中(例如，用于磨碎和干燥原料，或者也作为在回转窑中或在预锻烧器中的燃烧空气)，以便回收热量。
在像以上描述的设备的水泥生产设备中熟料的制备产生大体积的气体排放，这可能潜在地污染环境。离开预加热器的气流的特征在于污染物质的高浓度，特别是氧化氮(NOx)和粉末。NOxS要由燃烧过程产生，这些燃烧过程发生在回转窑中，并且选择性地发生在预锻烧器中。当前用于减少离开预加热器的气流中的NOx的主要技术是如下两种-选择性非催化还原(SNCR)，它用于在预加热器的高温区域中NOx与还原剂(例如氨或尿素)的反应；-选择性催化还原(SCR)，它在催化剂存在的情况下用于NOx与作为还原剂的NH3 的反应。SNCR技术如果用于具有800-900°C温度的气流则是有效的，并且允许存在的NOx 的大部分被还原(即，大于50%)。SCR技术的应用(最近仅用在电能生产领域中和在水泥领域中的发展阶段中)允许实现非常高的还原率(超过90%)。SCR技术如果用于具有在300与400°C之间的温度的气流则是有效的。考虑到这个最佳温度范围，将SCR还原系统安装在熟料生产设备中的预加热器的顶部出口处，在第一旋流器之后，在该处，通过这样的出口离开的气流具有大约270-360°C 的温度，该气流包括回转窑的燃烧烟气，并且选择性地包括预锻烧器的那些燃烧烟气。然而，SCR技术的应用的确存在各种缺点，主要是由于在离开预加热器的燃烧烟气中的大量粉末的存在。沉积在催化剂的壁上的粉末降低SCR还原系统的效率，同时增大对于气流通过的阻力，并因此增大与使气流运动相关的能量消耗。在处理过的气态流出物中存在粉末也意味着与需要用压缩空气清理催化剂相关联的高能量消耗、以及由于粉末施加在催化床的表面上的磨蚀作用而降低催化剂的使用寿命。粉末的大量存在基本上与组成预加热器的旋流器的有限除尘效率相关。尽管它们设计成使分离效率最大化，但旋流器仅能够有效地分离较重的粉末。其次，在预加热器的出口处，可能也有由可选择燃料(例如动物粗粉)在回转窑的和预锻烧器的燃烧器中的燃烧产生的灰烬。灰烬(包含磷酸盐)的存在使催化剂受到抑制， 并因此降低其NOx还原的有效性。取决于使用的原料的硫含量，有时在灰烬中存在主要呈SO2形式的氧化硫。在这些情况下还原可借助于氧化钙基化合物和/或氢氧化钙基化合物在燃烧烟气中的注入而进行，结果是形成硫酸钙，所述硫酸钙有利地能够在熟料生成过程中再循环。根据上述技术在气相中的氧化硫的还原有效性也由在烟气中高浓度粉末的存在而受到限制，这使得再循环未反应的石灰几乎是不可能的。离开预加热器的燃烧烟气在已经将NOx和SOx清除之后、并且在通过生产过程的其它步骤已经选择性地再循环以回收其残余热量之后，最后必须在释放到大气中之前除去粉末。除去粉末过程通常通过借助于电过滤器(也称作静电除尘器)或也借助于纤维过滤器的过滤而进行，纤维过滤器最广泛地用在熟料生产设备中。与即使在高温下也可过滤气流的电过滤器不同，纤维过滤器仅能在250°C以下的温度下工作(根据使用的纤维类型)。因此，使用纤维过滤器以便从燃烧烟气中除去粉末需要安装用于降低待被过滤的气体的温度的适当的系统(例如，调节塔、热交换器、稀释空气插入器)，结果是该过程的投资成本和能量消耗的增加。在如以上描述的那样的水泥生产设备中的熟料的制备也存在其它缺点。在固相(粉料)与气相(燃烧烟气)之间的短接触时间(其可在悬挂式预加热器的单级中实现)需要安装多个旋流器，从而形成多级预加热器，以达到可接受的热交换水平。这需要建造预加热器的坚固支撑结构，并且同时需要与通过预加热器运送烟气和固体材料相关联的高能量消耗。根据设备的生产能力和采用的具体生产技术，预加热器可达到相当的高度 (130-150m)，这也引起“风景损害”。另外，即使使用允许延长的接触时间的4-6级预加热器，在粉料与燃烧烟气之间的热交换也不会高得足以保证达到热平衡。在现有技术中的已知预加热器中，在离开预加热器的燃烧烟气的温度与粉料的温度之间的差平均是大约40-50°C。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的设备和过程，以克服指出的现有技术的缺点。本发明的第一目的是提供一种用于由生料生产熟料的设备，该设备包括-回转窑8，选择性地包括预锻烧器；-多级旋流式预加热器9，所述预加热器9相对于在所述窑8中发生的燃烧的烟气 11的流动方向而连接在所述回转窑8的下游；-电过滤器10，所述电过滤器10相对于燃烧烟气11的所述流动方向而连接在所述预加热器9的下游；其特征在于所述设备包括第一进口 17，所述第一进口 17用于将生料进给到所述燃烧烟气11，所述进口 17相对于燃烧烟气11的所述流动方向而布置在所述预加热器9的下游且在所述电过滤器10的上游；并且它包括第二进口 18，所述第二进口 18用于将部分地预加热的生料14从所述电过滤器10进给到所述预加热器9。本发明的第二目的是提供一种用于在设备中由生料生产熟料的改进的过程，该设备包括回转窑8，选择性地包括预锻烧器；多级旋流式预加热器9 ；以及电过滤器10，所述过程包括如下操作步骤a)使来自回转窑8的燃烧烟气11从底部向顶部地流入预加热器9中；b)将生料22与离开预加热器9的燃烧烟气11相混合，并且生料14通过与燃烧烟气11相接触而进行预加热，并形成包含悬浮的、部分地预加热的生料14的气流；c)将在步骤b)中得到的气流进给到电过滤器10，并且将部分地预加热的生料14 与没有粉末的燃烧烟气流15分离；d)将在步骤c)得到的部分地预加热的生料14进给到预加热器9，并且使生料14 通过与燃烧烟气11逆流地相接触而进行预加热，该燃烧烟气11从底部向顶部地流动；e)将来自步骤d)的预加热的生料16进给到回转窑8，用于随后生产熟料。
根据本发明的设备的和过程的优选实施例示意性地表示在附图2和3中。
具体实施例方式在图2和3中同样地，实线表示固体材料的流动，虚线表示气流，而罗马数字表示悬挂式预加热器的旋流器。根据本发明的过程的步骤a)用于使来自回转窑8的燃烧烟气11在预加热器9中从底部向顶部流动。类似于在根据现有技术的熟料生产设备中发生的情形，燃烧烟气11在底部处进入到预加热器9中，并且从多级旋流式预加热器9的旋流器上升直到上部出口 12。在该过程的步骤b)中，将起初的生料22与离开预加热器9的燃烧烟气11相混合， 并使生料14通过与燃烧烟气11相接触而被预加热，且形成包含悬浮的、部分地预加热的生料14的气流。起初的生料22通过适当的进口 17插入燃烧烟气11，该适当的进口 17相对于燃烧烟气11的流动方向而布置在来自悬挂式预加热器9的出口 12的下游并在进入电过滤器 10的进口 13的上游。按这种方式，生料22与以气相保持悬浮的燃烧烟气11相混合，并且同时加热，因而形成气流，该气流包含悬浮的、部分地预加热的生料14。部分地预加热的生料14的温度既取决于离开预加热器9的出口 12的燃烧烟气 11的温度，也取决于将生料22进入燃烧烟气11中的进口 17连接到悬浮的、部分地预加热的生料14进入电过滤器10的进口 13的路径(以后，更简单地称为“路径P”)的长度。 事实上，在生料22与燃烧烟气11之间的接触时间以及因此在燃烧烟气11与生料22之间的热交换程度取决于所述路径P的长度。通过适当地选择路径P的长度，因而可以改变进入预加热器9中的部分地预加热的生料14的温度。在本发明的优选实施例中，所述路径 P的长度设计成使得进入预加热器9的、部分地预加热的生料14具有在250-400°C (优选地270-360°C)范围内的温度。在现有技术中的已知熟料生产设备中，在悬挂式预加热器中经受预加热的生料具有大约40°C温度，并且在已经通过至少最初两个预加热级之后，达到270-360°C范围内的温度值。按照本发明使用连接到悬挂式预加热器的电过滤器因而允许悬挂式预加热器在高得多的温度下被进给生料。因此，为了完成将生料预加热直到进入回转窑中的进入温度(大约950°C )，可以使用具有较小数目的旋流器的级的悬挂式预加热器。另外，根据本发明的设备也比在熟料生产设备中使用的悬挂式预加热器短得多，因为它具有少了 1或2个的旋流器级。在随后的步骤C)中，将在步骤b)中得到的气流进给到电过滤器10，在该处，部分地预加热的生料14与没有粉末的燃烧烟气流15分离。这种分离通过在电过滤器10内的静电沉积而发生。如此分离的部分地预加热的生料14进给到预加热器9，在预加热器处，它与燃烧烟气11相混合(该燃烧烟气11在预加热器本身内流动(步骤d)))，并且通过与燃烧烟气11逆流地相接触而被预加热，该燃烧烟气11从底部向顶部流动。为了这个目的，将借助于电过滤器10分离的部分地预加热的生料14通过到预加热器9的进口 18而插入到预加热器9中。该进口 18优选地可设置在两个旋流器之间(优选地在第一和第二旋流器之间)的中间位置处。 通过以上述方式将电过滤器10连接到预加热器9，可以使用电过滤器10代替一个或多个旋流器，从而也利用了这类装置相对于旋流器的更好的除尘效率。
在根据本发明的过程的最后步骤(步骤e))中，预加热的生料14(在大约950°C的温度下)从预加热器9的底部排出到回转窑8中，用于随后的烧熟反应。在优选实施例中，根据本发明的过程也包括步骤f)，该步骤f)包括使离开电过滤器10的经净化的燃烧烟气15经受去除污染物的进一步净化处理和/或热量回收处理。在图2中示出的根据本发明的过程的优选实施例中，通过在步骤C)中部分地预加热的生料14的分离而得到的清除粉末的燃烧烟气15，通过出口 19离开电过滤器10，然后进给到另外的各处理级，以便将其中的污染物除去并且/或者回收其热量。为了这个目的， 为本发明目的的设备设有适当的污染物净化处理装置和/或热量回收装置。清除粉末的燃烧烟气15也可再循环到熟料生产过程的(更一般地水泥生产过程的)其它步骤，在该水泥生产过程中，包括根据本发明的熟料生产设备。例如，进一步污染物净化处理(清除粉末的燃烧烟气15可输送到该处理)是NOx 还原过程。优选地，这种处理是借助于还原剂(例如氨)的选择性催化还原过程(SCR)。根据在现有技术中的已知方式，SCR过程可通过适当的选择性催化还原装置执行，例如通过 SCR装置(图2)。还原剂可进给到SCR装置上游的气流中。可选择地，经受SCR处理的同一燃烧烟气的流中可能存在的氨也可用作还原剂。这种氨由进给到预加热器的原料的热处理产生，并且由通过电过滤器的燃烧烟气运送到SCR装置的催化剂。如果由原料产生的氨量不足，则可以将附加量的氨或另一种还原剂进给到经受SCR的气流中。可以使清除粉末的燃烧烟气15经受的另一种净化处理是氧化硫还原过程(脱硫)，特别是用于还原so2。优选地，这个过程用于通过适当的注入装置将氧化钙基化合物和/或氢氧化钙基化合物注入到清除粉末的燃烧烟气15中。上述脱硫过程(在图2中未示出)可在NOx还原过程之前或之后没有差别地进行。清除粉末的燃烧烟气15也可进给到熟料生产过程的其它步骤，更一般地，进给到水泥生产过程的其它步骤(例如，在原料的磨碎和干燥中，或者也作为在回转窑中和/或在预锻烧器中的燃烧空气)，以在将它被释放到大气中之前回收其残余热量。清除粉末的燃烧烟气15的残余热量可使用适当的热量回收装置回收。为了这个目的，根据本发明的设备例如可包括空气/空气、空气/透热油、空气/水蒸汽型的热交换器，或者包括水调节塔(图2中的调节塔21)。根据本发明的过程也可以应用于装备有预锻烧器的熟料生产设备中。在这种情况下，回转窑的燃烧烟气进给到预锻烧器并且从那里与预锻烧器的燃烧烟气一起进给到悬挂式预加热器9。根据本发明的设备和有关过程相对于在现有技术下已知的过程和设备具有各种优点。按照本发明，将电过滤器用在熟料生产过程中作为生产过程的构成整体所需要的部分，特别是作为预加热设备的构成整体所需要的部分。在现有技术的过程中，电过滤器而是仅用作在气流被释放到大气中之前从气流中除去粉末的装置。本发明的主要优点如下-电过滤器与悬挂式预加热器结合使用允许增大在预加热步骤期间生料与燃烧烟气之间的接触时间，结果是改进了热交换的以及因此熟料生产设备的热效率。由于热效率的这种增大，可以消除预加热器的一个或多个旋流器(如在图2中示意性表示的那样，其中预加热器9仅设有三个旋流器)，结果是降低了相关支撑结构的高度、投资成本以及环境影响；-离开电过滤器的燃烧烟气的特征在于低粉末含量。这使得可以改进通过NOx和 SOx还原的随后的净化步骤的还原效率；-在使用热交换器来回收离开电过滤器的燃烧烟气的残余热能的情况下，低粉末含量减少通常的交换器变脏问题。就通过SCR还原系统除去NOx而论，根据本发明的设备和过程允许具有低粉末含量的燃烧烟气经受SCR处理，结果是-提高催化剂工作的可靠性，减小装载损失(由于催化剂的堵塞)，并因此降低用于气体运送的能量消耗；-降低在SCR处理期间与压缩空气的使用相关联的能量消耗，压缩空气的使用是为了保持催化剂的足够的清洁度；-减少由于催化剂的堵塞、受到抑制等造成的SCR系统的维护干预；-可以使用更小量的催化剂，因而降低SCR系统的体积和成本；-催化剂使用寿命延长。另外，本发明允许克服与燃烧烟气的高粉末度有关的SCR还原系统的操作问题， 也允许同一还原系统也用于消除在燃烧烟气中可能存在的其它类型的污染物质。为了这个目的，事实上，使用适当的化学成分的附加的催化剂以及用于NOx的催化剂是足够的。另外，在其中在熟料生产过程中使用可选择燃料的情况下，电过滤器保证产生的可能的灰烬(典型地包含磷酸盐)的还原，这些可能的灰烬可使催化剂受到抑制。因此本发明的另外优点是，使SCR技术的使用与任何类型的可选择燃料相兼容。如下示范性实施例仅为了说明本发明而提供，并且它们不应该被用于限制由所附权利要求书限定的保护范围。例 1图3示意性地表示根据本发明的设备，该设备包括电过滤器和3级旋流悬挂式预加热器。在所述设备中，来自窑(未示出)的燃烧烟气的气流路径和待被预加热的生料的路径设计成使得形成预加热以及预加热的粉料与燃烧烟气的相关分离的总体上三个级。为了证实根据本发明的过程的和设备的高能量效率，在设备的不同位置处已经计算气流(燃烧烟气)的和粉末(粉料)的温度。为了这个目的，已经进行如下假定-离开旋流器和电过滤器的粉末和气流处于热平衡；-离开旋流器和电过滤器的气流中的粉末浓度是可忽略的，即分离效率接近 100%。通过重复地搜索将该过程每一级的能量差额带到平衡的温度值而进行粉末的和气流的温度的计算。通过将以kg表达的、生产的熟料的量取作基准而进行质量平衡。这个量比为了得到熟料而进给到该过程的生料的量小(为了生产Ikg的熟料，需要大约1. 55kg的生料)。根据进行的计算，在设备的位置A-H中，燃烧烟气和粉料具有如下特性位置A (粉料)量1. 55kg/kg 的熟料
温度50°C发热量 24kcal/kg的熟料位置B (烟气)量1. 5Nm3/kg 的熟料温度308 °C发热量 166kcal/kg的熟料位置C (粉料)量1.6^g/kg 的熟料温度308 °C发热量 158kcal/kg的熟料位置D (粉料)量0. 10kg/kg 的熟料温度576 °C发热量 18kcal/kg的熟料位置D (烟气)量1.4Nm3/kg 的熟料温度576 °C发热量 ^2kcal/kg的熟料位置E (粉料)量0. 10kg/kg 的熟料温度826 °C发热量 26kcal/kg的熟料位置E (烟气)量1.3Nm3/kg 的熟料温度826 °C发热量 386kcal/kg的熟料位置F (粉料)量1.6^g/kg 的熟料温度526 °C发热量 270kcal/kg的熟料位置G (粉料)量0. 10kg/kg 的熟料温度860°C发热量 27kcal/kg的熟料位置G (烟气)量1.2Nm3/kg 的熟料温度860°C发热量 372kcal/kg的熟料3个预加热级的每一个的能量平衡如下
第一级(电过滤器)输入流(kcal/kg的处理的粉料)观2(位置D、烟气)+18(位置D、粉料)+ (位置A、粉料)=324.输出流(kcal/kg的处理的粉料)第二级(旋流器I)输入流(kcal/kg的处理的粉料) 置C、粉料)=570。输出流(kcal/kg的处理的粉料) 置F、粉料)=570。第三级(旋流器II)输入流(kcal/kg的处理的粉料) 置G、粉料)=669。输出流(kcal/kg的处理的粉料) 置H、粉料)=668 0在第三级中，由于计算的近似值，观察到在输入流和输出流的值之间的差(lkcal/ kg的熟料)。气流的和粉末的上述温度的值示出了用根据本发明的设备能够得到的热交换与根据现有技术的6级旋流悬挂式预加热器的热交换是相当的。具体地说，例子的计算表示在根据本发明的设备中，在电过滤器的出口处在预加热的生料与燃烧烟气之间的热平衡达到大约380°C的温度。这个值与在传统熟料生产设备中的6级预加热器中的3-4旋流器级之后由粉料达到的温度是相当的。使用具有少了多达3-4个的旋流器级的悬挂式预加热器的可能性意味着预加热设备的支撑结构高度减小多达大约45-50m，因为电过滤器安装在地面上，并且粉末从电过滤器到3级旋流式预加热器的运送通过气动或机械系统(升降机) 来进行。M 2对根据本发明的设备进行测试，该设备包括4级旋流悬挂式预加热器、电过滤器及NOx还原系统。离开电过滤器的净化燃烧烟气在适当的SCR装置中经受选择性催化还原处理。选择性催化还原在大约320°C的温度下、在作为还原剂的NH3(100-150mg/Nm3，参考无水烟气和10%体积的O2的值)存在的情况下进行。氨存在于燃烧烟气中，因为它来自于原料。离开电过滤器并且进给到SCR装置的经净化的燃烧烟气具有大约5g/Nm3的粉末 (粉料)浓度以及大约350°C的温度。在燃烧烟气中，也存在高浓度的SA(100-200mg/Nm3， 参考无水烟气和10%体积的&的值)。在对NOx还原效率进行测试时，对用于通过压缩空气清洁催化剂的电能消耗、由催化剂的堵塞引起的装载损失、催化剂持续多长时间、以及回转窑操作问题的发生进行评估。上述设备的测试中得到的结果(在表1中表示为“本发明的设备”)与同来自传统类型的熟料生产设备的燃烧烟气的SCR处理有关的数据(在表1中表示为“传统设备”) 一起表示在随后的表1中。在传统设备中，经受SCR处理的燃烧烟气来自5级旋流悬挂式预加热器，并且它们具有大约310°C的温度。在SCR系统中处理的烟气中的粉末浓度大于
:166(位置B、烟气)+158(位置C、粉料)=324。 386 (位置E、烟气)+26 (位置E、粉料)+158 (位 观2 (位置D、烟气)+18 (位置D、粉料)+270 (位270 (位置F、粉料)+372 (位置G、烟气)+27 (位 386 (位置E、烟气)+26 (位置E、粉料)+256 (位70g/Nm3。在传统设备的烟气中，也存在由原料产生的小浓度的NH3 *S02。然后另外的NH3 添加到处理气流中，以在尽可能与根据本发明的设备的那些条件相接近的条件下驱动SCR 过程。表权利要求
1.一种用于由生料生产熟料的设备，包括-回转窑(8)，选择性地包括预锻烧器；-多级旋流式预加热器(9)，所述预加热器相对于在所述窑(8)中发生的燃烧的烟气 (11)的流动方向而连接在所述回转窑(8)的下游；-电过滤器(10)，所述电过滤器相对于燃烧烟气(11)的所述流动方向而连接在所述预加热器(9)的下游；其特征在于所述设备包括第一进口(17)，所述第一进口用于将生料进给到所述燃烧烟气(11)，所述第一进口(17)相对于燃烧烟气(11)的所述流动方向而布置在所述预加热器(9)的下游并且在所述电过滤器(10)的上游；并且所述设备包括第二进口(18)，所述第二进口用于将部分地预加热的生料(14)从所述电过滤器(10)进给到所述预加热器(9)。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括用于从离开所述电过滤器的清除粉末的燃烧烟气中除去另外的污染物的装置和/或用于回收这些清除粉末的燃烧烟气的热量的装置。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，用于净化离开所述电过滤器的清除粉末的燃烧烟气的装置包括NOx减少装置，优选地包括借助于还原剂操作的选择性催化还原装置。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其中，用于净化离开所述电过滤器的清除粉末的燃烧烟气的装置包括氧化硫减少装置，特别是减少装置，优选的是用于将氧化钙基化合物和/或氢氧化钙基化合物注入到清除粉末的燃烧烟气中的装置。
5.根据权利要求2至4的一项或多项所述的设备，其中，用于回收包含在燃烧烟气中的热量的装置包括热交换器和/或调节塔。
6.根据权利要求1至5的一项或多项所述的设备，其中，所述第二进口(18)设置在两个旋流器之间的中间位置处，优选地在第一旋流器和第二旋流器之间的中间位置处。
7.根据权利要求1至6的一项或多项所述的设备，其中，将燃烧烟气(11)中的生料 (22)的第一进口(17)连接到悬浮的、部分地预加热的生料(14)在电过滤器(10)中的进口(1 的路径的长度设计成使得进入预加热器(9)的部分地预加热的生料(14)具有包括在250-400°C范围内的温度，优选地具有包括在270-360°C范围内的温度。
8.一种用于在设备中由生料生产熟料的改进的过程，所述设备包括回转窑(8)，选择性地包括预锻烧器；多级旋流式预加热器(9)；以及，电过滤器(10)，所述过程包括如下操作步骤a)使来自回转窑(8)的燃烧烟气(11)从底部到顶部地流入预加热器(9)中；b)将生料02)与离开预加热器(9)的燃烧烟气(11)相混合，并且生料(14)通过与燃烧烟气(11)相接触而进行预加热，并形成包含悬浮的、部分地预加热的生料(14)的气流；c)将在阶段b)中得到的气流进给到电过滤器(10)，并且将部分地预加热的生料(14) 与清除粉末的燃烧烟气流(15)分离；d)将在步骤c)得到的部分地预加热的生料(14)进给到预加热器(9)，并且使生料 (14)通过与燃烧烟气(11)逆流地相接触而进行预加热，所述燃烧烟气(11)从底部向顶部地流动；e)将来自阶段d)的预加热的生料(16)进给到回转窑(8)，用于随后生产熟料。
9.根据权利要求8所述的过程，其中，在步骤d)中进给到预加热器(9)的部分地预加热的生料(14)具有包括在250-400°C范围中的温度，优选地具有包括270-360°C范围中的温度。
10.根据权利要求8或9所述的过程，还包括如下操作步骤f)使离开电过滤器(10)的清除粉末的燃烧烟气(1 受到进一步污染物净化处理和/ 或热量回收处理。
11.根据权利要求10所述的过程，其中，阶段f)包括NOx减少处理，优选地借助于选择性催化还原过程。
12.根据权利要求10或11所述的过程，其中，步骤f)包括氧化硫减少处理，特别是SA 减少处理，优选地借助于将氧化钙基化合物和/或氢氧化钙基化合物注入到清除粉末的燃烧烟气(15)中。
13.根据权利要求10至12的一项或多项所述的过程，其中，步骤f)包括借助于至少一个热交换器和/或一个调节塔而对包含在清除粉末的燃烧烟气(1 中的热量进行回收处理。
全文摘要
本发明涉及一种用于由生料生产熟料的设备，所述设备包括回转窑(8)，选择性地包括预锻烧器；多级旋流式预加热器(9)，相对于在所述窑(8)中发生的燃烧的烟气(11)的流动方向而连接在所述回转窑(8)的下游；电过滤器(10)，相对于燃烧烟气(11)的所述流动方向而连接在所述预加热器(9)的下游；其特征在于所述设备包括第一进口(17)，用于将生料进给到所述燃烧烟气(11)，所述进口(17)相对于燃烧烟气(11)的所述流动方向而布置在所述预加热器(9)的下游并且在所述电过滤器(10)的上游；并且所述设备包括第二进口(18)，用于将部分地预加热的生料(14)从所述电过滤器(10)进给到所述预加热器(9)。本发明也涉及一种用于由生料生产熟料的改进的过程。
文档编号C04B7/36GK102317730SQ200980156519
公开日2012年1月11日 申请日期2009年12月17日 优先权日2008年12月23日
发明者A·克劳西, G·辛蒂, R·费迪 申请人:意大利水泥股份公司