专利名称：制作水泥熟料的方法及装备的制作方法
技术领域：
本发明是和一种从生粗粉料制作成水泥熟料有关的方法，其装备包括一台预热器，它像悬置的预热器，一座焙烧炉，一台固定反应器以及第一、第二熟料冷却器。生的粗粉料先在预热器中用焙烧炉来的热废气预热，而焙烧炉接受燃料和来自第二冷却器经预热过的氧化空气以及从固定反应器来的热废气;经预热了的生粗粉就在焙烧炉中焙烧，并供到固定反应器，反应器中有来自第一冷却器的热空气，也可以有燃料，在反应器内的焙烧物料于第一冷却器冷却之前就被烧成水泥熟料，接着就供至第二冷却器作另一次冷却。第一和第二冷却器可以是分开的冷却器，或者是共用冷却器的单冷却间。这种方法就作为下文所述的方法。
从EP-A-0226329得知这种方法，根据它的说明，生的粗粉料在所说的焙烧炉中焙烧，还有专用的焙烧室，紧接其下面有一涡旋室，它以环形运动将第二冷却器来的第二次的燃烧空气供至上面有覆盖的焙烧炉，而在第一涡旋室下面有一第二涡旋室，用它来分离水泥熟料，并传送至焙烧炉以吸入从固定反应器来的燃烧空气。分离到第二涡旋室的水泥熟料通过一斜槽回到反应器。在反应器内生粗粉料被烧蚀为液态层而成水泥熟料，把它从反应器的底部卸入第一冷却器中。这一详细说明表明生的粗粉料在焙烧炉中被焙烧至这样的程度，约85%的过粗粉大约以860℃温度焙烧。从反应器来的热燃烧空气是通过一混合室传到第二涡旋室的，从反应器来的燃烧空气和来自第二冷却器的第二次燃烧空气在混合室中混合。
本发明的目的是提出一种方法及其装备，它比上面已知的方法和装备更简单并且不复杂，根据本发明所述的那种方法，其特征是在其固定反应器的燃烧发生于喷射层中;生粗粉于焙烧炉中以高于950℃的温度焙烧;用一台风机将空气吹入并通过第一冷却器径直向上到固定反应器的底部，其容量只设定可维持其进入固定反应器的空气量，它刚好能完成烧成熟料，在顶着从固定反应器第一冷却器来的气流情况下，这已经超过能通过的预定量。
喷射层通常由一个立式园柱形的容器所组成，在容器的较低端部处，通过一截头锥体的转变部分与一煤气输送管相连接。如果容器充满未加工的粒子，并且设定园柱形专用容器内的气体速度小于颗粒的下落速度，这样颗粒就不会被输送到容器顶部外面来，但是在气流的影响下，迫使粒子要采用一种特有的环状流动形式，使与流动的气流紧密接触。此处以空气用作气源，因为气体、粒子的紧密接触，全部填充就能经受到同样的温度。这一有益的效果与从一流体层得知的相似，但流体层不同于喷射层，因为气体被导入一块有许多小孔的底板，而不是一个单一的中央进气口。横跨流体层断面，气体分布得更为均匀，但是需要1300℃以上的温度来燃烧熟料，因为空气可以预热到1100℃，要得到能承受这样高温的底板材料实际上是不可能的。这个问题不会在喷射层方面产生。
根据本发明，生粗粉在焙烧炉中几乎完全被焙烧，而导入喷射层经焙烧过的热粗粉料大量已接近不同尺寸的熟料在环行着，并立即粘住生粗粉料，尤其是较小的熟料粒子会继续这种反应。继续形成熟料粒子，之后达到某一要求的尺寸，此时就认为熟料已完成燃烧，由于所获得的熟料重量能克服从第一冷却器进入反应器的气流，在重力下熟料移向反应器的底部并进而掉入第一冷却器，在冷却器内熟料最终凝固成结实的熟料并进入第二冷却器作另一次冷却。
当固定反应器内也有燃料时，来自第一冷却器的空气助其燃烧，固定反应器内的温度至少可以用调节供燃料率来部分加以控制，而不需要改变它的供气率，从而使所要求的空气流入固定反应器。这意味着流入固定反应器的空气量经常比要燃烧最大燃料的助燃供气率大。
从而，这就有可能分别来调正焙烧完成熟料的大小和反应器中燃烧所需的温度。
在反应器中的温度，至少可以用调节由焙烧炉所提供经焙烧的生粗料的温度来部分地加以控制。而熟料在反应器中的燃烧是一种放热过程，即含有热量发生的过程，供给固定反应器的燃料有时可能是零。
此处的生粗粉料含有碱份，它是在燃烧熟料时不希望要的。一部分从固定反应器来的废气能够在它进入焙烧炉之前除去，这就不可避免地要有一些能量损失，但是这样的损失是可以忽略的，因为供给喷射层的气流量及燃料量很低。
本发明也包括一种用以实现这种根据本发明方法的装备，该装备含有一台预热器，一座焙烧炉，一台固定反应器，它由一个立式容器在其较低部位有一截头锥体式壁体所构成，以及第一及第二熟料冷却器，它的特点在于其截头锥体式壁体是开口的，并直接与第一熟料冷却器的顶部通过一根共用的垂直中间导管相连接，该导管不断通过从冷却器来的热空气至反应器以及将从反应器来的烧成的水泥熟料传至冷却器，该容器还装有供焙烧生粗粉料用的一个或多个侧面进口。
从GB-A-2112296得知，使用一条底部气体进口导管至反应器，以对反应器及导管出来的粒子进行分类，就可以得到均匀的熟料大小。该说明书披露了一种在反应器底部带有一根中间进口管子的液态层反应器，管子用来供应燃烧空气并不断充当烧成熟料的出口导管。无论如何，这种所知的布置是由一相当复杂的、有多种导管及调节板的系统所组成，导管及调节板是用来供应来自下面的冷却器的燃烧空气到反应器的，再说其混合空气入口/熟料的卸料导管还装有熟料斜槽。它与本布置不同，其空气入口/熟料卸料导管或管道，按本发明，它是一种与冷却器连接的简单敞口，而没有如2112296那样相当复杂的连接。
根据本发明的装备，其焙烧炉可以是一种直立的园柱形容器，在它的底部有空气、废气、燃料及生粗粉料等进入口，在其顶部有带悬浮粒子的废气排出口，此排出口与分离来自废气中焙烧粒子的分离器相连接，并将此粒子供给固定反应器。
反应器的直径可以小于焙烧炉，可装于中央紧接下面的焙烧炉，并与之相连。这样，从反应器来的废气就可以直接排入焙烧炉而没有任何约束。这是和上述所知装备相比较的一个明显的优点，它不需要用斜槽，或其它因为焙烧炉和反应器间的多处连接所产生的压力损失。所以，反应器可在其底部设计成小间形式而作为焙烧炉的一个完整部分。
本发明可参照附图以例举方式作进一步的说明，其中
图1为根据本发明用图解表明的整套装置;
图2表示由图1整套装置中所用固定反应器的垂直剖面;
图3是用图解表明类似图1的一套设备，但只作少量描述。
这些附图表示了一套制作水泥熟料的装置，包括一台由三个预热旋风器1，2和3组成的悬置预热器，一座有分离旋流器5的焙烧炉4，一台位于焙烧炉4下面的固定反应器6，一台第一冷却器7和一台第二冷却器8。
水泥生的粗粉料在进料口9送到整套装备，并以所知道的方式通过预热旋风器1，2及3并经过导管10把粉料运入焙烧炉4。在进料口11将燃料给入焙烧炉4，而将从第二冷却器8来的燃烧空气通过一个或几个输送管12送入焙烧炉。
经预热的生粗粉料在焙烧炉4中以所知的悬浮方式焙烧，通过排出口5a，将悬浮废气及焙烧过的生粉料送到分离旋流器5，废气从那里向上导入预热旋风器1，2及3，并从预热器通过整个装备的废气排出口13排出。经分离焙烧过的生粉料从分离旋流器5向下经过输送管14导入反应器6。
反应器6内有从第一冷却器来的燃烧空气，它是通过一根带有燃料的管子15从进气口16进入反应器的。一台风机把空气送入冷却器7，冷却器中有从反应器6通过管子15来的烧成的熟料，熟料在第一冷却器7内最终被冷却凝固，并由冷却器7通过导管18进入第二冷却器8内作最后的冷却。
附图表示得很明白，反应器6位于焙烧炉4的底部，把它做成与焙烧炉截头锥体下端部位为一个整体，所以废气就可直接从反应器6供入焙烧炉内。
图2表示反应器6的一个垂直断面，它包括一个园柱体形的容器20，较低部位的截头锥体部分21，前面提到过的经焙烧过的生粉料的进料口14，燃料进料口16和燃烧空气进口15以及废气至焙烧炉4的通道22，反应器6内部装有一隔热耐火层。
焙烧过的生粉料从进料管道14沿着反应器的锥体壁21向下流动，在锥体部分21的底部，粉料被通过导管15向上流动的燃烧空气所吸收，于是就在反应器的园柱形体内形成一个喷射层。在园柱体容器20中，以箭头表示出物料在反应器内以一种特有的垂直方式循环着，并逐渐形成粉粒尺寸增大的熟料。在到达这一预定尺寸之后，熟料的重量就会大于反应器中向上的气流力，这样烧成的熟料就向下落入锥体部分21，并经过导管15向下移动到第一冷却器7中。熟料大小的预定，取决于容积的设定和空气通过管道15向上流动的速度。
因为反应器中熟料的特有环状运动，使温度因横跨整个反应器的断面而均匀分布。管子15有一自由下落至冷却器7的敞口，它为烧成的熟料提供了一种十分简单的分粒器。
要供入反应器6的经焙烧的生粉料，实际上它已被充分焙烧，为此生粉料已在焙烧炉内以高于950℃的温度焙烧至多于98%的程度。由于反应器中的放热过程，在一定环境下就不需要往反应器添加燃料，但反应器装有燃料供应管16，为在水泥熟料的燃烧温度不能自动升高到所需温度时使用。
从图中所示和上述的说明，根据本发明的反应器解决办法，它提出一种比以前所得知的工艺更为简单的装备，即，它没有因焙烧炉4和反应器6间以及反应器6和第一冷却器7之间的多种连接所产生的压力损失。甚至可设定流入固定反应器的燃烧空气比在反应器中以最大量的燃料燃烧所需的最小空气量高得多。为此，可以用调节燃料供应量来单独控制反应器中的温度，而不需改变它的空气容量，这样可维持熟料向下通过导管15到冷却器7所需的大小尺寸。
空气通过管子15往上流动，为此，已烧成熟料的熟料大小可以单独靠风机17来控制。
图3示出一种与图1不同的装备，为减少焙烧炉中的碱含量，这套装备有一种在废气进入焙烧炉4之前，从反应器6中除去一部分废气的手段。倘若喷射层中的温度足够高时，碱份就会蒸发，但是有此碱份也会随同上面所说的部分废气一起排出。
为了从反应器6中通过排出口24排出含碱废气，装备了一台风机23，如图例所示，它被排放到一间混合室内，废气在室内与新鲜空气混合并且通过加有水的冷却塔26，碱就凝固并分离入沉淀器中，图中没有把废气排到排气管的图形表示出来。
权利要求
1.在含有一台预热器、一座焙烧炉、一台固定反应器和第一、第二熟料冷却器的装备中来制作水泥熟料的一种方法。在该装备中，生的粗粉料先在预热器中用焙烧炉来的废气预热，焙烧炉接收燃料和来自第二冷却器经过预热的氧化空气以及从固定反应器来的热废气；经预热了的生粗粉就在焙烧炉中焙烧，并供到固定反应器中，反应器内有来自第一冷却器的热空气，物料在第一冷却器冷却之前，就在反应器中烧成水泥熟料，并接着供到第二冷却器作另一次冷却；其特征在于，在固定反应器中的燃烧发生在喷射层，生粗粉料就在该处被高于950℃的温度焙烧成熟料；由一台风机将空气吹入，通过第一冷却器并一直进到固定反应器的底部，所设定的容积只维持在进入固定反应器的空气量，它刚好能完成烧成熟料，在顶着从固定反应器到第一冷却器来的气流情况下，这已经超过能通过的预定量。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，它的固定反应器也有燃料，并由第一冷却器的空气助其燃烧;在固定反应器中的温度至少可以用调节燃料供给量来部分加以控制，而不需要改变供气量，从而所需的空气就流入固定反应器。
3.按照权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，在其固定反应器中的温度。至少可以用调节焙烧炉所供给经焙烧过的生粉料温度来部分地加以控制。
4.按照上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，一部分从固定反应器来的废气，在其进入焙烧炉之前就被除去。
5.实现上述任一项权利要求所述方法的装备，此装备包括一台预热器(1，2，3)，一座焙烧炉(4)，一台固定反应器(6)，它由一直立的园柱形容器(20)组成，在容器的下部有一截头锥体壁体(21)，以及第一和第二熟料冷却器(7，8);其特征在于，截头锥体壁体的底部是开口的，它通过一共用的垂直中央管道(15)直接和第一台熟料冷却器(7)的顶部相连，同时使从冷却器(7)来的热空气通过到反应器(6)，又使从反应器(6)来的烧成的水泥熟料通至冷却器(7)，该容器(20)也装有一个或几个焙烧过的生粉料侧部进料口(14)。
6.按照权利要求6所述的装备，其特征在于，它的焙烧炉4为一个有几个进入口的直立园柱形的容器，其下部的(12)为进气口，(22)为废气口，(11)为燃料供入口，而(10)为生粗粉料的进入口，容器顶部有一带有悬浮粒子的废气排出口(5a)，它与一分离器相连，将废气中的焙烧过的粒子分开并把它供到固定反应器(6)。
7.按照权利要求6或7所述的装备，其特征在于，反应器(6)的直径比焙烧炉(4)的直径小，而反应器(6)位于中间，正处在焙烧炉(4)的下面并与之相连。这样，从反应器(6)来的废气就能直接往上通入焙烧炉(4)内而无任何限制。
8.按照权利要求6至8中任一项所述的装备，其特征在于，在反应器(6)及焙烧炉(4)之间的废气通道(22)有一排出废气的出口(24)。
全文摘要
制作水泥熟料的整套装备有一组悬置预热器(1，2，3)，一座焙烧炉(4)连同一台固定反应器(6)以及冷却器(7，8)。空气往上吹经冷却器(7)进入反应器(6)，器内有一喷射层，在该处料经燃烧制成熟料，空气流量受控制，所以只有熟料粒子长到能下落并经过气流进到冷却器7的确定的大小。
文档编号C04B7/44GK1044449SQ90100229
公开日1990年8月8日 申请日期1990年1月16日 优先权日1989年1月18日
发明者索伦·亨德伯尔 申请人:斯米德恩公司