分离挥发成分的方法和设备的制造方法
【专利说明】分离挥发成分的方法和设备
[0001]本发明涉及一种用于在制造水泥砖时从废气中分离至少一种挥发成分的方法，所述挥发成分例如是汞、铊、有机化合物、硫化物或氮化物，其中，用于制造水泥砖的原材料在与所述废气进行热交换的情况下被导引通过预热器，并且随后在回转炉内被烧制，其中，通过在所述预热器中加热原材料，使混合在所述原材料中的挥发的成分被蒸发，所述挥发成分从所述废气中被分离。
[0002]此外，本发明还涉及一种用于在制造水泥砖时从废气中分离至少一种挥发成分的设备，所述挥发成分例如是汞、铊、有机化合物、硫化物或氮化物，所述设备具有预热器，反向于所述废气的方向逆流地将用于制造水泥砖所需的原材料供给到所述预热器内，并且所述设备还具有用于烧结原材料的回转炉。
[0003]在制造水泥砖时，不同的原材料、如石灰石和粘土在回转炉中燃烧。在多种所应用的原材料中均含有挥发成分，如汞、铊、有机化合物、硫化物或氮化物，它们在预热级中加热时被蒸发并且在冷却废气时再次结合在尘埃上。由此，例如大部分汞与在原粉中产生的并且在过滤级分离出的尘埃一同被再次回输到水泥砖制造过程中，只有一小部分被漏掉并与废气一同进入大气。在此，汞主要通过原材料被输送到过程中，很小一部分汞的输入也可能是出自于燃料。
[0004]本发明申请主要涉及水泥砖的制造，但也可以应用于其它的热力生产过程中，其中涉及一些废气有害物的明显的循环特征。
[0005]原则上，包含在原材料中的汞在用于水泥砖制造之前就可以被去除或减少。这例如通过借助热气对原材料预热实现，由此所含有的汞至少部分被蒸发并且随后能够以浓缩的形式被分离。但通过对原材料的所需的加热却需要相对很多的能量，这提高了总体成本并且在原材料使用量较大时该方法是不经济的。
[0006]一种解决方案是在水泥砖制造中借助确定的用于分离汞的废气清洁方法、例如活性炭过滤器对回转炉的整个废气流进行清洁，但这种解决方案由于较大的气量和由此所需的设备体积，在经济性方面也是不被认可的。
[0007]由EP 2 437 866 Al已知一种另一种用于从水泥砖的制造过程的废气中分离汞的方法，其中设有与预热器分隔的排出反应器。汞结合在一种吸附剂上、尤其尘埃上并且其与载体空气被输送到运行的排出反应器中，在那里吸附剂随后被加热到大于250°C的温度，使得汞从吸附剂中排出并且转化为气态。排出反应器的积聚了汞的气体随后在预除尘装置中被除尘。在排出反应器中，只有由此积聚和除尘的气体的一部分被引入高温并且在之后的吸附级被清洁，同时在热传递系统中保留的支流被加热到在排出反应器中所需的用于排出汞的温度并且作为运载气体在此向排出反应器输送。在排出反应器的热传递系统中，来自水泥砖制造过程中的较热的废气流与部分环流的气流相混合。
[0008]但是，设置排出反应器的缺点在于，在预除尘装置中出现的尘埃在尘埃回输到预热器之前被输送到贮仓中。因此，需要在预热器中对尘埃重新加热，由此以不利的方式导致较高的能量耗费。
[0009]在WO 2007/128619 Al中示出用于制造水泥砖的另一种装置，其中，预热器具有四个旋流级，并且煅烧器具有一个旋流器。在根据图3的实施例中设有第二煅烧器，其与旋流级相连。
[0010]DE 10 2008 023 899 Al公开了另一种设备，其具有用于预热富含石灰的材料成分的第一预热器和用于预热含较少石灰的材料成分的第二预热器，该设备还具有煅烧器和用于燃烧被煅烧的原材料制成水泥砖的炉窑。第一预热器与煅烧器的废气管路相连，同时第二预热器与炉窑的废气管路相连。
[0011]EP O 845 443 Al涉及另一种用于去除炉窑设备的废气中的二氧化硫的方法，其中向预热器供给的原粉从原材料研磨设备输送，并且被冷却的水泥砖在水泥研磨设备中被研磨。在此，来自原粉预热器的废气的至少一个支流被导引穿过水泥研磨设备，并且在此废气中的二氧化硫被水泥微粒吸附。
[0012]因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种前述类型的方法和一种前述类型的设备，用于在制造水泥砖时从废气中分离汞，由此尽可能地大幅减少含汞废气，其中，只需要尽可能少的额外能量以及尽可能少的待清洁废气体积流，并且由此使运行和安装尽可能地节省成本。
[0013]所述技术问题在前述类型的方法方面如此解决，S卩，具有较高浓度的挥发成分的第一原料流被供给到预热器的第一支线中，并且具有较低浓度的挥发成分的第二原料流被供给到预热器的第二支线中，其中，所述预热器的第一支线通过所述回转炉的废气的第一支流运行，并且预热器的第二支线通过所述回转炉的废气的第二支流运行，其中，从通过所述预热器的第一支线导引的所述废气的第一支流中分离出挥发成分，其中，通过与在所述预热器的第一支线中的所述废气的第一支流的热交换将温度加热到至少250°C的所述第一原料流基本上保持至少250°C的温度不变地与所述预热器的第二支线的第二原料流相汇入口 ο
[0014]因此根据本发明，具有较高浓度挥发成分的原材料在预热器的第一支线中供给，并且具有较低浓度挥发成分的原材料在预热器的第二支线中供给。为了分离挥发成分，仅仅利用废气的第一支流，借此具有较高浓度挥发成分的原材料在预热器的第一支线中被处理。因为具有较高和较低浓度挥发成分的原材料分别在预热器的第一和第二支线中被供给，所以从聚集了挥发成分的废气的第一支流中分离出挥发成分可以被设计得特别有效率，因为只有具有较高有害物质比例的原材料才被用于废气清洁。在借助废气的第一支流在预热器的第一支线中对原料流进行净化后，第一原料流被输送到预热器的第二支线中，并且与第二原料流相汇合。原材料最后一同朝炉窑的方向输送并且在炉窑中被燃烧。在此，预热器的第一支线如此与预热器的第二支线相连接，使得通过废气的第一支流被处理和净化的来自第一支线的原材料随后以基本被保持的温度(也就是原材料在中间存储中没有被冷却)与来自第二支线的原材料相汇合。第一原料流的温度在此至少是250°C、尤其在300°C至500°C之间。有利的是，由此与具有分离的排出反应器的实施方式(其中用于分离有害物的原料流在回输到预热器之前被暂时存储并且因而被冷却)相比很大程度地提高了能量效率。
[0015]为了从废气流中有效地分离挥发成分有利的是，所述第一原料流含有来自水泥砖制造过程中的尘埃。向预热器的第一支线中供给的尘埃尤其由炉窑过滤器收集，借助炉窑过滤器使废气在排入大气之前被除尘。在有利的过程中，在原粉中在较高温度下产生具有相对较低汞浓度的较大尘埃流，并且在炉窑过滤器中产生具有较高汞浓度的较小尘埃流，其被供给到预热器的第一支线中。
[0016]对于所述方法的效率有利的是，所述第一原料流与所述第二原料流相比含有更高组分的碳化合物、硫化物例如黄铁矿、或铵化合物。
[0017]在实施按照本发明的方法时有利地规定，通过所述预热器的第一支线导引的所述废气的第一支流首先被除尘，并且之后分离出所述第一支流中的挥发成分，其中，从所述第一支流中分离出的尘埃被回输到所述预热器的第二支线中。废气的第一支流在此被输送到热气除尘器，其被加载有例如小于200g/Nm3 (克/每标准立方米)的固体物质，并且废气被清洁至尘埃含量小于lg/Nm3。由此以有利的方式，在预热器的第一支线中供给的尘埃几乎完全回输到水泥砖制造过程中。
[0018]所述预热器的第一支线通过与所述预热器的第二支线相比更少的废气量运行、还优选以搭载更多的尘埃量运行，由此分离挥发成分的效率可以进一步提高。由此，在预热器的第一支线中在废气中产生相对较高浓度的挥发成分，从而随之可以特别有效地从废气的第一支流中分离挥发成分。
[0019]所述第一原料流可以有利地相继导引通过所述预热器的第一支线中至少两个旋流器。在此，第一原料流逆流地通过废气的第