用于制造水泥砖的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于水泥砖制造的方法，其中原料粉末在预热器中用砖炉的热的废气预热并且得到预热的以及必要时在煅烧器中煅烧的原料粉末在砖炉中被烧制成砖，其中，预热器包括至少一个由多个依次被炉废气流动通过的漩涡-悬空气体热量交换器构成的段，在所述漩涡-悬空气体热量交换器中原料粉末分级地被预热。
[0002]此外，本发明涉及水泥砖制造设备，包括砖炉，在砖炉的输出侧的端部处连接砖冷却器并且在砖炉的进料侧的端部处连接预热器以及必要时连接煅烧器，其中，预热器包括至少一个由多个能够依次被炉废气沿着流动路径流动通过的漩涡-悬空气体热量交换器构成的段，在漩涡-悬空气体热量交换器中原料粉末分级地被预热。
【背景技术】
[0003]在制造水泥砖时，原料粉末被预热、彻底干燥(resttrocknen)、煅烧、烧制成砖并且而后被冷却。根据该干燥过程运转的设备包括由漩涡-悬空气体热量交换器构成的预热器、煅烧器、第三空气管道、转炉和砖冷却器。在该设备中，用于物质转化的能量供应通过到转炉和煅烧器中的燃料供应实现。在砖冷却器中受热的空气一部分作为所谓的二级空气供应给转炉并且一部分作为所谓的三级空气供应给煅烧器。转炉的废气通过炉入口腔室和位于其上的流动收缩部引导至煅烧器，流动通过煅烧器并且与在煅烧器中产生的废气(由煅烧器燃料的烟气和C02组成)一起被引出至预热器中。
[0004]预热器由一个或者多个段构成并且每个段由多个热量交换器级构成，热量交换器级相应地由漩涡-悬空气体热量交换器形成。将干燥的水泥原料粉末向最上部的热量交换器级的立管中进料，从上向下移动通过热量交换器级并且从最下部的第二热量交换器级被引入煅烧器中。在煅烧器中，热的原料粉末几乎完全被去酸并且连同煅烧器废气流入最下部的热量交换器级，在那儿进行分离，向炉入口腔室进料并且通过该炉入口腔室作为热料到达转炉中。热料在转炉中通过烧结过程被烧制成砖。
[0005]在每千克砖对应大约1.4标准立方米的850至890°C的煅烧器废气中包含的热能量在顺流热量交换(616；^1181:1'01]1?^1'1116311813118(311)中分级地散发给新鲜的原料粉末。在此，随着热量交换器级的数目的增加，废气温度变低，炉设备的热效率变好并且热量交换器塔更大以及更贵。典型地，设立4至6个这样的级，其中，级的数目首先依赖于生材料湿度。
[0006]基于通常的混合数量比和多级的热量交换的特征，在砖炉和煅烧器的废气中包含的能够使用的热量超过原料粉末的吸收能力。因此，在预热器的炉气出口处现存的每千克砖对应大约1.5标准立方米的290至>350°C的热能量还是能够使用的剩余潜在热量。这些剩余潜在热量能够进一步被使用用于生材料和燃料干燥以及用于热过程之外的其它方面、例如发电。
[0007]炉废气借助于抽引式鼓风机被抽吸通过热量交换器级。因为，在此所有的炉废气量被抽吸通过全部热量交换器级，所以，为了将压力降和由此抽引式鼓风机的电能需求降低到最低程度，热量交换器级的流动技术的横截面尺寸设计得尽可能大。然而，这与直接依赖于大小的设备成本对立。
【发明内容】
[0008] 因此，本发明的目的在于，如下改进开头提到的类型的方法和水泥砖制造设备，从而能够降低设备成本，而不必以丧失炉设备的热效率为代价。
[0009]为了解决该任务，本发明在开头提到的类型的方法中规定，将炉废气的部分流分支，从而仅仅使用炉废气的保留的剩余流用于预热原料粉末。由此，与传统的系统相比，同样的量的原料粉末能够用较少的炉废气预热或者在炉废气量相同时能够预热较大的量的原料粉末。这导致，从炉废气的用于预热的、保留的剩余流中抽走相对更多的热量并且在最后的热量交换器级后、也就是在离开预热器时的炉废气温度相应地更低。由此，经由每个热量交换器级的温度落差也更大。基于被抽吸通过全部的热量交换器级的更小的炉废气量，热量交换器级的引导气体的横截面和由此构造成本相比于用于所有气体量的设计可能能够降低。炉废气的没有用于预热的分支的部分流在温度为850至890°C时可供用于热使用，更确切地说，尤其当炉废气的部分流在沿着炉废气的流动方向上看第一、也就是最下部的漩涡-悬空气体热量交换器之后分支时，如这相应于优选的方法方式那样。尤其地，炉废气的部分流在此在沿着炉废气的流动方向上看第一和第二漩涡-悬空气体热量交换器之间分支。
[〇〇1〇] 分支的部分流的大小能够相应地选择对应的比例，其中，向上设置确定的界限，用以确保获得总的热效率。因此，优选规定，炉废气的分支的部分流和保留的剩余流的体积比例为1:99至40:60、优选为10:90至30:70。
[0011]在强烈增加地使用替代的燃料时，本发明对于存在的炉设备的产能提高并且可能甚至对于新装置(Neuinstallat1n)尤其有利。另外的优点是，分开地通过渠道运送代替通常热量交换器废气能够拥有的300至350°C的850°C以上明显更高以及由此更有价值的温度水平中能够使用的热量。
[0012]在存在的炉设备的功率提高的情况下，能够通过高温部分气体流的分支避免扩大现存的预热器的成本，此外这还将运行中断从多个星期减少到几天。这样仅仅必须补装气体分支部以及与此连接的装置、如例如混合旋流器(Mischzyklon)、热气阀板和鼓风机。
[0013]此外，本发明实现了对在热量交换器尺寸设计中的所谓AFR附加费(AFR-Zuschlag)和与此关联的更多花费的问题的控制。所述AFR(替代燃料和生材料-AFR)加价(Aufschlag)与替代燃料的应用相关联并且意味着，如果该设备即使在应用替代燃料的条件下也应该有效地运行，那么在重新设立预热器时热量交换器级必须尺寸设计得更大。通过炉废气的部分流的根据本发明的分支能够避免该AFR附加费，因为由此被抽吸通过预热器的炉废气量保持恒定或者说没有提高。
[0014] 当新设计的炉设备必须常常在非常低的部分载荷(〈70%)下运行较长的时间、例如在销售(Absatz)强烈波动时，本发明也是有利的。在这样的情况下，通常分支的部分流能够被关闭并且由此流动通过热量交换器级的炉废气量以及由此在上部的热量交换器级中的气体速度能够保持在正常的安全运行的水平。然而，煅烧器中和最下部的热量交换器级中的速度由此不受影响，这能够在设计中相应地被考虑。
[0015]根据优选的方法方式，分支的部分流和必要时剩余流的明显的热量得到利用。
[0016]所述利用在此能够以最不同的方式并且相应于对应的状况进行，其中，炉废气的热能量或者能够供应给砖制造过程，或者能够供应给外部的利用。优选地规定，炉气的分支的部分流和从沿着炉废气的流动方向上看最后的漩涡-悬空气体热量交换器排出的炉废气相互混合。由此，高温部分流和低温气体流得到混合并且优选应用于生材料和/或燃料干燥。得到干燥的燃料或者得到干燥的生材料优选供应给砖制造过程。当分支的高温部分流和低温气体流相互混合时，抽吸式鼓风机的运行温度大体上保持在通常的水平并且高温鼓风机能够得到避免。
[0017]此外，优选规定，炉气的分支的部分流和从沿着炉废气的流动方向上看最后的漩涡-悬空气体热量交换器排出的炉废气直接供应给混合机构。这意味着，分支的部分流直接运送到混合机构中并且不设置用于利用热能量的中间接入的装备(Aggregate)。
[0018]优选能够如下选择分支的部分流和从沿着炉废气的流动方向上看最后的漩涡-悬空气体热量交换器排出的炉废气的混合比例，使得离开混合机构的热气具有400°C至550 °C的温度。
[0019]如果不存在用于材料干燥的需求，那么炉废气的分支的部分流由于优选>850°C的高的温度水平能够非常有效地得到热使用，例如在余热锅炉中用于产生蒸汽。
[0020]为了解决基于本发明的任务，根据本发明的第二方面，在开头提到的类型的水泥砖制造设备中规定，布置用于从流动路径中分支炉废气的部分流的分支管道。
[0021]优选的改进方案规定，分支管道在沿着炉废气的流动方向上看第一漩涡-悬空气体热量交换器后从流动路径中分支，其中，分支管道尤其在沿着炉废气的流动方向上看第一和第二漩涡-悬空气体热量交换器之间从流动路径中分支。
[0022]另外的优选的改进方案规定，设置用于调节分支的炉废气的部分流的调整单元、尤其是闸板。该调整单元优选在此如下调节，使得炉废气的分支的部分流和保留的剩余流的体积比例为5:95至40:60、优选10:90至30:70。
[0023]另外的优选的改进方案规定，分支管道和从沿着炉废气的流动方向上看最后的漩涡-悬空气体热量交换器引离的排出管道通向混合机构。该混合机构优选由混合旋流器形成，混合旋流器的用于析出的热料的固体排放部(Feststoffaustrag)与煅烧器或者原料粉末进料或者运输机构连接。
[0024]另外的优选的改进方案规定，经由分支管道分支的炉废气和必要时从沿着炉废气的流动方向看最后的漩涡-悬空气体热量交换器排出的炉废气供应给热利用系统。该利用系统例如包括生材料和/或燃料干燥机构，其中，干燥的燃料或者干燥的生材料优选供应给砖制造过程。然而，所述利