[发明专利]用于在隧道炉类型的焙烧炉中加热矿物给料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在隧道型焙烧(cuisson)炉或窑中加热矿物给料(原料，cru)的方法。

背景技术

由于人类活动所排放的CO₂很可能是所关注的引起全球变暖的气候变化的主要原因。此关注特别导致签署了京都协议。从此协议签订起，越来越多的国家开始设定关于限制CO₂排放的目标。例如对于欧盟而言，此协议的实施产生了分配CO₂排放限额的体制。

由于每公吨水泥产生约0.7至0.8公吨的CO₂排放，所以水泥厂成为世界上最大的排放源(接近由于人类活动所产生的全球排放量的5％)之一。因此，水泥厂必须特别积极地寻找降低其CO₂排放的手段。

用于降低CO₂排放所采用的手段和研究方法有所不同。在这些研究方法中，可使用生物燃料、捕集并存储CO₂，或者甚至修改给料的成分的方式，等等。

其它矿物给料的焙烧中也存在有降低CO₂排放的问题。

在水泥制造中，被称为给料的原料(主要为粘土和石灰石的混合物)首先，通常通过研磨被均质化(1)并且干燥(2)，然后，通常被加热(3)到约900℃，并进行脱碳(4)——在加热温度下，碳酸钙分解产生石灰和二氧化碳，然后被熔结(clinkérisée)(5)。由此所获得的熟料经空气淬火，然后与石膏一起被研磨以形成水泥。

一般在介于1100℃和1400℃之间通过高温焙烧(熔结)经脱碳的给料来获得熟料。在此温度下，石灰和物料的各种组分重新组合以形成熟料。通常，熔结发生在回转炉中。

还提出了使用隧道炉来焙烧熟料。从WO-A-02/094732已知通过熔结隧道炉中的特殊给料来制造硫铝和/或铁铝水泥，所述给料在熔结之前以厚度近似不变的层和近似不变的移动速度、沿着承受正温度梯度的处理路径移动穿过炉膛而在一处理时间内进行处理，在该处理时间期间，给料保持低于其熔点，经熔结的产品在离开处理路径时被冷却。

隧道炉中的矿物给料的焙烧、特别是熔结必须在稳定的操作条件下进行以便保护设备，以减少昂贵的维护和保证焙烧产品的质量。

除了例外的情况，有利地熔结在氧化介质中进行。否则，包含在给料中的硫成分(如SO₄^2-)被还原为SO₂并与燃烧气体一起排出。这产生两个问题：首先，废气必须接着被净化，其次，熟料中SO₄^2-成分的损失对熟料的质量有所损害。在焙烧其它矿物给料时存在类似的考虑。

但是，剩余氧太多使设备的能量性能下降。这是因为氧过剩稀释了给料并使其温度下降，并且氧的过分消耗对昂贵的氧是一种浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足上述限制的适用于隧道炉的燃烧技术。

本发明具体涉及一种在隧道型焙烧炉中加热矿物给料的方法，该焙烧炉具有一炉膛，该炉膛具有上游入口、下游出口和安装有燃烧器的侧壁。给料沿着位于炉膛的上游入口和下游出口之间的处理路径行进。给料沿着处理路径以厚度近似不变的层来传输，在该处理路径中，通过所述燃烧器对给料进行加热和焙烧，以获得经焙烧的产品，诸如熟料。所述燃烧器包括至少一个燃料喷射器和至少一个氧化剂喷射器，所述氧化剂的氧含量(以体积百分比计)大于22％。这些燃烧器以下称为“氧-燃料”燃烧器。这些氧-燃料燃烧器定位成和定向成使得它们的火焰不与所述层相碰撞。根据本发明，所述至少一个氧化剂喷射器相对于所述至少一个燃料喷射器定位，使得通过由所述至少一个氧化剂喷射器所喷射的至少一股氧化剂射流将由所述至少一个燃料喷射器所喷射的至少一股燃料射流与所述层分隔开。因此，至少一股氧化剂射流插置在各燃料射流和所述层之间。但是，如将在下文中更详细地说明的，不必将全部的氧化剂射流插置在燃料射流和所述层之间。

由于以这种方式定位燃料喷射器和氧化剂喷射器，所以直接在给料层上方形成氧化气氛。