[发明专利]水泥制造设备的余热利用方法和水泥制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥制造设备的余热利用方法，工艺气体的热量通过换热器用于加热水蒸气，并且水泥制造设备具有至少一个煅烧器和至少一个用于加热原料粉末的换热器，该换热器由旋流器的序列构成；并且本发明涉及一种水泥制造设备，该水泥制造设备具有至少一个煅烧器和至少一个用于加热原料粉末的换热器，该换热器由旋流器的序列构成。

背景技术

水泥制造设备通常具有很高的热转换。为了有效地利用水泥设备的余热，在工艺过程中产生的余热通过多个分布在设备中的换热器又导回到工艺过程中。在热量导回、再利用时必要的是，热量在尽可能高的温度时就导回到工艺过程中，以便减少用于产生工艺热量的必需的能量输入。但是不是所有在设备中产生的余热都适用于再利用。通常仅这些具有比300℃明显高的温度的热源被再利用。除了热量导回到工艺过程中之外也已知的是，未再利用的低卡路里的热量用于干燥原料或者用于预处理燃料。

除了预处理原料和燃料之外也考虑，将未再利用的余热转换成电能。在水泥制造设备中对此基本上已知两种蒸汽锅炉系统。第一种系统SP锅炉(英文为Suspension Preheater)，并且该锅炉连接在旋流器换热器的下游，该旋流器换热器在水泥制造设备中用于预热原料粉末。第二种系统是AQC锅炉(英文为Air Quenched Clinkercooler)，该锅炉在水泥制造设备的熟料冷却器的排气路径中连接在下游。

但是这些用于将余热转换成电能的已知系统通常由于未再利用的预热的较低温度而具有不期望地小的转换效率。因为余热的温度越高，通常的热机将热量转换成机械功的能力就越高，该机械功又通过发电机转换成电能。

为了在水泥制造设备中在将未再利用的余热转换成电能时改善效率，可能必然需要的是，实现一种余热源，已知该余热源比在已知的水泥制造设备中提供明显更高的温度。

发明内容

所以本发明的目的是，提出一种方法和与此相对应的水泥制造设备，其中提供较高温度的余热源。

本发明的目的通过按权利要求1的方法和引用该权利要求的权利要求的方案解决，并且通过按权利要求6的水泥制造设备和引用该权利要求6的权利要求的方案解决。

按本发明建议，水泥制造设备在煅烧器的出口上和/或在换热器中沿气流方向的第一旋流器的气体侧的出口上提取工艺气体。在蒸汽锅炉中从工艺气体中提取热量，并且然后在蒸汽锅炉中冷却的工艺气体导回到在换热器中沿气流方向的第二或第三旋流器中。

在水泥制造设备中存在不同的位置，在所述位置上提供热的工艺气体。但是在此不是所有的位置都能用作为工艺气体的提取位置，因为对水泥制造方法的介入受此干扰。在较长的实验序列中意料之外的方式显示，热工艺气体在煅烧器的出口上和/或在换热器中沿气流方向的第一旋流器的出口上的提取仅轻微地影响水泥制造方法。在提取不可忽略的量的工艺热量时能预料，根据提取位置的不同情况原料粉末的预热是不充分的并且因此在煅烧器中的煅烧反应不完全进行。只要在煅烧器中提取热量，煅烧反应就会是不完全的，因此熟料作为中间产物具有过高份额的游离的石灰。在原料粉末中存在的盐在确定的露点起会粘住并且会混入水泥制造设备中。最后在许多水泥制造设备中进行的分级的燃烧是不充分的并且从而设备会出现过高的氮氧化物排出量。具有交替还原的和氧化的条件的被控制的燃烧引导被工艺气体的提取干扰，该条件用于避免一氧化碳和氮氧化物排放。

为了将从工艺过程中提取的工艺气体又导回到工艺过程中，已经证实有利的是，冷却的工艺气体导回到在换热器中沿气流方向的第二或第三旋流器中。按本发明沿气流方向看在换热器的初始端并且在煅烧器的出口上在设备中的工艺气体流旁边进行工艺气体循环。

来自煅烧器的出口和/或来自在换热器中沿气流方向的第一旋流器的气体侧的出口的工艺气体具有较高量的粉尘。因此必需的是，从工艺气体中至少部分地除去粉尘。但是该被除去的粉尘是原料粉末或者是部分直至完全煅烧的中间产物并且又能导回到工艺过程中。为了并非不期望地冷却在工艺过程中保留的未提取的工艺气体，在本发明的结构方案中建议，将分离的且也变冷的粉尘给到水泥磨碎机中，在那里该粉尘与完成燃烧的熟料一起被磨碎。但也可能的是，导回的粉尘给到转炉的转炉进料室中，以便将粉尘作为中间产物在转炉中烧结。

为了调节工艺过程中提取的工艺气体量，按本发明建议，气体量通过在气体导回中的调节阀或者滑动件或者风门进行调节，在那里工艺气体至少部分被除尘。在此工艺气体也被冷却，因此可以避开对热的气体的有问题的气体量调节。