[发明专利]生产水泥熟料包括白色水泥的方法和装置

说明书

本发明涉及生产水泥熟料的方法和装置，而特别是涉及利用流化床设备生产水泥熟料的方法和装置。本方法和装置特别适合于一些小容量工厂，而尤其适合于制造浅色和白色水泥。

在本发明以前，普通水泥已经在长回转窑中利用湿或干的加工方法，在带或不带预煅烧装置的较短的回转窑中利用一些悬浮预热器和在流化床的反应器内制造。

大部分现代化的水泥工厂设计成每天生产大约1000吨至每天生产最高达大约5000吨的大的生产能力。有许多场合希望备有每天大约25吨和每天500吨之间小容量制造水泥熟料的装置。这些小容量工厂有时称作“微型”水泥工厂。

在本发明以前，“微型”水泥工厂多半利用具有单级预热器和旋转冷却器的小回转窑。就我所知，利用根据本发明的流化床设备和辅助装置的小容量水泥熟料制造设备还没有提出过。

一座高效低容量水泥工厂是水泥使用量低的地方，如发展中国家的僻远地区和为制造象白色水泥那样特种水泥的地方所需要的。

由含低的着色元素如铁、锰和铬的原料生产白色水泥，通常利用高品位石灰石、白色白土和纯的硅石作为原料。白色水泥主要用作需要白色或者有色混凝土的建筑施工。

由于通常Fe₂O₃低于0.5%的低铁含量，在烧成白色水泥的熟料过程中潜在的液体的形成（物）是弱的，并且原料的可烧性是稳固的。同灰色水泥硅氧系数2.3～3.0对照，白色水泥的典型硅氧系数是4～6范围内。众所周知硅氧系数按如下确定：

硅氧系数

由于原料的艰难可燃性，供白色水泥制造用的原料通常是由典型的研磨机研磨成具有90%～95%通过200目的很细粉末。这种研磨在使用陶瓷或合金钢研磨介质的粗磨机内进行，以便减少铁有可能混杂于原料之中。

对于白色水泥制造装置，不利用常规灰水泥应用的同流空气冷却熟料冷却器，因为熟料必须免遭其中所含铁的气化，温度至少要下降到700℃或更低些。典型地，在窑的卸出端可利用水或油喷雾以防止在燃烧区之后的氧化，而链板输送机中的水冷却则在熟料由窑卸出之后施用。有些操作已用脱色冷却器，利用CO₂和CO气体作为冷却介质。缺少同流空气冷却熟料冷却器势必会导致白色水泥制造加工的高燃料消耗量。

通常，用作生产白色水泥的装置一般具有短的耐火材料寿命。这是由于原料中的潜在液体导致在常规回转窑的热区的很小覆盖。

用于制造白色水泥的燃料通常是天然气体或石油。固体燃料、如煤或焦炭一般不用来制造白色水泥，因为烟的烟雾和不完全化学弥散物会引起物料的潜在污染混杂。正如1963年12月17日批准的美国专利3.114.648号阐述，熟料中的自由碳是由害的，因为它给制成的水泥带来黑色。

由于用作制造白色水泥的原料粉的艰难可燃烧，缺少利用热回收的熟料冷却器和由于窑的高温造成高的窑辐射，典型用作制造白色水泥的燃料消耗量比制造灰色水泥熟料多50%～100%。对提供一种能够减少生产白色水泥所需的燃料消耗量，增加耐火材料寿命和允许使用煤和焦炭的方法和装置将是合于需要的。对提供能容许低容量的工厂减少投资和利用固体燃料的水泥制造方法和装置也应是希望的。

本发明的目的是为提供一种小容量生产所特别设计的生产水泥熟料的方法和装置。

本发明的另一目的是为了提供一种制造白色水泥熟料的方法和装置，它和制造这样的水泥所熟知的方法比较可减少燃料的消耗量。

本发明的再一目的是为提供一种生产浅色水泥的装置，该装置能在燃烧的过程中使用如煤或焦炭那样的固体燃料。

本发明又一目的是为了提供一种在小容量生产增加装备下制造水泥的方法和装置。

总的来说上述的和其它的目的将通过提供生产白色水泥的方法加以实现，该方法包括步骤有：提供含有低着色元素的生成水泥原料;把水、含碳物质和粘结剂同生成水泥原料混合而形成混合物;把这混合物制成球粒;干燥这球粒;筛分该球粒使得到具有选用尺寸范围之内颗粒规格的供料;往容器里加入这种供料;使空气向上通过容器内的物料以保持容器内物料的流化床;由供料内含碳物质和向流化床加辅助燃料的燃烧，而对流化床内的供料加热，使用作白水泥的流化床温度保持在约2500°～2700°F的范围内和用作灰水泥在约2350°～2450°F内，用位移的方法从流化床卸出水泥熟料;冷却所卸出的物料。