ES2198321T3 - Metodo y aparato para la desulfuracion de gases de escape. - Google Patents
Metodo y aparato para la desulfuracion de gases de escape.Info
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Abstract
Un método para la desulfuración de los gases de escape de una planta de fabricación de cemento mediante la unión de dióxido de azufre gaseoso con harina cruda de cemento conteniendo calcio la cual ha sido extraída de la etapa de calcinación (4) de la planta, apagada y, a continuación, puesta en contacto con los gases de escape como reactivo absorbedor de azufre, método que incluye el precalentamiento de la harina cruda en un precalentador (1) antes de la combustión en un horno (3), caracterizado porque la harina cruda extraída es molida (17) antes de ser introducida en los gases de escape en el precalentador (1) en una posición (19), vista en la dirección del flujo de los gases de escape, inmediatamente después de que el SO2 se ha formado por combustión parcial de los constituyentes sulfurosos de las materias primas.
Description
Método y aparato para la desulfuración de gases
de escape.
La presente invención se refiere a un método y a
un aparato para la desulfuración de los gases de escape de una
planta de fabricación de cemento mediante la unión de dióxido de
azufre gaseoso con una harina cruda de cemento que contiene calcio
la cual es extraída de la etapa de calcinación de la planta y, a
continuación, puesta en contacto con los gases de escape como
reactivo absorbedor de azufre.
Un método de esta clase es conocido a partir del
documento US-A-4.634.583. La
desventaja de este método conocido es su baja eficiencia. Ésta es
debida al hecho de que el tamaño de partículas de la harina cruda
calcinada que es introducida en los gases de escape es
relativamente grande, haciendo que su superficie sea reducida
correspondientemente. Por lo tanto, este método conocido requiere
mucha más harina cruda de la que se requiere teóricamente,
conduciendo a un desperdicio innecesario de calor ya que la harina
cruda extraída es enfriada desde una temperatura en el intervalo
entre 850º y 950ºC a un intervalo de temperatura de
220-250ºC.
Es el objeto de la presente invención
proporcionar un método y un aparato por medio del cual se reduce la
desventaja mencionada.
De acuerdo con la invención se provee un método
para la desulfuración de los gases de escape de una planta de
fabricación de cemento mediante la unión de dióxido de azufre
gaseoso con una harina cruda de cemento que contiene calcio la cual
ha sido extraída de la etapa de calcinación de la planta, apagada y
a continuación puesta en contacto con los gases de escape como
reactivo absorbedor de azufre, método que incluye el
precalentamiento de la harina cruda en un precalentador antes de
quemarla en un horno, caracterizado porque la harina cruda extraída
es molida antes de ser puesta en contacto con los gases de escape
en el precalentador en una posición, vista en la dirección del flujo
de los gases de escape, inmediatamente después de que se ha formado
el SO_{2} por combustión parcial de los constituyentes sulfurosos
en las materias primas.
Se consigue, así, una mejora de la economía
térmica reduciendo la cantidad de harina cruda requerida para el
proceso de desulfuración. Esto es atribuible al hecho de que
sometiendo la harina cruda a apagado y molienda, la finura de la
harina cruda será mejorada, incrementando por ello la eficiencia del
proceso de desulfuración. Ensayos realizados han indicado que una
reducción del tamaño de partículas del reactivo incrementará la
eficiencia del proceso de desulfuración.
Se prefiere que una cantidad sustancial del óxido
de calcio (CaO) contenido en la harina cruda extraída sea
convertida en hidróxido de calcio (Ca(OH)_{2}),
debido a la mayor capacidad de este último para unirse con el
dióxido de azufre (SO_{2}). De acuerdo con la invención, se
prefiere por lo tanto, que la harina cruda extraída y calcinada sea
sometida a un apagado mínimo del 80% y, preferiblemente, un apagado
completo. El porcentaje de apagado está determinado para ser igual
a (1 - CaO libre después del apagado/CaO libre antes del apagado) x
100, donde el CaO libre es referido a una base libre de pérdidas a
fuego como es convencional.
Ya que una reducción del tamaño de partículas del
reactivo elevará la eficiencia del proceso de desulfuración, se
prefiere, además, que la harina cruda extraída y calcinada sea
molida a un tamaño medio de partículas de menos de 5 \mum,
preferiblemente de menos de
\hbox{3 \mu m}.
La invención también incluye un aparato para la
desulfuración de los gases de escape de una planta de fabricación
de cemento, como se defina en la reivindicación 8 anexa, que tiene
medios para apagar y para moler la harina cruda extraída antes de
ponerla en contacto con los gases de escape.
Es particularmente en los casos en los que están
incorporados sulfuros, tales como la pirita (FeS_{2}), en las
materias primas, en los que los gases de escape de la planta de
fabricación de cemento contienen SO_{2}. El SO_{2} se forma por
oxidación parcial de FeS_{2}, por ejemplo, a 550ºC
aproximadamente. Además, la eficiencia más alta de la desulfuración
cuando se usa harina cruda extraída se obtiene a altas
temperaturas. En una planta tradicional de fabricación de cemento
que incluye un precalentador con cinco etapas de ciclón, la
formación de SO_{2} a partir de materias primas que contienen
sulfuros tendrá lugar típicamente en el conducto de entrada al
ciclón de la tercera etapa y en esa etapa de ciclón misma. En una
planta tal, se prefiere que la harina cruda extraída se introduzca
en los gases de escape en el conducto de descarga de los gases de
escape del ciclón de la tercera etapa o en una posición
subsiguiente. En la práctica real, se usarán equipos de medición de
SO_{2} para establecer exactamente dónde se forma el SO_{2},
siendo tomada, de acuerdo a ello, la decisión referente a la
situación del punto de introducción.
Se prefiere que la harina cruda extraída y
calcinada sea introducida, en un tubo de vaporización, en una
corriente de aire y agua mezclados causando su apagado, que la
harina cruda apagada sea separada en un mecanismo separador y sea,
a continuación, transportada a un molino para ser molida.
Se prefiere, además, que la corriente de aire del
tubo de vaporización sea usada para transportar la harina cruda
calcinada, apagada y molida desde el molino hasta el punto de
introducción.
El objetivo prioritario de la presente invención
es extraer el SO_{2} con origen en las materias primas porque el
SO_{2} formado a partir de los combustibles en las partes más
calientes del sistema de horno se une de forma efectiva al
Ca(OH)_{2} y se convierte en CaSO_{4} que es un
sólido el cual será un componente constituyente del clinker
acabado.
A continuación, la invención será explicada con
mayor detalle con referencia a los dibujos esquemáticos que se
acompañan, en los cuales:
la Figura 1 muestra una planta tradicional de
fabricación de cemento en la que se usa el método de acuerdo con la
invención; y
la Figura 2 muestra una realización especialmente
preferida de la invención.
En la Figura 1 se ve una planta de fabricación de
cemento que comprende un precalentador 1 de ciclones, con cinco
ciclones 1a a 1e, un calcinador 4, un horno rotativo 3 y un
enfriador de clinker 5. La planta es hecha funcionar de acuerdo con
los principios tradicionales de operación que incluyen que las
materias primas sean introducidas en una entrada 9, en el conducto
de entrada al ciclón de primera etapa 1a del precalentador de
ciclones, y calentada, calcinada y quemada a clinker siendo
dirigidas primero a través del precalentador 1, del calcinador 4 y
a continuación a través del horno 3 a contracorriente con los gases
calientes de escape que se forman en un quemador 11 del horno
rotativo 3 y en quemadores 13 del calcinador 4, respectivamente. El
clinker quemado es enfriado a continuación en el enfriador de
clinker 5.
De acuerdo con el método de la invención, algo de
la harina cruda calcinada caliente es extraída de la quinta etapa
de ciclón de separación 1e del precalentador 1 por medio de un
mecanismo de dosificación 15 que está diseñado para extraer una
corriente controlada de material. La corriente de material así
extraída es dirigida a un aparato de apagado y molienda 17 de
cualquier tipo adecuado. Por ejemplo, podría ser un molino de
bolas, un molino vertical, un molino de rodillos o una prensa de
rodillos al cual es añadida agua (H_{2}O), posiblemente en forma
de vapor. En una realización especialmente preferida de la
invención, el aparato 17, como se muestra en la Figura 2, comprende
un tubo de elevación o tubo de vaporización 17a con un ciclón
separador 17b a continuación y un molino 17c. En esta realización,
la harina cruda extraída y calcinada es introducida en una
corriente ascendente de mezcla de aire y agua, causando con ello
que la harina cruda sea apagada. El aire es suministrado por medio
de un ventilador 16 y el agua es suministrada vía una abertura 20.
La harina cruda calcinada y apagada, pero aún sustancialmente seca,
es separada a continuación en el ciclón separador 17b desde el cual
es transportada, si es conveniente por vía de una tolva intermedia
(no mostrada), al molino 17c en donde es molida al tamaño de
partículas deseado.
Desde el aparato 17, la harina cruda calcinada,
ahora apagada y molida, es transportada, posiblemente por vía de un
dispositivo de recogida, a una abertura de entrada 19 que está
prevista en el conducto de salida 21 de la tercera etapa de ciclón
1c. En la realización mostrada en la Figura 2, la harina cruda es
transportada neumáticamente vía el conducto 18 por medio de una
corriente de aire desde el tubo de vaporización.
Después de ser introducida en los gases de
escape, el óxido de calcio (CaO) y el hidróxido de calcio
(Ca(OH)_{2}) reaccionarán con el SO_{2} presente
en los gases de escape y se convertirán en sulfito de calcio
CaSO_{4} y/o en sulfato de calcio CaSO_{4}. Estos sólidos
pueden ser una parte constituyente del clinker de forma similar a
otros componentes constituyentes de las materias primas.
La harina cruda calcinada, apagada y molida puede
o bien ser transportada directamente a la abertura de entrada 19 o
bien puede ser transportada a una tolva intermedia, no mostrada,
desde donde puede ser a continuación conducida por medios de
dosificación, a la abertura de entrada. La introducción real del
material puede tener lugar usando una lanza especial que sea capaz
de dispersar la harina cruda calcinada, apagada y molida por toda
la superficie de la sección transversal del conducto 21 de cara a
optimizar la eficiencia del proceso de desulfuración.
Claims (14)
1. Un método para la desulfuración de los gases
de escape de una planta de fabricación de cemento mediante la unión
de dióxido de azufre gaseoso con harina cruda de cemento
conteniendo calcio la cual ha sido extraída de la etapa de
calcinación (4) de la planta, apagada y, a continuación, puesta en
contacto con los gases de escape como reactivo absorbedor de
azufre, método que incluye el precalentamiento de la harina cruda
en un precalentador (1) antes de la combustión en un horno (3),
caracterizado porque la harina cruda extraída es molida (17)
antes de ser introducida en los gases de escape en el precalentador
(1) en una posición (19), vista en la dirección del flujo de los
gases de escape, inmediatamente después de que el SO_{2} se ha
formado por combustión parcial de los constituyentes sulfurosos de
las materias primas.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la harina cruda extraída y calcinada es
sometida a un apagado del 80 por ciento como mínimo.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, caracterizado porque la harina cruda
extraída y calcinada es sometida a un apagado completo.
4. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la harina cruda
extraída y calcinada es molida a un tamaño medio de partículas de
menos de 5 \mum.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque la harina cruda extraída y calcinada es
molida a un tamaño medio de partículas de menos de 3 \mum.
6. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la harina cruda
extraída y calcinada es introducida en una corriente de aire y agua
mezclados en un tubo de vaporización (17a), causando su apagado, y
porque la harina cruda apagada es separada en un mecanismo
separador (17b) y es transportada a continuación a un molino (17c)
para ser molida.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque la corriente de aire del tubo de
vaporización (17a) es usada para transportar la harina cruda
calcinada, apagada y molida desde el molino (17c) hasta el punto de
introducción (19) en los gases de escape.
8. Un aparato para la desulfuración de los gases
de escape de una planta de fabricación de cemento mediante un
método de unión de dióxido de azufre gaseoso con harina cruda de
cemento que contiene calcio, incluyendo el aparato un precalentador
(1) para precalentar la harina cruda antes de ser cocida, y medios
para apagar la harina cruda extraída antes de ponerla en contacto
con los gases de escape, en el que la harina cruda de cemento es
extraída de la etapa de calcinación (4) de la planta, apagada y, a
continuación, puesta en contacto con los gases de escape como
reactivo absorbedor de azufre, caracterizado por medios para
moler la harina cruda extraída y medios para pasar la harina cruda
extraída al precalentador (1) donde es puesta en contacto con los
gases de escape en una posición (19), vista en la dirección del
flujo de los gases de escape, inmediatamente después de que el
SO_{2} se ha formado por combustión parcial de los constituyentes
sulfurosos de las materias primas.
9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8,
caracterizado porque los medios de apagado de la harina
cruda extraída y calcinada incluyen un tubo de vaporización
(17a).
10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9,
caracterizado porque los medios de apagado de la harina
cruda extraída y calcinada incluyen un mecanismo separador
(17b).
11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9 o
la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de
apagado de la harina cruda extraída y calcinada incluyen un molino
(17c).
12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11,
caracterizado porque se usa un conducto (18) para
proporcionar una corriente de aire desde el tubo de vaporización
(17a) para transportar la harina cruda calcinada, apagada y molida
desde el molino (17c) hasta el punto de introducción (19) en los
gases de escape.
13. Una planta de fabricación de cemento que
tiene un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
8 a 12.
14. Una planta de fabricación de cemento de
acuerdo con la reivindicación 13, que incluye un precalentador de
cinco etapas, caracterizado porque la harina cruda apagada
y molida es introducida en los gases de escape inmediatamente antes
de la tercera etapa (1c) del precalentador (1).
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