PL206615B1 - Sposób wytwarzania klinkieru cementowego - Google Patents
Sposób wytwarzania klinkieru cementowegoInfo
- Publication number
- PL206615B1 PL206615B1 PL365439A PL36543902A PL206615B1 PL 206615 B1 PL206615 B1 PL 206615B1 PL 365439 A PL365439 A PL 365439A PL 36543902 A PL36543902 A PL 36543902A PL 206615 B1 PL206615 B1 PL 206615B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cement clinker
- filler
- clinker
- hot
- fly ash
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 74
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 14
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 56
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 52
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 9
- 239000012768 molten material Substances 0.000 claims description 8
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 claims description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 claims description 2
- -1 for example Substances 0.000 abstract description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 20
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 15
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 12
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000003476 subbituminous coal Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 235000012215 calcium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000404 calcium aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N calcium aluminosilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940078583 calcium aluminosilicate Drugs 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002716 delivery method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 229910001719 melilite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/48—Clinker treatment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S106/00—Compositions: coating or plastic
- Y10S106/01—Fly ash
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206615 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 365439 (51) Int.Cl.
(22) Data zgłoszenia: 12.02.2002 C04B 7/43 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:
12.02.2002, PCT/CA02/000167 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
29.08.2002, WO02/66391
Opis patentowy przedrukowano ze względu na zauważ one błędy (54)
Sposób wytwarzania klinkieru cementowego
| (73) Uprawniony z patentu: LAFARGE CANADA INC., Montreal, CA | |
| (30) Pierwszeństwo: 16.02.2001, US, 09/785,705 | (72) Twórca(y) wynalazku: |
| (43) Zgłoszenie ogłoszono: | DAVID BRIDSON OATES, Kettleby, CA KEVIN MOIRE CAIL, Aurora, CA PAUL HONORE LEHOUX, Kirkland, CA |
| 10.01.2005 BUP 01/05 | ROBERT KIM UNGAR, Truro, CA |
| (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: | DONALD STEPHEN HOPKINS, Thornhill, CA JAMES EDWARD CROSS, Truro, CA MICHAEL RITCH, Richmond Hill, CA |
| 31.08.2010 WUP 08/10 | (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Urszula Borowska-Kryśka |
PL 206 615 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania klinkieru cementowego uzyskiwanego z pieca do wypalania klinkieru.
W cementowni, klinkier cementowy powstaje w podwyższonych temperaturach w piecu do wypalania klinkieru cementowego z surowców do produkcji klinkieru cementowego, które wędrują przez piec od miejsca wprowadzania do miejsca wyprowadzania, przechodząc przez różne strefy przetwarzania w podwyższonej temperaturze.
Powstały gorący klinkier cementowy, który typowo ma temperaturę około 1400°C przy opuszczaniu strefy wypalania i w miejscu opuszczania pieca, wprowadza się do ochładzacza, systemu chłodzenia klinkieru i wędruje on jako złoże klinkieru z wejścia do ochładzacza do wyjścia z ochładzacza, np., na ruszcie ochładzacza. Na nim powietrze jest przedmuchiwane przez złoże z dysz umieszczonych poniżej rusztu dla ochłodzenia gorącego klinkieru. W zależności od konfiguracji ochładzacza klinkier na wejściu do ochładzacza ma temperaturę nieco poniżej temperatury bliskiej 1400°C, a klinkier na wyjściu z ochładzacza ma temperaturę około 120°C.
Ochłodzony klinkier cementowy miele się do żądanego rozdrobnienia i stosuje jako taki lub w pewnych przypadkach można go mieszać z wypełniaczami, zwłaszcza wypełniaczami mającymi właściwości pucolany, dla wytworzenia mieszanki cementowej. Wypełniacze zmniejszają zawartość klinkieru cementowego w produkcie cementowym. Wypełniacze są, w szczególności, produktami ubocznymi z procesów przemysłowych, które wykazują wysoką zawartość krzemionki i zawierają wapń i/lub glin w postaci utlenionej, zwłaszcza w postaci tlenków lub węglanów. Takie wypełniacze obejmują popioły z węgla, szczególnie popioły lotne i żużel; żużel wielkopiecowy i krzemionkę pylistą. Ponadto można również użyć modyfikatorów, takich jak tlenek wapnia, pył z pieca do wypalania klinkieru cementowego i odpadowy cement lub klinkier cementowy, dla poprawienia składu chemicznego lub dla ułatwienia manipulacji wypełniaczem, gdy przykładowo wskazana jest aglomeracja.
Od roku 1986 nacisk na kontrolowanie gazów wylotowych z elektrowni spowodował instalowanie spalaczy niskich NOX jako środka zmniejszania ilości tlenków azotu w gazach wylotowych. Skutkiem tego kontrolowania był wzrost zawartości węgla w pucolanowym popiele lotnym typu F i w mniejszym stopniu typu C. Poza tym dodatek małych ilości koksu naftowego do lignitu, węgla kamiennego i podbitumicznego w pewnych instalacjach również zwiększa poziom węgla w popiele lotnym.
Węgiel, taki jak zawarty w popiele z węgla, stanowi szkodliwe zanieczyszczenie cementu, powodując absorbowanie związków chemicznych z pogorszeniem właściwości betonu.
Dotychczasowe próby usuwania węgla z popiołu lotnego obejmują elektrostatyczną separację; mieszanie popiołu lotnego z płynem, takim jak nafta i wydzielanie węgla przez spienianie oraz traktowanie popiołu lotnego w komorze spalania ze złożem fluidalnym dla spalenia węgla.
Żużel zawiera również węgiel jako zanieczyszczenie i korzystne jest usunięcie węgla, jeśli żużel ma być włączany w cement.
Proponowano wcześniej dodawanie popiołu z węgla do klinkieru cementowego w ochładzaczu pieca do wypalania klinkieru cementowego przy wytwarzaniu mieszanek cementowych (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5837052). W tej propozycji zachowuje się integralność i tożsamość popiołu z węgla, a zanieczyszczający węgiel utlenia się przy wykorzystaniu ciepła gorącego klinkieru przy oziębianiu w ochładzaczu z wytworzeniem mieszaniny klinkieru cementowego i popiołu z węgla wolnego od węgla.
Proponowano również w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5976243 dodawanie żużla wielkopiecowego do klinkieru cementowego w ochładzaczu pieca do wypalania klinkieru cementowego dla odpędzenia wody z żużla i wytworzenia mieszaniny klinkieru cementowego i żużla wielkopiecowego, w którym zachowuje się integralność i tożsamość ż uż la wielkopiecowego. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5650005 zaproponowano podniesienie zawartości wolnego tlenku wapnia w klinkierze cementowym dodając źródło wolnego tlenku wapnia do klinkieru cementowego.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania klinkieru cementowego prowadzącego do zwiększenia lub polepszenia wydajności klinkieru cementowego otrzymywanego z zespołu pieca do wypalania klinkieru cementowego.
Sposób wytwarzania klinkieru cementowego uzyskiwanego z zespołu pieca do wypalania klinkieru cementowego obejmującego piec do wypalania klinkieru cementowego do wytwarzania klinkieru cementowego i ochładzacz do chłodzenia klinkieru cementowego z tego pieca, w którym wytwarza się
PL 206 615 B1 gorący klinkier cementowy z surowców do produkcji klinkieru cementowego w piecu do wypalania klinkieru cementowego, po czym wprowadza się otrzymany gorący klinkier cementowy do ochładzacza, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wprowadza się wypełniacz w postaci rozdrobnionego materiału, zawierający krzemionkę i tlenek co najmniej jednego spośród wapnia i glinu w kontakt z gorą cym klinkierem cementowym za miejscem tworzenia gorą cego klinkieru cementowego w temperaturze co najmniej 1000°C, stapia się co najmniej 50% wag. tego wypełniacza do postaci częściowo stopionego wypełniacza, po czym poddaje się częściowo stopiony wypełniacz reakcji chemicznej z gorą cym klinkierem tworzą c przetworzoną termicznie kompozycję klinkieru cementowego z częściowo stopionych krystalicznych krzemianów hydraulicznych i końcowo chłodzi się kompozycję klinkieru cementowego w ochładzaczu, a następnie otrzymuje się z ochładzacza ochłodzoną kompozycję klinkieru cementowego.
Jako wypełniacz stosuje się popiół lotny, przy czym jako lotny popiół stosuje się lotny popiół klasy C, względnie jako lotny popiół lotny stosuje się popiół klasy F.
Korzystniej w sposobie według wynalazku wprowadza się wypełniacz w postaci rozdrobnionego materiału zawierający krzemionkę i tlenek co najmniej jednego spośród wapnia i glinu w ilości od 2 do 25% wag., względem połączonej masy gorącego klinkieru cementowego i wypełniacza.
Wprowadza się popiół lotny w ilości od 5 do 10% wag., względem połączonej masy gorącego klinkieru cementowego i popiołu lotnego.
Korzystniej w sposobie według wynalazku styka się lotny popiół z gorącym klinkierem w początkowej części ochładzacza przy temperaturze od 1000 do 1400°C.
Jako wypełniacz stosuje się żużel.
Jako wypełniacz stosuje się żużel wielkopiecowy.
Jako wypełniacz stosuje się żużel z produkcji stali.
Jako wypełniacz stosuje się żużel z produkcji metalu nieżelaznego.
Jako wypełniacz stosuje się krzemionkę pylistą.
W sposobie wedł ug wynalazku, stapia się co najmniej 70% wag. wype ł niacza w postaci rozdrobnionego materiału tworząc materiał częściowo stopiony reagujący z gorącym klinkierem.
Stapia się co najmniej 90% wag. wypełniacza w postaci rozdrobnionego materiału z wytworzeniem częściowo stopionego materiału reagującego z gorącym klinkierem.
W sposobie według wynalazku, popiół lotny jest zanieczyszczony wę glem i węgiel ten utlenia się w reakcji egzotermicznej, zaś ciepło z reakcji egzotermicznej wykorzystuje się do stapiania wypełniacza do postaci częściowo stopionej; przy czym co najmniej 90% wag. wypełniacza stapia się z wytworzeniem częściowo stopionego materiału reagującego z gorącym klinkierem.
W sposobie stosuje się popiół lotny w iloś ci od 5 do 10% wag., wzglę dem połączonej masy gorącego klinkieru cementowego i wypełniacza w postaci materiału rozdrobnionego.
Wypełniacz w postaci rozdrobnionego materiału styka się z gorącym klinkierem cementowym w temperaturze co najmniej 1000°C do 1400°C w etapie obejmują cym poddawanie częściowo stopionego materiału reakcji chemicznej z gorącym klinkierem.
W etapie poddawania częściowo stopionego materiał u reakcji chemicznej z gorą cym klinkierem wypełniacz w postaci rozdrobnionego materiału wprowadza się w połączeniu z dodatkiem modyfikującym.
Dzięki sposobowi według wynalazku polepsza się wydajność klinkieru cementowego uzyskiwanego z zespołu pieca do wypalania klinkieru cementowego, przy czym zasadniczo sposób ten prowadzi do zwiększenia lub polepszenia wydajności klinkieru cementowego uzyskiwanego z ochładzacza pieca do wypalania klinkieru cementowego, bez zmieniania reakcji chemicznych, składników, procesu lub parametrów pracy pieca do wypalania klinkieru cementowego.
Jest to znacząca korzyść, ponieważ operatorzy pieców do wypalania klinkieru cementowego są konserwatywni z natury i opierają się silnie modyfikowaniu we wszelki sposób parametrów działania pieca do wypalania klinkieru cementowego, który pracuje zadowalająco.
Wypełniaczami stosowanymi w wynalazku są substancje o dużej analitycznej zawartości krzemionki i dodatkowo zawierające wapń, glin lub oba pierwiastki w postaci pozwalającej na reakcję z krzemionką w podwyższonych temperaturach w ochładzaczu zespołu pieca klinkierowego, z wytworzeniem kompozycji zawierającej głównie krystaliczne, hydrauliczne krzemiany wapnia i glinu. Krzemionka, wapń i glin będą typowo obecne jako tlenek wapnia i tlenek glinu, odpowiednio, lecz mniejsze ilości mogą być obecne jako krzemiany, np., krzemian wapnia i krzemian glinu oraz glinokrzemiany, takie jak glinokrzemian wapnia.
PL 206 615 B1
Wypełniacz może być bezpostaciowy lub krystaliczny i zwyczajowo będzie, zawierał krzemionkę i zwią zki wapnia i/lub glinu.
Odpowiednie wypełniacze zawierają cząsteczki krzemianów, które mogą być krzemianami wapnia lub glinu, lub obu pierwiastków, zwyczajowo zawierają te same krzemiany, jak klinkier cementowy, lecz zawierają znacznie mniej wapnia, np. popioły z węgla, żużel wielkopiecowy i krzemionka pylista, które są produktami ubocznymi procesów przemysłowych wytwarzania lub przetwarzania. Modyfikatory można również stosować do poprawiania składu chemicznego lub dla ułatwienia manipulacji wypełniaczem gdy np. pożądana jest aglomeracja. Mogą obejmować substancje takie jak tlenek wapnia, pył z pieca do wypalania klinkieru cementowego i cement.
W podwyż szonych temperaturach poniż ej miejsca tworzenia klinkieru cementowego w piecu, w warunkach termicznego przetwarzania, rozdrobnione wypełniacze stapiają się częściowo i reagują chemicznie z gorącym klinkierem cementowym dając kompozycję klinkieru cementowego złożoną głównie z krystalicznych hydraulicznych krzemianów wapnia, która to kompozycja jest przetworzoną termicznie kompozycją.
W pierwszej odmianie reakcja termicznego przetwarzania zachodzi w początkowej części ochładzacza w sąsiedztwie wylotu klinkieru cementowego, gdzie temperatura wynosi od 1400°C do 1000°C.
W drugie odmianie reakcja termicznego przetwarzania moż e również zachodzić w piecu do wypalania klinkieru cementowego za strefą pieca, w której tworzy się klinkier cementowy i korzystniej w piecu w miejscu opuszczania pieca; miejsce opuszczania pieca jest zwłaszcza korzystnym miejscem dodawania wypełniaczy w postaci gruboziarnistych cząstek. Chemiczne reakcje w piecu, które prowadzą do otrzymania gorącego klinkieru cementowego z pieca, zachodzą w strefie wypalania pieca, więc w tej drugiej odmianie dodawanie wypeł niacza zachodzi po przejściu strefy wypalania.
Rozdrobniony wypełniacz powinien mieć rozmiary cząstek, które pozwalają na uzyskanie zadowalającego poziomu częściowej fuzji w procesie termicznym, uwzględniając punkt dodawania wypełniacza do gorącego klinkieru cementowego. Zasadniczo co najmniej 1% wagowych, częściej co najmniej 50% wagowych, korzystnie co najmniej 70% wagowych i najkorzystniej co najmniej 90% wagowych wypełniacza powinno częściowo stopić się w procesie termicznym.
Należy zauważyć, że zasadniczo mniejsze cząstki będą się łatwiej częściowo stapiały niż większe cząstki w danej temperaturze i czasie ekspozycji. Jednakże większe cząstki mające porowatą strukturę plastra miodu mogą częściowo stapiać się tak łatwo jak mniejsze cząstki.
Szybkość i stopień częściowego stopienia rozdrobnionego wypełniacza będzie zależał od wielu czynników, w tym fizycznej formy i rozmiarów cząstki, temperatury gorącego klinkieru cementowego w punkcie dodawania rozdrobnionego wypeł niacza, czasu ekspozycji rozdrobnionego wypeł niacza na podwyższoną temperaturę gorącego klinkieru, konfiguracji zespołu pieca i egzotermicznego ciepła, takiego jak dostarczane z węgla spalanego jako węgiel zanieczyszczający lotny popiół.
Typowo lotny popiół ma rozmiary cząstek mniejsze niż 100 μm i może być stosowany w tej postaci.
a) Popiół z węgla
Popiół z węgla stosowany w niniejszym wynalazku odnosi się do pozostałości powstającej w piecach spalających węgiel przy spalaniu sproszkowanego antracytu lub lignitu, lub kamiennego lub podbitumicznego węgla. Taki popiół z węgla obejmuje popiół lotny, który jest dobrze rozdrobnionym popiołem z węgla przenoszonym z pieca przez gazy spalinowe lub wylotowe; oraz żużel zbierający się w podstawie pieca jako aglomeraty.
Popiół z węgla stosowany w wynalazku może być popiołem lotnym typu F lub typu C i typowo w przypadku typu F będzie zanieczyszczony węglem; lub żużlem, podobnie zanieczyszczonym węglem, taki, jak powstaje ze stosowania palników dla niskich NOx dla zmniejszenia ilości tlenków azotu w elektrowniach spalających węgiel, lub ogólnie z nierównego spalania w palnikach spalających węgiel lub z dodawania małych ilości koksu naftowego do lignitu oraz podbitumicznego i kamiennego węgla.
Popioły lotne typu F i typu C omówione powyżej są zdefiniowane normami CSA A23.5 i ASTM C618.
Lotny popiół klasy C typowo ma zawartość analityczną CaO większą niż 8% wagowych i ogólnie większą niż 20% wagowych. Analityczna zawartość CaO odnosi się do łącznej zawartości Ca wyrażonej jako tlenek CaO, analityczna zawartość CaO może obejmować wolny tlenek wapnia, to jest, wolny CaO i CaO obecny w chemicznie związanym stanie, np., w krzemianach wapnia i glinianach wapnia, krystalicznych melilicie (Ca2Al2SiO8) i merwinicie (Ca3MgSi2O7). Zawartość wolnego tlenku wapnia w lotnym popiele klasy C jest typowo mniejsza niż 3% wagowych zawartości analitycznej.
PL 206 615 B1
Popiół lotny typu F może zawierać 1 do 30%, częściej 1 do 15% i typowo 1 do 10% wagowych węgla. Popiół lotny typu F zwykle ma zawartość analityczną CaO mniejszą niż 8% i typowo mniejszą niż 5% wagowych.
Typowo większość popiołu lotnego, co najmniej około 80% wagowych, obejmuje cząstki mniejsze niż 45 μm.
Żużel typowo uzyskuje się z dna pieca jako granulki, z których 80% wagowych, ma zakres rozmiarów 100 μm do 8 cm. Żużel, z tego samego źródła węgla, będzie miał skład chemiczny podobny do składu drobniejszego popiołu lotnego. Żużel jest dogodnie mielony lub kruszony na drobne cząstki przed dodaniem do klinkieru cementowego w ochładzaczu, lecz rozmiary cząstek nie są krytyczne, jeśli tylko osiąga się żądane częściowe stapianie.
b) Żużel
Żużel wielkopiecowy jest produktem ubocznym z wytwarzania żelaza w wielkim piecu; krzem, wapń, glin, magnez i tlen są głównymi elementarnymi składnikami żużla.
Żużle wielkopiecowe obejmują chłodzony na powietrzu żużel powstający z zestalania stopionego żużla wielkopiecowego w warunkach atmosferycznych; granulowany żużel wielkopiecowy, będący szklistym granulowanym materiałem powstającym, gdy stopiony żużel wielkopiecowy jest gwałtownie chłodzony, np. przez zanurzenie w wodzie i grudkowany żużel wielkopiecowy wytwarzany przez przepuszczenie stopionego żużla nad drgającą płytą wsadową, gdzie rozszerza się i ochładza przez natryskiwanie wodą, po czym przechodzi na obrotowy bęben, z którego jest wystawiany na działanie powietrza, gdzie gwałtownie zestala się do kulistych grudek.
Żużle wielkopiecowe typowo zawierają 3 do 20%, ogólnie 5 do 15% wagowych wody w przestrzeniach pomiędzy cząstkami.
Wynalazek obejmuje także żużle wielkopiecowe ogólnie obejmujące ochłodzone na powietrzu żużle wielkopiecowe i ochłodzone wodą żużle wielkopiecowe.
Żużel wielkopiecowy może być przykładowo granulowanym żużlem wielkopiecowym lub grudkowanym żużlem wielkopiecowym. Te żużle mają zawartość szkliwa wynikającą z szybkiego studzenia wodą, która wynosi typowo powyżej 90% wagowych i mają zawartość wody od 3 do 20%, ogólnie 5 do 15% wagowych. Grudkowany żużel wielkopiecowy ogólnie ma niższą zawartość wody w zakresie 5 do 10% wagowych.
Granulowany żużel wielkopiecowy ma rozmiary cząstek lub granulek do 0,64 cm lub do 4,75 mm. Grudkowany żużel wielkopiecowy ma rozmiary cząstek lub granulek do 1,27 cm.
Zawartość analityczną żużli wielkopiecowych w Północnej Ameryce, pokazanych dla celów analitycznych jako tlenki, poza zawartością siarki, przedstawiono w tablicy I poniżej:
T a b l i c a I
| Składnik chemiczny | |
| (jako tlenki) | Zakres kompozycji w % wagowych |
| SiO2 | 32-42 |
| Al2O3 | 7-16 |
| CaO | 32-45 |
| MgO | 5-15 |
| S | 0,7-2,2 |
| Fe2O3 | 1-1,5 |
| MnO | 0,2-1,0 |
Żużel stalowniczy jest produktem ubocznym z wytwarzania stali i może być brany pod uwagę wtedy, gdy ma podobny skład chemiczny jak żużel wielkopiecowy; niedopuszczalne poziomy magnezu mogą ograniczyć jego zastosowanie do niewielkich dodatków.
Nieżelazne i żużlowe produkty uboczne z wytwarzania różnych nieżelaznych metali z ich rud można również brać pod uwagę, gdy mają podobny skład chemiczny jak żużel wielkopiecowy.
c) Krzemionka pylista
Krzemionka pylista jest produktem ubocznym przy wytwarzaniu krzemu lub stopów żelazowokrzemowych i zbiera się ją przez filtrację gazów uciekających z pieca z łukiem elektrycznym. Typowo
PL 206 615 B1 zawartość dwutlenku krzemu wynosi co najmniej 75% wagowych i składa się ona z drobnych, kulistych cząstek mających przeciętną średnicę około 0,1 μm.
ii) Sposób
Sposób opisano dalej w odniesieniu do odmiany, w której wypełniaczem jest popiół z węgla, konkretniej popiół lotny zanieczyszczony węglem, lecz wynalazek stosuje się podobnie do popiołu lotnego nie zanieczyszczonego węglem i do żużla zanieczyszczonego lub nie zanieczyszczonego węglem.
Popiół lotny zawierający węgiel dodaje się do przemieszczającego się złoża gorącego klinkieru cementowego w ochładzaczu, za strefą wypalania pieca do wypalania klinkieru cementowego, przy czym na tym etapie klinkier cementowy jest granulowany, typowo złożony z cząstek wielkości od 25,5 cm do 30,5 cm. Gorący klinkier cementowy wędruje od początku do końca ochładzacza.
Złoże klinkieru cementowego ma typowo grubość 15,3 cm do 60,9 cm, wędruje z prędkością różną w zależności od wymiarów ochładzacza i przepustowości pieca; typowo prędkość wynosi około 60,9 do 182,9 cm/min, i ma temperaturę w zakresie od około 1400°C na wejściu do ochładzacza, zaraz za strefą wypalania pieca do wypalania klinkieru cementowego, do 100°C-150°C, typowo około 120°C na wyjściu z ochładzacza klinkieru.
Ogólnie, klinkier ma czas przebywania w ochładzaczu od 15 do 60, częściej 20 do 40 i typowo około 30 minut. Klinkier w złożu klinkieru ma zmienne rozmiary i może obejmować aglomeraty tak wielkie jak 25,4 cm do 30,5 cm.
Strumienie chłodzącego powietrza są kierowane przez wędrujące złoże klinkieru, typowo z miejsca poniżej złoża. Wielka objętość chłodzącego powietrza wprowadzanego do ochładzacza typowo ma dwie drogi wylotowe z ochładzacza, jedną ogólnie w kierunku w górę strumienia ochładzacza do pieca do wypalania klinkieru cementowego, gdzie stanowi wtórne powietrze w termicznych procesach zachodzących w piecu do wypalania klinkieru cementowego; i drugą ogólnie w kierunku w dół strumienia i z wylotem przez odbieralniki pyłu na dolnym końcu ochładzacza.
Gorący klinkier jest więc wystawiony na działanie chłodzącego powietrza na drodze wędrówki złoża, tak że klinkier jest stopniowo chłodzony od około 1400°C do około 150°C w miarę wędrówki od górnego do dolnego końca.
Popiół lotny dogodnie wprowadza się do wędrującego złoża klinkieru cementowego tak, że całość lub większość popiołu lotnego wędruje z klinkierem cementowym w kierunku wyjścia z ochładzacza. Ponadto popiół lotny jest wprowadzany do wędrującego złoża klinkieru w miejscu takim, że popiół lotny ma odpowiedni czas przebywania w ochładzaczu, przy dostatecznie wysokiej temperaturze, dogodnie co najmniej 1000°C i typowo 1000 do 1400°C, dla spalenia węgla zawartego w popiele lotnym i stopienia popiołu lotnego do częściowo stopionej substancji, która reaguje chemicznie z gorącym klinkierem w ochładzaczu dając częściowo stopiony przetworzony termicznie klinkier i jest złożona przede wszystkim z hydraulicznych krzemianów wapnia.
Ponieważ spalanie węgla jest reakcją egzotermiczną, ciepło uwolnione podczas spalania węgla wspomaga cały termiczny proces w piecu do wypalania klinkieru cementowego i również sprzyja przetwarzaniu termicznemu popiołu lotnego do krystalicznych krzemianów hydraulicznych.
Przy wprowadzaniu popiołu lotnego do klinkieru można stosować różne sposoby dostarczania, zaś projekt oraz rozmieszczenie odpowiednich urządzeń dostarczających w ochładzaczu mieści się w zakresie umiejętności odpowiednich specjalistów.
Testy prowadzone w cementowni wykazują, że gdy dodaje się dobrze rozdrobniony popiół lotny F jako wypełniacz, optymalne miejsce pneumatycznego wprowadzania dla konfiguracji pieca i ochładzacza znajdowało się w pierwszej, najwcześniejszej komorze ochładzacza, gdzie temperatura była najwyższa. Okazało się, wbrew oczekiwaniom, że bliskość pieca spowoduje, że popiół lotny będzie wymiatany z ochładzacza do głównego korpusu pieca strumieniem powietrza. Powierzchnia klinkieru miała temperaturę dostateczną do stopienia i zatrzymania cząstek popiołu w klinkier.
Przykładowo, suchy (lub wilgotny względnie zwilżony) popiół lotny można wprowadzać regeneracyjnym przenośnikiem śrubowym, zaprojektowanym dla tworzenia odpowiedniej dyspersji w złożu ochładzacza dla polepszonego mieszania z gorącym klinkierem. Wprowadzanie do wnętrza złoża minimalizuje również możliwą utratę popiołu lotnego przez porywanie z powietrzem płynącym z ochładzacza do pieca.
Przykładowo, aglomerowany popiół lotny, żużel lub żużel wielkopiecowy ze względu na większe rozmiary cząstek może być wprowadzany do masy klinkierowej po strefie wypalania, gdy wędruje ona z rury pieca do ochładzacza, aby zapewnić dobre mieszanie. Wypełniacz, np., popiół lotny, dogodnie wprowadza się do klinkieru w ochładzaczu w ilość dającej zawartość wypełniacza, np., popiołu lotnego
PL 206 615 B1 w klinkierze, około 2 do 25%, korzystnie 5 do 15%, lepiej 5 do 10% wagowych, wzglę dem łącznej masy wypełniacza i klinkieru.
iii) Cement
Klinkier cementowy uzyskiwany z ochładzacza jest mielony do żądanych rozmiarów cząstek. Przy stosowaniu procesu według wynalazku popiół lotny lub inny wypełniacz integruje się przez proces termiczny częściowego stopienia z klinkierem cementowym polepszając wydajność klinkieru cementowego uzyskiwanego z zespołu pieca.
Sposób według wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym zespół pieca, obejmujący piec i ochładzacz.
Przedstawiony na rysunku zespół 10 pieca obejmuje wlot wsadu 12, obrotowy piec 14 i ochładzacz 16.
Piec 14 jest zamontowany obrotowo względem wlotu wsadu 12 i ochładzacza 16. Obrotowy piec 14 ma strefę suszenia 20 do stosowania w procesie mokrym, strefę kalcynowania 22, strefę wypalania 24 i strefę wstępnego chłodzenia 26 w miejscu opuszczania pieca 14.
Obrotowy piec 14 rozciąga się pomiędzy portem wsadu 18 i wylotem klinkieru 28.
Zespół palników zamontowany na zewnątrz pieca 14 ma dyszę 32 palnika zamontowaną w okapie ogniowym 38, która to dysza 32 wystaje przez wylot 28 do pieca 14. Płomień 36 powstaje na dyszy 32.
Ochładzacz 16 ma wejście 42, które łączy się z wylotem klinkieru 28 pieca 14 i wyjście 44. Ruszt ochładzacza 40 jest zamontowany w ochładzaczu 16 i dysze powietrzne 46 umieszczone poniżej rusztu ochładzacza 40 wprowadzają strumienie chłodzącego powietrza w górę przez ruszt ochładzacza 40 i złoże 52 klinkieru podtrzymywane na ruszcie ochładzacza 40. Zespół 10 ma przedział dysz powietrznych 54 do wprowadzania wypełniacza, np., popiołu lotnego 50 zanieczyszczonego węglem pneumatycznie ze strumieniem powietrza 46 z miejsca poniżej rusztu ochładzacza 40 na początku ochładzacza 16, a korzystniej przez wcześniejszy przedział powietrza 54 ochładzacza 16.
Zilustrowany zespół 10 pieca ma również alternatywny port 56 do wprowadzania wypełniacza, np., żużla wielkopiecowego do pieca 14 po strefie wypalania 24 i korzystniej w miejscu opuszczania pieca 14 w strefie wstępnego chłodzenia 26. Ochładzacz 16 ma wylot powietrza 48.
Ruszt ochładzacza 40 obejmuje wiele płytek w układzie bok do boku. Niektóre płytki mają otwory przelotowe pozwalające na przechodzenie powietrza chłodzącego. Niektóre płytki są zamocowane, a inne zamontowane tak, że mogą oscylować, w tył i przód. Ruch oscylujących płytek porusza klinkier, i z nim popiół lotny. Powietrze jest wprowadzane przez ruszt 40 za pomocą dysz powietrznych 46, które są ułożone w grupy zaś każda grupa związana jest z przedziałem dysz powietrza.
Ruszt ochładzacza 40 jest nachylony w dół od wejścia 42 do wyjścia 44. Złoże 52 klinkieru przesuwa się w kierunku wyjścia 44 dzięki oscylacjom niektórych płytek, w powiązaniu z nachyleniem i gromadzeniem się klinkieru wprowadzanego do ochładzacza 16 z pieca 14.
Składniki surowego klinkieru cementowego w postaci rozdrobnionej wprowadza się przez wlot wsadu 12 i port wsadu 18 do pieca 14, gdzie najpierw wchodzą w strefę suszenia 20. Piec 14 obraca się powoli i jest nachylony w dół od portu wsadu 18 do wylotu 28. Wraz z obrotem pieca 14, składniki przenoszą się powoli i po kolei przez strefę suszenia 20, strefę kalcynowania 22 i strefę wypalania 24, do której wchodzi płomień z dyszy palnika 32. W strefie suszenia 20 temperatura typowo waha się od 300°C do 800°C. W strefie kalcynowania 22 temperatura typowo waha się od 825°C do 1000°C i w strefie wypalania 24 temperatura wynosi typowo 1400°C do 1425°C. Wytwarzanie klinkieru kończy się w strefie wypalania 24.
Piec 14 działa w konwencjonalny sposób dla wytwarzania klinkieru cementowego i niniejszy wynalazek nie zajmuje się działaniem pieca 14 i nie modyfikuje w żaden sposób działania pieca 14 do wytwarzania klinkieru cementowego. Gorący klinkier wytwarzany w piecu 14 jest wyprowadzany przez wylot klinkieru 28 i wchodzi do ochładzacza 16 przy wejściu 42, gdzie spada na ruszt ochładzacza 40, który przesuwa gorący klinkier do wyjścia 44. Gorący klinkier spadający na ruszt ochładzacza 40 tworzy złoże 52 cząstek klinkieru, które typowo ma grubość lub głębokość 15,2 cm do 60,9 cm.
Powietrze wstrzykuje się pod ciśnieniem przez dysze powietrzne 46 umieszczone poniżej rusztu ochładzacza 40, powietrze przenika przez płyty w ruszcie ochładzacza 40 i złoże 52, klinkier stopniowo chłodzi się powietrzem z dysz 46 przy przemieszczaniu do wyjścia 44. Ochładzacz 16 typowo pracuje pod niskim ciśnieniem lub częściowo obniżonym ciśnieniem i powietrze wchodzące w górę przez złoże 52 płynie wzdłuż drogi wskazanej strzałkami A do pieca 14 lub wzdłuż drogi wskazanej strzałkami B wychodząc z końca ochładzacza. Droga wędrówki złoża 52 jest wskazywana przez strzałkę C.
PL 206 615 B1
Popiół lotny zanieczyszczony węglem, jeśli jest wybrany jako wypełniacz i utrzymywany w postaci dobrze rozdrobnionej, jest wprowadzany do klinkieru przez pierwszy przedział 50 dysz powietrznych na początku ochładzacza 16, gdzie temperatura jest dostatecznie wysoka dla przetwarzania termicznego popiołu lotnego. Oznacza to po prostu jedno z miejsc, w którym można wprowadzać popiół lotny zanieczyszczony węglem. Popiół lotny zanieczyszczony węglem jest wprowadzany pneumatycznie z miejsca poniżej złoża 52 przez przedział 50, tak aby penetrował złoże 52 z przechwytywaniem popiołu lotnego w złożu 52.
Gdy złoże 52 z popiołem lotnym zanieczyszczonym węglem wędruje do wyjścia 44, węgiel w popiele lotnym jest spalany na tlenki węgla z wydzielaniem ciepła i wraz z ciepłem gorącego klinkieru cementowego daje klinkier częściowo stopiony przez przetwarzanie termiczne, złożony głównie z krystalicznych hydraulicznych krzemianów wapnia. Na końcu ochładzacza 16 powstały ochłodzony klinkier i popiół lotny wolny od węgla spada z rusztu ochładzacza 40 przez wyjście 44 i przechodzi do dalszego przetwarzania, takiego jak mielenie dla wytworzenia cementu.
Drobne cząstki popiołu lotnego i/lub klinkieru cementowego porywane z powietrzem wychodzącym wylotem 48 wzdłuż drogi B zbiera się i zawraca w normalny sposób obecnie stosowany dla drobnych cząstek klinkieru.
P r z y k ł a d
Prowadzono próbę w cementowni dla określenia skuteczności dodawania popiołu lotnego klasy F jako wypełniacza klinkieru cementowego.
Popiół lotny wprowadzano pneumatycznie do ochładzacza pieca przez różne przedziały poniżej rusztu ochładzacza.
Próbki uzyskiwano w 5 punktach próbkowania, w tym kołpaku pieca, wyjściu z ochładzacza przed drugim przenośnikiem, po drugim przenośniku, cyklonie filtracyjnym ze złożem żwirowym wstępnego oczyszczania i cyklonie oczyszczającym.
Popiół lotny wprowadzano w ilości 1,22 t na godzinę z przepustowością pieca 24, 42 t na godzinę.
W jednym z testów popiół lotny wprowadzano przez początkową komorę wentylatorem ochładzacza 16.
Próbki z indywidualnych punktów wykazały, że nie stwierdzono popiołu lotnego w próbce z kołpaka pieca; 97% całości materiału odzyskiwano przed drugim przenośnikiem; zasadniczo nie odzyskiwano (0,1%) materiału w cyklonie oczyszczającym; i 100% materiału odzyskiwano po drugim przenośniku. We wszystkich przypadkach więcej niż 90% popiołu lotnego ulegało stopieniu.
Claims (18)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania klinkieru cementowego uzyskiwanego z zespołu pieca do wypalania klinkieru cementowego obejmującego piec do wypalania klinkieru cementowego do wytwarzania klinkieru cementowego i ochładzacz do chłodzenia klinkieru cementowego z tego pieca, w którym wytwarza się gorący klinkier cementowy z surowców do produkcji klinkieru cementowego w piecu do wypalania klinkieru cementowego, po czym wprowadza się otrzymany gorący klinkier cementowy do ochładzacza, znamienny tym, że wprowadza się wypełniacz w postaci rozdrobnionego materiału, zawierający krzemionkę i tlenek co najmniej jednego spośród wapnia i glinu w kontakt z gorącym klinkierem cementowym za miejscem tworzenia gorącego klinkieru cementowego w temperaturze co najmniej 1000°C, stapia się co najmniej 50% wag. tego wypełniacza do postaci częściowo stopionego wypełniacza, po czym poddaje się częściowo stopiony wypełniacz reakcji chemicznej z gorącym klinkierem tworząc przetworzoną termicznie kompozycję klinkieru cementowego z częściowo stopionych krystalicznych krzemianów hydraulicznych i końcowo chłodzi się kompozycję klinkieru cementowego w ochładzaczu, a następnie otrzymuje się z ochładzacza ochłodzoną kompozycję klinkieru cementowego.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wypełniacz stosuje się popiół lotny.
- 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako lotny popiół stosuje się lotny popiół klasy C.
- 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako lotny popiół lotny stosuje się popiół klasy F.
- 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się wypełniacz w postaci rozdrobnionego materiału zawierający krzemionkę i tlenek co najmniej jednego spośród wapnia i glinu w ilości od 2 do 25% wag., względem połączonej masy gorącego klinkieru cementowego i wypełniacza.
- 6. Sposób według zastrz. 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że wprowadza się popiół lotny w ilości od 5 do 10% wag., względem połączonej masy gorącego klinkieru cementowego i popiołu lotnego.PL 206 615 B1
- 7. Sposób według zastrz. 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że styka się lotny popiół z gorącym klinkierem w początkowej części ochładzacza przy temperaturze od 1000 do 1400°C.
- 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wypełniacz stosuje się żużel.
- 9. Sposób według zastrz. 1 albo 8, znamienny tym, że jako wypełniacz stosuje się żużel wielkopiecowy.
- 10. Sposób według zastrz. 1 albo 8, znamienny tym, że jako wypełniacz stosuje się żużel z produkcji stali.
- 11. Sposób według zastrz. 1 albo 8, znamienny tym, że jako wypełniacz stosuje się żużel z produkcji metalu nieżelaznego.
- 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wypełniacz stosuje się krzemionkę pylistą.
- 13. Sposób według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że stapia się co najmniej 70% wag. wypełniacza w postaci rozdrobnionego materiału tworząc materiał częściowo stopiony reagujący z gorącym klinkierem.
- 14. Sposób według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że stapia się co najmniej 90% wag. wypełniacza w postaci rozdrobnionego materiału z wytworzeniem częściowo stopionego materiału reagującego z gorącym klinkierem.
- 15. Sposób według zastrz. 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że popiół lotny jest zanieczyszczony węglem i węgiel ten utlenia się w reakcji egzotermicznej, zaś ciepło z reakcji egzotermicznej wykorzystuje się do stapiania wypełniacza do postaci częściowo stopionej; przy czym co najmniej 90% wag. wypełniacza stapia się z wytworzeniem częściowo stopionego materiału reagującego z gorącym klinkierem.
- 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że stosuje się popiół lotny w ilości od 5 do 10% wag., względem połączonej masy gorącego klinkieru cementowego i wypełniacza w postaci materiału rozdrobnionego.
- 17. Sposób według zastrz. 1 albo 8 albo 9 albo 10 albo 11 albo 12, znamienny tym, że wypełniacz w postaci rozdrobnionego materiału styka się z gorącym klinkierem cementowym w temperaturze co najmniej 1000°C do 1400°C w etapie obejmującym poddawanie częściowo stopionego materiału reakcji chemicznej z gorącym klinkierem.
- 18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie poddawania częściowo stopionego materiału reakcji chemicznej z gorącym klinkierem wypełniacz w postaci rozdrobnionego materiału wprowadza się w połączeniu z dodatkiem modyfikującym.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/785,705 US6391105B1 (en) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | Enhancement of cement clinker yield |
| PCT/CA2002/000167 WO2002066391A2 (en) | 2001-02-16 | 2002-02-12 | Enhancement of cement clinker yield |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL365439A1 PL365439A1 (pl) | 2005-01-10 |
| PL206615B1 true PL206615B1 (pl) | 2010-08-31 |
Family
ID=25136363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL365439A PL206615B1 (pl) | 2001-02-16 | 2002-02-12 | Sposób wytwarzania klinkieru cementowego |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6391105B1 (pl) |
| EP (1) | EP1360157B9 (pl) |
| JP (1) | JP4190287B2 (pl) |
| KR (1) | KR100810494B1 (pl) |
| CN (1) | CN1223541C (pl) |
| AT (1) | ATE273936T1 (pl) |
| AU (1) | AU2002231533B2 (pl) |
| BR (1) | BR0207324B1 (pl) |
| CA (1) | CA2430594C (pl) |
| CZ (1) | CZ297756B6 (pl) |
| DE (1) | DE60201018T2 (pl) |
| ES (1) | ES2227441T3 (pl) |
| MA (1) | MA25998A1 (pl) |
| MX (1) | MXPA03007306A (pl) |
| PL (1) | PL206615B1 (pl) |
| RU (1) | RU2288900C2 (pl) |
| TN (1) | TNSN03047A1 (pl) |
| TR (1) | TR200402800T4 (pl) |
| UA (1) | UA77954C2 (pl) |
| WO (1) | WO2002066391A2 (pl) |
| ZA (1) | ZA200306035B (pl) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8440015B1 (en) * | 2002-01-22 | 2013-05-14 | Waynesburg University | Fly ash carbon passivation |
| US20040157181A1 (en) * | 2003-02-11 | 2004-08-12 | Arnold John R. | Method for manufacturing cement clinker |
| US20040231566A1 (en) * | 2003-05-20 | 2004-11-25 | Cemex Inc. | Process for Fly Ash Beneficiation |
| DE10344040A1 (de) * | 2003-09-23 | 2005-04-14 | Polysius Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines hydraulischen Bindemittels |
| US20050066860A1 (en) * | 2003-09-25 | 2005-03-31 | Logan Terry J. | Use of organic waste/mineral by-product mixtures in cement manufacturing processes |
| WO2005088245A1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Hienergy Technologies, Inc. | Method and apparatus for measuring wall thickness of a vessel |
| US7461466B2 (en) * | 2004-06-14 | 2008-12-09 | Lehigh Cement Company | Method and apparatus for drying wet bio-solids using excess heat from a cement clinker cooler |
| US20050274293A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Lehigh Cement Company | Method and apparatus for drying wet bio-solids using excess heat recovered from cement manufacturing process equipment |
| US7434332B2 (en) * | 2004-06-14 | 2008-10-14 | Lehigh Cement Company | Method and apparatus for drying wet bio-solids using excess heat from a cement clinker cooler |
| US20050274068A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Morton Edward L | Bio-solid materials as alternate fuels in cement kiln, riser duct and calciner |
| US20060272553A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Cifuentes Victor H | Cement making method |
| US8038791B2 (en) * | 2006-08-31 | 2011-10-18 | Edw. C. Levy Co. | Clinker, system and method for manufacturing the same |
| SK286943B6 (sk) * | 2006-09-18 | 2009-08-06 | Východoslovenské Stavebné Hmoty, A. S. | Spôsob výroby portlandského slinku s využitím kryštalickej vysokopecnej trosky |
| DE102009041089C5 (de) * | 2009-09-10 | 2013-06-27 | Khd Humboldt Wedag Gmbh | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zement mit verringerter CO2-Emission |
| CN101759382B (zh) * | 2009-12-31 | 2012-09-26 | 阿荣旗蒙西水泥有限公司 | 利用褐煤煅烧水泥熟料的生产方法 |
| WO2012018348A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Empire Technology Development Llc | System and method for manufacturing cement clinker utilizing waste materials |
| RU2479810C2 (ru) * | 2011-06-07 | 2013-04-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Вращающаяся печь для обжига клинкера |
| CN102464458B (zh) * | 2011-11-28 | 2013-04-03 | 泸州兰良水泥有限公司 | 窑头外投料煅烧高活性混合材的方法和设备 |
| JP5794696B2 (ja) * | 2012-01-17 | 2015-10-14 | 太平洋セメント株式会社 | 普通ポルトランドセメントクリンカーの製造方法 |
| JP2013224227A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Taiheiyo Cement Corp | セメント組成物の製造方法 |
| JP5980044B2 (ja) * | 2012-08-22 | 2016-08-31 | 太平洋セメント株式会社 | セメント組成物の製造方法 |
| JP2012229162A (ja) * | 2012-08-28 | 2012-11-22 | Tokuyama Corp | セメントクリンカの製造方法 |
| JP5984599B2 (ja) * | 2012-09-19 | 2016-09-06 | 太平洋セメント株式会社 | セメント組成物の製造方法 |
| PT108290B (pt) * | 2015-03-17 | 2018-12-10 | Secil Companhia Geral De Cal E Cimento S A | Método de produção de um clinquer de baixo teor de carbono |
| DE102017202325A1 (de) | 2017-02-14 | 2018-08-16 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Asche |
| IT202100007661A1 (it) * | 2021-03-29 | 2022-09-29 | Cicsa S R L | Metodo per il raffreddamento ed il recupero termico da materiali ad altissima temperatura |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1533125A (en) | 1975-07-22 | 1978-11-22 | Perlmooser Zementwerke Ag | Cement and process and apparatus for its production |
| AT371421B (de) * | 1975-08-27 | 1983-06-27 | Perlmooser Zementwerke Ag | Verfahren zur herstellung eines, vorzugsweise fuer die baustofferzeugung, insbesondere fuer die zementerzeugung, einsetzbaren aus mindestens zwei gebrannten und/oder gesinterten und/oder kalzinierten und/oder erhitzten komponenten verschiedener zusammensetzung bestehenden gemisches |
| DE2624971C2 (de) | 1976-06-03 | 1982-08-26 | Dyckerhoff Zementwerke Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zur Verwertung industrieller Abfälle |
| SU1280839A1 (ru) * | 1984-12-24 | 1990-10-07 | Харьковский институт инженеров коммунального строительства | Способ охлаждени цементного клинкера |
| RU2035425C1 (ru) * | 1992-10-13 | 1995-05-20 | Акционерное общество "Жигулевские стройматериалы" | Способ обжига цементного клинкера |
| WO1996026165A1 (en) | 1995-02-23 | 1996-08-29 | Aalborg Portland A/S | Method for manufacturing portland cement clinker |
| US5650005A (en) | 1996-05-29 | 1997-07-22 | Lafarge Canada Inc. | Process for high free lime content in cement clinker |
| DE19622591A1 (de) * | 1996-06-05 | 1997-12-11 | Heidelberger Zement Ag | Verfahren zur stofflichen und thermischen Nutzung von Wasser, Mineralien und brennbare Anteile enthaltenden Reststoffen für die Herstellung von Portlandzementklinker |
| US5837052A (en) | 1997-04-10 | 1998-11-17 | Lafarge Canada Inc. | Process for producing cement clinker containing coal ash |
| EP0882687B1 (en) * | 1997-06-02 | 2000-03-15 | Joseph E. Dipl.-Ing. Doumet | Method and apparatus for producing cement clinker |
| US5976243A (en) | 1998-09-24 | 1999-11-02 | Lafarge Canada Inc. | Process for producing cement clinker containing blast furnace slag |
-
2001
- 2001-02-16 US US09/785,705 patent/US6391105B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-02-12 AT AT02711718T patent/ATE273936T1/de active
- 2002-02-12 KR KR1020037010797A patent/KR100810494B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-12 EP EP02711718A patent/EP1360157B9/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-12 CZ CZ20032212A patent/CZ297756B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2002-02-12 BR BRPI0207324-2A patent/BR0207324B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-02-12 AU AU2002231533A patent/AU2002231533B2/en not_active Ceased
- 2002-02-12 TR TR2004/02800T patent/TR200402800T4/xx unknown
- 2002-02-12 MX MXPA03007306A patent/MXPA03007306A/es active IP Right Grant
- 2002-02-12 DE DE60201018T patent/DE60201018T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-12 ES ES02711718T patent/ES2227441T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-12 PL PL365439A patent/PL206615B1/pl unknown
- 2002-02-12 CA CA002430594A patent/CA2430594C/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-12 WO PCT/CA2002/000167 patent/WO2002066391A2/en not_active Ceased
- 2002-02-12 JP JP2002565911A patent/JP4190287B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-12 CN CNB028051041A patent/CN1223541C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-12 RU RU2003125354/03A patent/RU2288900C2/ru active
- 2002-12-02 UA UA2003087767A patent/UA77954C2/uk unknown
-
2003
- 2003-07-08 TN TNPCT/CA2002/000167A patent/TNSN03047A1/en unknown
- 2003-07-29 MA MA27259A patent/MA25998A1/fr unknown
- 2003-08-05 ZA ZA200306035A patent/ZA200306035B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100810494B1 (ko) | 2008-03-10 |
| EP1360157B1 (en) | 2004-08-18 |
| KR20030083717A (ko) | 2003-10-30 |
| ES2227441T3 (es) | 2005-04-01 |
| WO2002066391A3 (en) | 2002-11-28 |
| UA77954C2 (en) | 2007-02-15 |
| WO2002066391A2 (en) | 2002-08-29 |
| PL365439A1 (pl) | 2005-01-10 |
| AU2002231533B2 (en) | 2006-09-07 |
| RU2288900C2 (ru) | 2006-12-10 |
| CA2430594C (en) | 2007-09-25 |
| CZ297756B6 (cs) | 2007-03-21 |
| CA2430594A1 (en) | 2002-08-29 |
| US6391105B1 (en) | 2002-05-21 |
| MXPA03007306A (es) | 2005-02-14 |
| ATE273936T1 (de) | 2004-09-15 |
| BR0207324A (pt) | 2004-02-10 |
| CN1223541C (zh) | 2005-10-19 |
| TR200402800T4 (tr) | 2004-11-22 |
| EP1360157B9 (en) | 2007-02-14 |
| MA25998A1 (fr) | 2003-12-31 |
| ZA200306035B (en) | 2004-08-05 |
| JP2004520259A (ja) | 2004-07-08 |
| JP4190287B2 (ja) | 2008-12-03 |
| BR0207324B1 (pt) | 2012-03-20 |
| DE60201018T2 (de) | 2005-08-11 |
| EP1360157A2 (en) | 2003-11-12 |
| CZ20032212A3 (cs) | 2003-12-17 |
| TNSN03047A1 (en) | 2005-04-08 |
| RU2003125354A (ru) | 2005-03-10 |
| DE60201018D1 (de) | 2004-09-23 |
| CN1491193A (zh) | 2004-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL206615B1 (pl) | Sposób wytwarzania klinkieru cementowego | |
| AU2002231533A1 (en) | Enhancement of cement clinker yield | |
| CA2474568C (en) | Use of high carbon coal ash | |
| CA2234523C (en) | Process for producing cement clinker containing coal ash | |
| KR100252722B1 (ko) | 용광로슬래그를사용하여시멘트클링커를제조하는방법및장치 | |
| US5976243A (en) | Process for producing cement clinker containing blast furnace slag | |
| ES2372170T3 (es) | Proceso y aparato para producir fibras minerales. | |
| CA2453124C (en) | Process for incorporating coal ash into cement clinker | |
| JP2020142934A (ja) | セメント製造方法 | |
| ES2371561T3 (es) | Método de operación de hornos de chimenea giratoria reductores. | |
| RU2200137C2 (ru) | Способ получения гидравлического вяжущего | |
| CA2249493C (en) | Process for producing cement clinker containing blast furnace slag | |
| JP2002274906A (ja) | 人工骨材原料の調整方法 | |
| CZ2021209A3 (cs) | Způsob zpracování roztavených metalurgických strusek | |
| WO2000006514A1 (en) | Process for producing cement clinker by addition of coal ash | |
| CA1146983A (en) | Process for producing portland and other hydraulic cements | |
| PL191257B1 (pl) | Sposób wytwarzania klinkieru cementowego | |
| SK282196B6 (sk) | Spôsob výroby cementových slinkov a zariadenie na jeho vykonávanie |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RECP | Rectifications of patent specification |