Декарбонизатор с восходящим вертикальным газоходом.
Печные системы с декарбонизатором в виде восходящего вертикального газохода высотою ~ 80 м получили в последние годы наибольшее распространение. Одним из типовых является решение фирмы KHD Humboldt Wedag - PYROCLON-R.
Декарбонизатор представляет собой восходящий газоход с поворотом вниз, в котором протекает самая теплоемкая реакция клинкерообразования - разложение известняка. Для ускорения процесса диссоциации температура после декарбонизатора обычно поддерживается на уровне 850...880 °С. В схемах с декарбонизатором сырьевая мука из циклона IV-ой ступени направляется в нижнюю часть декарбонизатора, откуда уносится в вверх, где происходит интенсивный теплообмен между газом и материалом. Пройдя декарбонизатор, мука попадает в циклон V-ой ступени и далее подается в печь, степень декарбонизации материала достигает 95 %. В декарбонизаторе сжигается ~ 60 % топлива от общего количества. Третичный воздух подается на горение изголовки печи с температурой около 950°С. Преимущества схемы заключаются в простоте конструкции декарбонизатора, низком газодинамическом сопротивлении и высокой температуре третичного воздуха [82, 83, 84, 92].
Топливо
Использование топлива из ископаемых месторождений сильно зависит от цены и доступности. В производстве цемента в основном используются природный газ, каменный уголь, бурый уголь, горючие сланцы и мазут. В производстве клинкера имеются условия для использования горючих отходов, образующихся в других отраслях. Доля так называемых вторичных видов топлива в индустрии неуклонно растет. В 1997 году ее доля была уже около 25% (рисунок 1.17). В таблице 1.10 приведена доля вторичного топлива на энергетические потребности топлива отдельных стран. В зависимости от производственного процесса и второстепенных компонентов вторичного топлива используется множество материалов. В таблице 1.11 приведены примеры вторичных видов топлива, которые используются в производстве портландцементного клинкера.
Подготовка и гомогенность топлива имеет решающее значение для процесса сжигания. Равномерное пламя имеет очень важное значение для процесса сжигания топлива и обжига клинкера. Топливная форсунка расположена на горячей головке вращающейся печи, материал и газовый поток движутся по принципу противотока навстречу друг другу.
Рисунок 1.17 - Расходы на топливо в цементной промышленности Германии в 1997 году [93, 94]
Таблица 1.10 - Доля альтернативных видов топлива в энергетической потребности топлива в цементной промышленности [64]
| Страна | Ставка замещения, % | Год |
| Нидерланды | ||
| Швейцария | ||
| Бельгия | ||
| Германия | ||
| Австрия | ||
| Франция | ||
| Страны ЕС Всего | ||
| Великобритания | ||
| Польша | ||
| Ирландия |
Таблица 1.11 - Примеры вторичных видов топлива для производства портландцементного клинкера [63, 64]
| Твердые вторичные отходы | Жидкие и регенерированные топлива | Жидкое и газообразные топлива |
| Бумажные отходы | Отработанные масла и смолы | Утилизированный газ |
| Текстиль | Нефтехимические отходы | Пиролизный газ |
| Отходы при чистке ковров и пластиковые отходы | Остатки краски | |
| Отработанные автомобильные шины и резиновые отходы | Растворители и химические отходы | |
| Отходы древесины | Восковая суспензия | |
| Бытовые муниципальные отходы | Асфальт и нефтешламы | |
| Шламы очистных сооружений | ||
| Костная мука |
Клинкерные холодильники
Основным принципом охладителей всех типов является то, что охлаждающий воздух проходит через слой клинкера на решетке поперечного потока и нагретый воздух полностью или частично подают в печь для сжигания форсуночного топлива, подаваемого в печь. Важным является выбор режима охлаждения клинкера, так как от режима охлаждения зависит микроструктура и качество клинкера. За счет оптимизации процесса охлаждения клинкера создаются хорошие возможности улучшения производства клинкера с минимально возможными капитальными и эксплуатационными затратами [84,95].