使用來自熟料冷卻器的氣體干燥固體廢棄物材料的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于干燥固體廢棄物材料的方法和設(shè)備，用于生產(chǎn)包括此干燥方法的熟料的方法，并涉及包括此干燥設(shè)備的熟料工廠。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)熟料的生產(chǎn)過程中，生料被傳送至高溫處理區(qū)域，其可以包括預(yù)加熱器和煅燒爐以在將生料引入生產(chǎn)熟料的回轉(zhuǎn)窯之前調(diào)節(jié)該生料。主窯和煅燒爐通過使用煤、油或天然氣作為燃料的燃燒器加熱。在回轉(zhuǎn)窯的出口處，熱熟料被引入冷卻器，大量的空氣被鼓入該冷卻器穿過熟料的層，從而將其溫度降低至約80°C。
[0003]在熟料的生產(chǎn)中最大的成本項(xiàng)目之一是燃料的成本。隨著煤、油和天然氣價(jià)格的日益增加，人們不斷地探索燃料的替代資源用于此生產(chǎn)過程中。
[0004]在此方面，有利的是使用碎的固體廢棄物材料。然而，此類型的廢棄物材料通常具有高的含水量，這減少了其作為燃料的效率。舉例而言，具有原始的25%含水量的固體廢棄物材料具有18.000kj/kg的低熱值。在進(jìn)行了將殘余含水量減少至5%的干燥操作后，此固體廢棄物材料具有改進(jìn)的23.500kJ/kg的低熱值。
[0005]因此，需要在將此廢棄物材料引入窯和/或煅燒爐之前將此廢棄物材料進(jìn)行干燥。第一個(gè)已知類型的解決方案使用滾筒和皮帶干燥器，其中放置待干燥的固體與氣體接觸。然而，這些干燥器龐大、昂貴，且不易得到。
[0006]此外，美國(guó)7，434，332專利描述了接觸式干燥器的使用，其中廢棄物材料在被引入窯或煅燒爐之前被干燥。將來自熟料冷卻器的氣體供應(yīng)至此干燥器中，從而對(duì)廢棄物材料進(jìn)行處理。然而，這種解決方案具有缺陷。首先，其隱含了安裝此干燥器及其連接至水泥廠其他部分的高成本。此外，在此過程中廢棄物材料的停留時(shí)間非常高。
[0007]鑒于此，本發(fā)明嘗試解決的技術(shù)問題是提供一種可以以快速簡(jiǎn)單的方式干燥廢棄物材料并可以使用便宜設(shè)備進(jìn)行的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]出乎意料地，申請(qǐng)人顯示了快速類型的干燥方法，其中待干燥的固體廢棄物材料通過高速氣體而被向上驅(qū)動(dòng)，這導(dǎo)致了意料不到的積極效果。
[0009]因此，本發(fā)明提供一種用于干燥固體廢棄物材料的方法，其包括:
[0010]-提供包括向上部段的干燥管；
[0011]-在位于所述向上部段的底部的進(jìn)料點(diǎn)處進(jìn)行待干燥的固體廢棄物材料的進(jìn)料；
[0012]-將干燥氣體以大于15m/s的速度供應(yīng)至所述向上部段中，所述干燥氣體包括來自熟料冷卻器的排放氣體，從而在此向上部段中產(chǎn)生所述廢棄物材料的向上流，并提供最終干燥氣體和經(jīng)干燥的固體廢棄物材料；以及
[0013]-在所述干燥管的下游將所述最終干燥氣體與經(jīng)干燥的固體廢棄物材料分離。
[0014]本發(fā)明涉及固體廢棄物材料在熟料生產(chǎn)過程中作為燃料或燃料添加劑的用途。固體廢棄物通常為不可溶、丟棄的固體材料，其包括污水污泥、城市廢棄物、工業(yè)廢棄物材料、農(nóng)業(yè)廢物、拆迀廢棄物材料和礦物殘?jiān)?br>[0015]本發(fā)明可以呈現(xiàn)出一個(gè)或多個(gè)如下優(yōu)點(diǎn)。
[0016]本發(fā)明的干燥方法可以以非常簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行。此外，此方法可以僅用少量的機(jī)械元件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉。
[0017]此外，根據(jù)本發(fā)明的方法的固體廢棄物材料的停留時(shí)間比現(xiàn)有技術(shù)的干燥方法的固體廢棄物材料的停留時(shí)間低得多。因此，根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)干燥的固體廢棄物材料可以直接投入燃燒器而不另外配量或貯藏。這與因長(zhǎng)得多的廢棄物材料的停留時(shí)間而包括至少兩個(gè)配量步驟的上述已知解決方案相比更有競(jìng)爭(zhēng)力。
[0018]干燥氣體的供應(yīng)速度優(yōu)選大于20m/s。
[0019]在本發(fā)明中所用的廢棄物材料優(yōu)選具有小于70毫米，特別是小于50毫米的最大尺寸。為了符合此要求，廢棄物材料通常經(jīng)受處理步驟以減小尺寸。這種處理可以為撕碎步驟。
[0020]在本說明書和所附權(quán)利要求書中，“大于”和“小于”分別理解為“大于或等于”和“小于或等于”。此外，“上游”和“下游”是指正常操作條件下的氣體流動(dòng)。
[0021]干燥管的向上部段優(yōu)選是基本上豎直的。在此方面，此部段朝向豎直方向的整體角度小于30° ?
[0022]在位于干燥管的底部處的進(jìn)料點(diǎn)進(jìn)行固體廢棄物的進(jìn)料。干燥氣體也供應(yīng)至此管中。此氣體的主要部分是來自熟料冷卻器的排放氣體。此排放氣體可以用其他氣體稀釋，特別是用新鮮空氣稀釋，從而控制整體干燥氣體在管的入口處的溫度。
[0023]由于干燥氣體的快速流速而使廢棄物材料向上傳送。在廢棄物材料的流通過管的過程中，廢棄物材料與熱氣體混合，使得廢棄物材料在管的出口處被干燥得出人意料地充分。干燥管可以由單個(gè)向上部段構(gòu)成，或者也可以包括位于向上部段的下游的至少一個(gè)其他部段。
[0024]在向上部段的入口處的通常的氣體速度為15至35m/s (米每秒)，這取決于廢棄物材料的性質(zhì)和廢棄物材料被引入管的方式。此速度是指在進(jìn)料點(diǎn)處的氣體速度。如本領(lǐng)域所公知，氣體的速度隨著氣體穿過管而逐漸減小。固體的速度小于氣體的速度，并且其根據(jù)固體粒子的性質(zhì)(特別是固體粒子的密度和尺寸)而變化。
[0025]在此方面，可以通過任何適合的裝置將廢棄物材料引入干燥管，例如使用機(jī)械或氣動(dòng)裝置。在廢棄物材料的向上運(yùn)動(dòng)過程中，重粒子可以下落，并可能需要去除該重粒子。在向上部段中的氣體速度可以調(diào)節(jié)以優(yōu)化重粒子的這種潛在的下落。
[0026]在干燥管的出口處，氣體和經(jīng)干燥的固體廢棄物材料的混合物進(jìn)入分離裝置。分離操作可以包括一個(gè)或多個(gè)步驟，其可以以已知的方式進(jìn)行。在此分離步驟后，經(jīng)干燥的廢棄物材料被傳送至工廠的燃燒器。燃燒器可以為窯燃燒器和/或煅燒爐燃燒器。
[0027]適合地，氣體在干燥管中的停留時(shí)間小于5秒，優(yōu)選為I至5秒，更優(yōu)選地為1.5至3秒。固體的停留時(shí)間通常比現(xiàn)有技術(shù)已知的方法長(zhǎng)得多。
[0028]干燥管的向上部段的高度可以大于20米，優(yōu)選為30至40米。
[0029]干燥管的橫截面，特別是直徑小于1500毫米，優(yōu)選地為500至1000mm。
[0030]適合地，干燥管的整個(gè)長(zhǎng)度大于25米，優(yōu)選地為30至80米。
[0031]適合地，將廢棄物材料以大于20m/s的向上速度在進(jìn)料點(diǎn)處進(jìn)料。管中的氣體速度可以更低，只要保持足以避免在向上部段中固體的過多下落。因此，固體在干燥管中的停留時(shí)間可以增加，這促進(jìn)了混合和干燥操作的質(zhì)量。即使停留時(shí)間可以增加，其仍遠(yuǎn)低于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法中的停留時(shí)間。
[0032]可以將干燥氣體以125至300 °C，優(yōu)選為150至220 °C的溫度供應(yīng)至干燥管中。此溫度特別地取決于待干燥的固體廢棄物材料的含水量。優(yōu)選地，不應(yīng)超過溫度上限以避免點(diǎn)燃，并避免設(shè)備的潛在塑性部分的高溫附聚。
[0033]排放氣體供應(yīng)至干燥管中的流速可以為2至15Nm3/千克經(jīng)處理的廢棄物材料，優(yōu)選為2至8Nm3/千克經(jīng)處理的廢棄物材料。
[0034]適合地，排放氣體在總干燥氣體中的體積比可以大于20%，優(yōu)選大于40%。排放氣體的體積比特別地取決于此氣體離開冷卻器時(shí)的溫度以及干燥管的上游的除塵裝置的性質(zhì)。
[0035]排放氣體可以在進(jìn)料點(diǎn)前用新鮮空氣稀釋?？梢钥刂菩迈r空氣的流速隨著干燥管下游的干燥氣體的溫度而變化。此實(shí)施方案可以以簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確的方式控制干燥空氣的參數(shù)。
[0036]干燥管可以進(jìn)一步包括向下部段，其通過彎曲部段與向上部段分開。這改進(jìn)了氣體和固體的混合，并增加了干燥管的整體長(zhǎng)度，并因此增加了總的停留時(shí)間，同時(shí)盡可能小地增加了此管的整體高度，這減小了干燥管的龐大性。
[0037]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種熟料的生產(chǎn)方法，其包括如下步驟:
[0038]-通過如上限定的干燥方法干燥固體廢棄物材料，
[0039]-將作為燃料的經(jīng)干燥的固體廢棄物材料進(jìn)料至煅燒爐的燃燒器中和/或進(jìn)料至窯的燃燒器中，當(dāng)需要時(shí)使用另一補(bǔ)充的燃料，
[0040]-在所述煅燒爐中煅燒生料，以及
[0041 ]-在所述窯中燒結(jié)生料以獲得所述熟料。
[0042]在本發(fā)明的方法中，最終干燥氣體可以被傳送至熟料冷卻器。在此情況下，最終干燥氣體可以被傳送至所述熟料冷卻器的至少一個(gè)隔間的入口風(fēng)扇，所述風(fēng)扇連接至通過設(shè)置有可活動(dòng)蓋的新鮮空氣管線而接收新鮮空氣的上游室。
[0043]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于干燥固體廢棄物材料的設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0044]-至少包括向上部段的干燥管；
[0045]-進(jìn)料裝置，其在位于所述向上部段的底部的進(jìn)料點(diǎn)處用于待干燥的固體廢棄物材料的進(jìn)料；
[0046]-供應(yīng)干燥氣體的裝置，其將干燥氣體以大于15m/s，特別地大于20m/s的速度供應(yīng)至所述向上部段中，所述干燥氣體包括來自熟料冷卻器的排放氣體，從而在所述向上部段中產(chǎn)生所述廢棄物材料的向上流，并提供最終干燥氣體和經(jīng)干燥的固體廢棄物材料；
[0047]-分離裝置，其將最終干燥氣體和經(jīng)干燥的固體廢棄物材料分離。
[0048]此設(shè)備的干燥管可以包括參考本發(fā)明的干燥方法的上述的任何特征。
[0049]本發(fā)明的設(shè)備特別地適用于進(jìn)行本發(fā)明的如上文所限定的干燥方法。
[0050]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種生產(chǎn)熟料的工廠，其包括煅燒生料的煅