[發明專利]水泥生產中利用含磷替代燃料的方法

有效

• 申請號: 201080060016.1
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102753497A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: M·布呂爾哈特;F·O·恩斯特;L·C·賴申巴赫德索薩
• 申請（專利權）人: 霍爾辛姆科技有限公司
• 主分類號: C04B7/44
• 分類號: C04B7/44;C02F11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

本發明涉及在水泥熟料生產中利用含磷替代燃料的方法，其中在不同于水泥熟料生產工藝的管式轉爐的熱解反應器中利用水泥熟料生產工藝的廢熱熱解替代燃料，由此釋放的能量被引入水泥熟料生產工藝，且含磷替代燃料的熱解殘留物被抽出熱解反應器。

在水泥熟料生產中，水泥生料被預熱和煅燒，其中逸出CO₂。隨后在管式轉爐中真正地煅燒，由此通過煅燒熟料的冷卻，獲得水硬性產物。整體來看，相當數量的能量被耗費于該過程，并且人們也不斷嘗試盡可能回收耗費的能量并盡可能好地將其重新利用于該工藝。此外，人們致力于將替代燃料用于水泥熟料生產工藝，即與高品質的天然氣或石油相比具有減少的燃燒值的燃料，其中這些替代燃料常常以廢物的形式可供利用。替代燃料通常比傳統燃料例如石油和天然氣更難燃燒，且因此僅能有限地用于管式轉爐或煅燒爐的燃燒器中。因此，此類替代燃料通常在獨立的高溫分解-或熱解反應器中被分解或燃燒。在僅利用少量的廢物形式的替代燃料時，由此生成的灰燼或爐渣被引入熟料窯，并由此被吸收和結合在水泥熟料生產工藝的產物中。然而，如果要使用較大量的上述替代燃料，則由此產生的相對大量的熱解殘留物將對生產的熟料的凝固行為和強度具有負面影響。例如，已知可存在于熱解殘留物中的磷對水泥的早期強度起消極影響。

為了避免在水泥熟料中太大的灰燼或爐渣量的負面影響，例如在德國專利申請DE34?11?144A1中推薦了一種方法，在所述方法中為利用可燃廢物，將廢物單獨焚燒，并將由此產生的廢氣用于煅燒。這里，將廢物焚燒的爐渣單獨除去，以此可避免上述缺點。在這篇文獻中描述了同樣源自于所使用的廢物材料的重金屬和重金屬化合物，以它們的氯化物或氟化物的形式與廢氣一起被引出，且通過廢氣與水泥生料的接觸被水泥生料吸收。在此方法中，替代燃料的熱解殘留物被排入水浴中，且沒有被引入另外的進一步利用。

為了能利用上述替代燃料的磷含量作為例如能被用于農業領域的肥料，顯然必須特別徹底地去除可能存在的重金屬和重金屬化合物，所以為了以鹵化物的形式從熱解殘留物中去除重金屬和重金屬化合物，就需要增加鹵素的供應量量。

在水泥熟料生產中，氯或氯化物傾向于在水泥窯中形成循環，這有利于在窯入口區域、冒口管(Steigschacht)或旋風預熱器/熱交換器區域內形成結塊。如果由于管式轉爐內的高溫造成原材料和替代材料中含有的氯化物蒸發，其中因此，當熱被熱的爐氣帶走時，其例如在熱交換器中出現氯化物凝聚的情況。因此，氯化物形成循環，這導致在水泥窯中或在熱交換器系統中的富積。為了貧化，承載著氯化物和含有粉塵的爐氣通常被排出，并且使氯化物通過淬火沉淀在粉塵上。在低氯化物含量的情況下，這些含氯粉塵被導回水泥生產工藝中。但是，在氯含量或氯化物含量高的情況下，將這種負載的水泥窯旁路粉塵引入水泥生產過程是不希望的。

因此，本發明以對前述的方法做如下改進為目的，即在水泥熟料生產工藝中減少氯化物循環的形成，和同時尤其實現極為有效的重金屬的去除，所述重金屬來自利用替代燃料的熱解殘留物，以使熱解殘留物能夠作為含磷肥料使用，在其中磷以植物可利用的形式存在。

為了達到此目的，將前述提及類型的方法根據本發明進一步擴展，使得含磷替代燃料的熱解殘留物與作為鹵素載體的水泥窯旁路產物在熱解反應器中混合，并將生成的重金屬鹵化物排出。通過使用可作為粉塵和/或氣體存在的水泥窯旁路產物作為用于去除含磷替代燃料熱解殘留物的重金屬和重金屬化合物的鹵素載體，使熱解反應器中保持足夠高的氯化物含量，以確保被用做肥料的熱解殘留物中的重金屬和重金屬化合物幾乎完全貧化。如果，如同根據本發明設想的一般，生成的重金屬鹵化物被抽出且沒有被引入水泥熟料生產工藝，不僅可生產出很大程度上不含重金屬的水泥熟料，還可供給重金屬有益地利用于有色金屬工業中。總體上，水泥窯旁路產物能以新的形式被使用，其中由熱解反應器和水泥熟料生產工藝的替代燃料的利用中排出可用作肥料的產物，其幾乎不含重金屬殘留物，并且通過根據現有技術中已知的方法處理排出的重金屬鹵化物，通過制得貴重的重金屬實現額外的經濟效益。

為了制得氯化物，在本發明的范圍內可如此有利地采取措施，將載有粉塵和含有氯化物的爐氣作為水泥窯旁路產物被抽出和引入熱解反應器中。在這種情況下，將爐氣在窯的入口區域排出，并且在熱解反應器中被直接用于重金屬的轉換。