分離揮發(fā)成分的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】分離揮發(fā)成分的方法和設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在制造水泥磚時(shí)從廢氣中分離至少一種揮發(fā)成分的方法，所述揮發(fā)成分例如是汞、鉈、有機(jī)化合物、硫化物或氮化物，其中，用于制造水泥磚的原材料在與所述廢氣進(jìn)行熱交換的情況下被導(dǎo)引通過(guò)預(yù)熱器，并且隨后在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)被燒制，其中，通過(guò)在所述預(yù)熱器中加熱原材料，使混合在所述原材料中的揮發(fā)的成分被蒸發(fā)，所述揮發(fā)成分從所述廢氣中被分離。
[0002]此外，本發(fā)明還涉及一種用于在制造水泥磚時(shí)從廢氣中分離至少一種揮發(fā)成分的設(shè)備，所述揮發(fā)成分例如是汞、鉈、有機(jī)化合物、硫化物或氮化物，所述設(shè)備具有預(yù)熱器，反向于所述廢氣的方向逆流地將用于制造水泥磚所需的原材料供給到所述預(yù)熱器內(nèi)，并且所述設(shè)備還具有用于燒結(jié)原材料的回轉(zhuǎn)爐。
[0003]在制造水泥磚時(shí)，不同的原材料、如石灰石和粘土在回轉(zhuǎn)爐中燃燒。在多種所應(yīng)用的原材料中均含有揮發(fā)成分，如汞、鉈、有機(jī)化合物、硫化物或氮化物，它們?cè)陬A(yù)熱級(jí)中加熱時(shí)被蒸發(fā)并且在冷卻廢氣時(shí)再次結(jié)合在塵埃上。由此，例如大部分汞與在原粉中產(chǎn)生的并且在過(guò)濾級(jí)分離出的塵埃一同被再次回輸?shù)剿啻u制造過(guò)程中，只有一小部分被漏掉并與廢氣一同進(jìn)入大氣。在此，汞主要通過(guò)原材料被輸送到過(guò)程中，很小一部分汞的輸入也可能是出自于燃料。
[0004]本發(fā)明申請(qǐng)主要涉及水泥磚的制造，但也可以應(yīng)用于其它的熱力生產(chǎn)過(guò)程中，其中涉及一些廢氣有害物的明顯的循環(huán)特征。
[0005]原則上，包含在原材料中的汞在用于水泥磚制造之前就可以被去除或減少。這例如通過(guò)借助熱氣對(duì)原材料預(yù)熱實(shí)現(xiàn)，由此所含有的汞至少部分被蒸發(fā)并且隨后能夠以濃縮的形式被分離。但通過(guò)對(duì)原材料的所需的加熱卻需要相對(duì)很多的能量，這提高了總體成本并且在原材料使用量較大時(shí)該方法是不經(jīng)濟(jì)的。
[0006]一種解決方案是在水泥磚制造中借助確定的用于分離汞的廢氣清潔方法、例如活性炭過(guò)濾器對(duì)回轉(zhuǎn)爐的整個(gè)廢氣流進(jìn)行清潔，但這種解決方案由于較大的氣量和由此所需的設(shè)備體積，在經(jīng)濟(jì)性方面也是不被認(rèn)可的。
[0007]由EP 2 437 866 Al已知一種另一種用于從水泥磚的制造過(guò)程的廢氣中分離汞的方法，其中設(shè)有與預(yù)熱器分隔的排出反應(yīng)器。汞結(jié)合在一種吸附劑上、尤其塵埃上并且其與載體空氣被輸送到運(yùn)行的排出反應(yīng)器中，在那里吸附劑隨后被加熱到大于250°C的溫度，使得汞從吸附劑中排出并且轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。排出反應(yīng)器的積聚了汞的氣體隨后在預(yù)除塵裝置中被除塵。在排出反應(yīng)器中，只有由此積聚和除塵的氣體的一部分被引入高溫并且在之后的吸附級(jí)被清潔，同時(shí)在熱傳遞系統(tǒng)中保留的支流被加熱到在排出反應(yīng)器中所需的用于排出汞的溫度并且作為運(yùn)載氣體在此向排出反應(yīng)器輸送。在排出反應(yīng)器的熱傳遞系統(tǒng)中，來(lái)自水泥磚制造過(guò)程中的較熱的廢氣流與部分環(huán)流的氣流相混合。
[0008]但是，設(shè)置排出反應(yīng)器的缺點(diǎn)在于，在預(yù)除塵裝置中出現(xiàn)的塵埃在塵?；剌?shù)筋A(yù)熱器之前被輸送到貯倉(cāng)中。因此，需要在預(yù)熱器中對(duì)塵埃重新加熱，由此以不利的方式導(dǎo)致較高的能量耗費(fèi)。
[0009]在WO 2007/128619 Al中示出用于制造水泥磚的另一種裝置，其中，預(yù)熱器具有四個(gè)旋流級(jí)，并且煅燒器具有一個(gè)旋流器。在根據(jù)圖3的實(shí)施例中設(shè)有第二煅燒器，其與旋流級(jí)相連。
[0010]DE 10 2008 023 899 Al公開(kāi)了另一種設(shè)備，其具有用于預(yù)熱富含石灰的材料成分的第一預(yù)熱器和用于預(yù)熱含較少石灰的材料成分的第二預(yù)熱器，該設(shè)備還具有煅燒器和用于燃燒被煅燒的原材料制成水泥磚的爐窯。第一預(yù)熱器與煅燒器的廢氣管路相連，同時(shí)第二預(yù)熱器與爐窯的廢氣管路相連。
[0011]EP O 845 443 Al涉及另一種用于去除爐窯設(shè)備的廢氣中的二氧化硫的方法，其中向預(yù)熱器供給的原粉從原材料研磨設(shè)備輸送，并且被冷卻的水泥磚在水泥研磨設(shè)備中被研磨。在此，來(lái)自原粉預(yù)熱器的廢氣的至少一個(gè)支流被導(dǎo)引穿過(guò)水泥研磨設(shè)備，并且在此廢氣中的二氧化硫被水泥微粒吸附。
[0012]因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種前述類型的方法和一種前述類型的設(shè)備，用于在制造水泥磚時(shí)從廢氣中分離汞，由此盡可能地大幅減少含汞廢氣，其中，只需要盡可能少的額外能量以及盡可能少的待清潔廢氣體積流，并且由此使運(yùn)行和安裝盡可能地節(jié)省成本。
[0013]所述技術(shù)問(wèn)題在前述類型的方法方面如此解決，S卩，具有較高濃度的揮發(fā)成分的第一原料流被供給到預(yù)熱器的第一支線中，并且具有較低濃度的揮發(fā)成分的第二原料流被供給到預(yù)熱器的第二支線中，其中，所述預(yù)熱器的第一支線通過(guò)所述回轉(zhuǎn)爐的廢氣的第一支流運(yùn)行，并且預(yù)熱器的第二支線通過(guò)所述回轉(zhuǎn)爐的廢氣的第二支流運(yùn)行，其中，從通過(guò)所述預(yù)熱器的第一支線導(dǎo)引的所述廢氣的第一支流中分離出揮發(fā)成分，其中，通過(guò)與在所述預(yù)熱器的第一支線中的所述廢氣的第一支流的熱交換將溫度加熱到至少250°C的所述第一原料流基本上保持至少250°C的溫度不變地與所述預(yù)熱器的第二支線的第二原料流相匯入口 ο
[0014]因此根據(jù)本發(fā)明，具有較高濃度揮發(fā)成分的原材料在預(yù)熱器的第一支線中供給，并且具有較低濃度揮發(fā)成分的原材料在預(yù)熱器的第二支線中供給。為了分離揮發(fā)成分，僅僅利用廢氣的第一支流，借此具有較高濃度揮發(fā)成分的原材料在預(yù)熱器的第一支線中被處理。因?yàn)榫哂休^高和較低濃度揮發(fā)成分的原材料分別在預(yù)熱器的第一和第二支線中被供給，所以從聚集了揮發(fā)成分的廢氣的第一支流中分離出揮發(fā)成分可以被設(shè)計(jì)得特別有效率，因?yàn)橹挥芯哂休^高有害物質(zhì)比例的原材料才被用于廢氣清潔。在借助廢氣的第一支流在預(yù)熱器的第一支線中對(duì)原料流進(jìn)行凈化后，第一原料流被輸送到預(yù)熱器的第二支線中，并且與第二原料流相匯合。原材料最后一同朝爐窯的方向輸送并且在爐窯中被燃燒。在此，預(yù)熱器的第一支線如此與預(yù)熱器的第二支線相連接，使得通過(guò)廢氣的第一支流被處理和凈化的來(lái)自第一支線的原材料隨后以基本被保持的溫度(也就是原材料在中間存儲(chǔ)中沒(méi)有被冷卻)與來(lái)自第二支線的原材料相匯合。第一原料流的溫度在此至少是250°C、尤其在300°C至500°C之間。有利的是，由此與具有分離的排出反應(yīng)器的實(shí)施方式(其中用于分離有害物的原料流在回輸?shù)筋A(yù)熱器之前被暫時(shí)存儲(chǔ)并且因而被冷卻)相比很大程度地提高了能量效率。
[0015]為了從廢氣流中有效地分離揮發(fā)成分有利的是，所述第一原料流含有來(lái)自水泥磚制造過(guò)程中的塵埃。向預(yù)熱器的第一支線中供給的塵埃尤其由爐窯過(guò)濾器收集，借助爐窯過(guò)濾器使廢氣在排入大氣之前被除塵。在有利的過(guò)程中，在原粉中在較高溫度下產(chǎn)生具有相對(duì)較低汞濃度的較大塵埃流，并且在爐窯過(guò)濾器中產(chǎn)生具有較高汞濃度的較小塵埃流，其被供給到預(yù)熱器的第一支線中。
[0016]對(duì)于所述方法的效率有利的是，所述第一原料流與所述第二原料流相比含有更高組分的碳化合物、硫化物例如黃鐵礦、或銨化合物。
[0017]在實(shí)施按照本發(fā)明的方法時(shí)有利地規(guī)定，通過(guò)所述預(yù)熱器的第一支線導(dǎo)引的所述廢氣的第一支流首先被除塵，并且之后分離出所述第一支流中的揮發(fā)成分，其中，從所述第一支流中分離出的塵埃被回輸?shù)剿鲱A(yù)熱器的第二支線中。廢氣的第一支流在此被輸送到熱氣除塵器，其被加載有例如小于200g/Nm3 (克/每標(biāo)準(zhǔn)立方米)的固體物質(zhì)，并且廢氣被清潔至塵埃含量小于lg/Nm3。由此以有利的方式，在預(yù)熱器的第一支線中供給的塵埃幾乎完全回輸?shù)剿啻u制造過(guò)程中。
[0018]所述預(yù)熱器的第一支線通過(guò)與所述預(yù)熱器的第二支線相比更少的廢氣量運(yùn)行、還優(yōu)選以搭載更多的塵埃量運(yùn)行，由此分離揮發(fā)成分的效率可以進(jìn)一步提高。由此，在預(yù)熱器的第一支線中在廢氣中產(chǎn)生相對(duì)較高濃度的揮發(fā)成分，從而隨之可以特別有效地從廢氣的第一支流中分離揮發(fā)成分。
[0019]所述第一原料流可以有利地相繼導(dǎo)引通過(guò)所述預(yù)熱器的第一支線中至少兩個(gè)旋流器。在此，第一原料流逆流地通過(guò)廢氣的第