Способ и устройство для получения цемента

007418 Изобретение относится к способу получения цемента согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Кроме того, оно относится к устройствам для осуществления этого способа. Из документа DD-PS 201 137 известен способ получения обогащенного белитом цемента с добавкой сульфатсодержащих минеральных материалов. При этом специально преследовалась задача достичь эффективного охлаждения белитового клинкера и улучшить измельчаемость. Это было достигнуто тем,что при среднем градиенте охлаждения клинкера от температуры обжига до 800 С в зону охлаждения клинкера подавали сульфатсодержащие минеральные материалы с диаметром зерна 10 мм в количестве до 20%. Из документа DE 196 47 484 А известен другой способ получения цемента и применяемая для этого установка. Чтобы снизить затраты на капитальное вложение и расходы на энергию при получении цемента, там предлагается сразу после охлаждения клинкера смешивать еще теплый или горячий цементный клинкер, в частности, с влажными добавками и затем измельчать вместе с добавками с использованием тепла, отходящего с отработанным воздухом от охладителя клинкера. Следующий способ получения цемента известен из документа DE 692 03 096 Т. В нем предлагается по меньшей мере часть гипса, требуемого для производства цемента, добавлять в клинкер в последней секции охладителя клинкера, которая является самой холодной секцией охладителя. При этом количество гипса, подаваемого в охладитель клинкера, должно быть меньше или равно наименьшему количеству гипса, требуемого для готового цемента. Общим для всех трех публикаций является то, что сульфатсодержащий материал, который ответственен за целенаправленное изменение свойств цемента, добавляют в еще горячий цементный клинкер,чтобы без дополнительных затрат на энергию достичь быстрого охлаждения цементного клинкера и одновременно обезвоживания и/или частичного обжига сульфатсодержащего материала. Путем обезвоживания влияют на водорастворимость носителя сульфатов. Она повышается от ангидрида через дигидрат до полугидрата. Кроме того, степень обезвоживания носителя сульфатов имеет непосредственное влияние на начальную и конечную твердость, а также на скорость отверждения бетона, полученного из такого цемента. Хотя описанные в трех указанных выше документах меры - достичь обезвоживания и/или обжига носителя сульфатов теплом, скрытым в цементном клинкере, и одновременно вызвать охлаждение клинкера - могли показаться на первый взгляд подкупающими, но на практике их осуществить не удалось, так как результаты были неточны и плохо воспроизводимы. Причинами этого является невоспроизводимый теплоперенос между цементным клинкером и носителем сульфатов, так как их механические и физические свойства по существу являются случайными, а также медленность и неточность регулирования процессов охлаждения, обжига и смешивания. С шаровыми мельницами, применявшимися в прошлом в преобладающем большинстве случаев и все еще широко распространенных сегодня, размол цемента происходит при обеспеченных энергией размола температурах выше 80 С, иногда выше 120 С. При этом дигидрат уже отдает значительное количество воды, что учитывалось на практике при установлении количества носителя сульфатов. Чтобы в современных установках с валковыми мельницами реализовать сравнимое фазовое превращение носителя сульфатов, цементная мельница и ее сито должны нагреваться при значительном расходе энергии. Затем цементную муку снова нужно охлаждать в отдельных установках охлаждения цемента. Поэтому этот метод довольно затратен в отношении энергии и оборудования. Если в цемент добавляют большие количества влажных добавок, таких как гранулированный доменный шлак или известняк, они должны быть высушены, так что нагрев валковой мельницы требуется в любом случае. В этом случае содержащий воду носитель сульфатов может быть также высушен и/или обожжен в цементной мельнице. Однако в случаях, когда кроме носителя сульфатов, не предусмотрено никаких других содержащих воду добавок или предусматриваются только незначительные их количества, нагревание цементной мельницы до указанных температур только в целях сушки и/или обжига носителя сульфатов, который присутствует в количестве менее 10%, является слишком затратным и дорогим. Поэтому многие производители цемента перешли к тому, чтобы покупать носитель сульфатов в частично обезвоженной форме,например, из производства гипсовых волокнистых плит, и размалывать в цементной мельнице вместе с цементным клинкером без дополнительного нагрева. Разумеется, приобретение и хранение частично обезвоженного гипса требует больших затрат времени, энергии и средств. К тому же он не всегда и не везде имеется в достаточном количестве. В связи с этим в основе настоящего изобретения стоит задача предоставить способ получения цемента, при осуществлении которого можно точно дозировать носитель сульфатов с точки зрения степени обезвоживания и/или обжига и в отношении размера зерна и количества. Эта задача решена способом с признаками п.1 формулы изобретения. Настоящее изобретение основано на параллельной работе традиционной, не нагретой валковой мельницы для получения цемента с отдельной установкой, в которой до желаемой степени обезвоживания доводится только носитель сульфатов. Эта отдельная установка существенно меньше и поэтому может быть нагрета с меньшими затратами энергии, для чего предпочтительно могут быть привлечены от-1 007418 ходящие газы охладителя цементного клинкера. Благодаря параллельной работе становятся ненужными также все устройства для удаления пыли и промежуточного хранения носителя сульфатов. Согласно одному варианту осуществления изобретения, сульфатсодержащий материал пневматически направляют из отдельной установки в валковую мельницу или в сито контура валковой мельницы. Для этого требуется только трубопровод. Согласно одному варианту выполнения изобретения носитель сульфатов может также предварительно дробиться в отдельной установке. Чем меньше размер зерна, тем быстрей обезвоживание и тем проще пневматический транспорт в цементную мельницу. Предпочтительно желаемая степень обжига регулируется температурой горячего газа в отдельной установке или во время пневматического транспорта из отдельной установки в мельницу и/или временем пребывания носителя сульфатов в отдельной установке. Способ согласно изобретению особенно пригоден для получения портландцемента. Объектом настоящего изобретения является также устройство для осуществления совместного процесса. Эта задача решена посредством устройства с признаками пункта 8 формулы изобретения. Если носитель сульфатов уже находится в достаточно измельченном виде, как это имеет место, например, в случае гипса с установок десульфуризации дымовых газов, то отдельная установка для сушки и обжига состоит в простейшем случае из одного барабана. Альтернативно могут применяться вертикальный трубчатый реактор, реактор с псевдоожиженным слоем или нагретый самотечный желоб, в зависимости от имеющихся в распоряжении ресурсов. Если носитель сульфатов дополнительно должен также измельчаться, в качестве отдельной установки подходят молотковые дробилки, валковые тарельчатые мельницы, шаровые кольцевые мельницы или им подобные устройства. Для размола смеси цементного клинкера и обезвоженного или обожженного носителя сульфатов подходят вертикальные мельницы, валковые мельницы с неподвижным слоем, горизонтальные валковые мельницы и т.д., то есть валковые мельницы, в которых размалываемый материал испытывает лишь незначительное повышение температуры из-за теплоты измельчения. В валковой мельнице или на имеющемся при ней сите цемент может охлаждаться путем подвода охлаждающего воздуха или окружающего воздуха. При этом количество охлаждающего воздуха может быть выбрано намного большим, чем количество газа, необходимое для сушки или обезвоживания сульфатной породы в отдельной установке. Дальнейшая экономия энергии может быть достигнута тем, что, согласно одному варианту выполнения изобретения, валковая мельница имеет внешний транспортный контур для крупки. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения изобретения газодувка для технологического газа валковой мельницы является всасывающим вентилятором. Тем самым можно получить не только технологический газ для цементной мельницы, но и транспортирующий газ, и, при необходимости, технологический газ для отдельной установки. В этом случае отдельная установка соединена с валковой мельницей пневматическим транспортным трубопроводом. С помощью чертежа изобретение будет пояснено на одном примере выполнения. На чертеже схематически показана установка для получения цемента с применением валковой мельницы 5, в которую цементный клинкер 1 подается дозированно через ленточный дозатор 3 и через шлюзовой затвор 4. Цементная мельница 5 снабжена внешним транспортирующим устройством 6 для крупки. Сухие добавки 2 также попадают в мельницу 5 через ленточный дозатор 3 и шлюзовой затвор 4. Цементная пыль, размолотая в цементной мельнице 5, отфильтровывается от газа мельницы на фильтре или циклоне 7 и может быть отведена через шлюзовой затвор 9. Мельничный газ вырабатывается во всасывающем вентиляторе 8. Носитель сульфатов, который может присутствовать в самых различных формах, например, в виде гипса с установок десульфуризации дымовых газов, в виде сульфатсодержащей породы или также в любом другом виде, закладывают в бункер 11, откуда он поступает в отдельную установку 10. В этой установке 10 носитель 11 сульфатов обезвоживают и обжигают до желаемой степени. Для этого к установке 10 подводят горячий газ из генератора 13 горячего газа. В качестве генератора горячего газа годится,например, охладитель цементного клинкера. Влажные добавки 12, прежде чем они поступят в цементную мельницу 5, могут быть высушены в отдельной установке 10. При необходимости носитель 11 сульфатов и добавки 12 также могут измельчаться в отдельной установке 10. Из отдельной установки 10 обезвоженный и при необходимости измельченный материал поступает через пневматический транспортный трубопровод 14 в валковую мельницу 5, где цементный клинкер,добавки 2, 12 и носитель сульфатов измельчаются вместе до состояния муки. Благодаря совместной компоновке цементной мельницы 5 и отдельной установки 10, всасывающий вентилятор 8 может обеспечивать технологическим газом мельницу 5 и отдельную установку 10, а также-2 007418 транспортирующим газом трубопровод 14, что приводит в итоге к особенно экономичному производству. Из-за того, что количество носителя сульфата, необходимое для получения цемента, составляет 10%, размер отдельной установки 10 оказывается соответственно малым. Так же мало и количество горячего газа, который необходим для обезвоживания и/или обжига носителя 11 сульфатов. Поэтому при подаче охлаждающего воздуха, например, окружающего воздуха, цемент также может целенаправленно охлаждаться в цементной мельнице. Из-за прямой подачи обезвоженного и при необходимости измельченного носителя сульфатов фильтр и бункер, обычные в иных случаях, становятся ненужными. В то же время носитель сульфатов поступает с точно устанавливаемой величиной зерна и, прежде всего, в точно дозированном количестве, так что цементная мука, размолотая в цементной мельнице 5, всегда имеет неизменное и точно определенное качество. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения цемента (9), причем цементный клинкер (1) и сульфатсодержащий материал(5) до состояния муки, отличающийся тем, что сульфатсодержащий материал (11) нагревают, обезвоживают и обжигают до желаемой степени в отдельной установке (10), сразу после этого направляют непосредственно в валковую мельницу (5) и мелют там вместе с остальными компонентами. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфатсодержащий материал (11) предварительно измельчают в отдельной установке (10). 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сульфатсодержащий материал (11) из отдельной установки (10) направляют на валковую мельницу (5) пневматически. 4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в отдельной установке (10) сушат также содержащие воду добавки (12). 5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что все количество цемента охлаждают в валковой мельнице (5) или ее сите. 6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что желаемую степень обжига регулируют температурой горячего газа (13) в отдельной установке (10) или при пневматическом транспорте из отдельной установки (10) в мельницу (5) и/или временем пребывания сульфатсодержащего материала (11) в отдельной установке (10). 7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что отдельную установку (10) нагревают отходящими газами охладителя цементного клинкера. 8. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что он пригоден для получения портландцемента. 9. Устройство для осуществления способа по меньшей мере по одному из пп.1-8, содержащее валковую мельницу (5), бункер для цементного клинкера (1), бункер для сульфатсодержащего материала(11), газодувку (8) для технологического газа валковой мельницы (5), циклон и/или фильтр (7) для осаждения цемента (9) из технологического газа, отличающееся тем, что содержит отдельную установку (10) для сушки, обжига и при необходимости измельчения сульфатсодержащего материала (11) с использованием горячего газа (13) и устройство (14) для транспортировки сульфатсодержащего материала на валковую мельницу (5). 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что установка (10) является барабаном. 11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что установка (10) является вертикальным трубчатым реактором. 12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что установка (10) является реактором с псевдоожиженным слоем. 13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что установка (10) является нагретым ситом. 14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что установка (10) является молотковой дробилкой. 15. Устройство по п.9, отличающееся тем, что установка (10) является валковой тарельчатой мельницей. 16. Устройство по п.9, отличающееся тем, что установка (10) является шаровой кольцевой мельницей. 17. Устройство по п.9, отличающееся тем, что установка (10) является шаровой мельницей. 18. Устройство по одному из пп.9-17, отличающееся тем, что валковая мельница (5) является вертикальной мельницей. 19. Устройство по одному из пп.9-17, отличающееся тем, что валковая мельница (5) является валковой мельницей с неподвижным слоем с ситом. 20. Устройство по одному из пп.9-17, отличающееся тем, что валковая мельница (5) является горизонтальной валковой мельницей с ситом. 21. Устройство по одному из пп.9-20, отличающееся тем, что валковая мельница (5) имеет внутренний транспортирующий контур (6) для крупного материала из мельницы.-3 007418 22. Устройство по одному из пп. 9-21, отличающееся тем, что газодувка (8) для технологического газа валковой мельницы (5) является всасывающим вентилятором. 23. Устройство по одному из пп.9-22, отличающееся тем, что отдельная установка (10) соединена с валковой мельницей (5) или ее ситом пневматическим транспортным трубопроводом (14).