Перекрестные ссылки на родственные заявки
Данная заявка заявляет преимущество предварительной заявки на патент США серийный №61/374745, зарегистрированной 18 августа 2010 г, содержание которой приводится в качестве ссылки в ее полноте.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к снижению загрязнения тяжелыми металлами цементной пыли.
Предпосылки создания изобретения
Цементная пыль ((ЦП)(CKD)) образуется печами для обжига цемента во всем мире. Например, ЦП образуется в печах для обжига цемента в процессе получения цементного клинкера. Обычно ЦП представляет собой смесь твердых частиц, содержащую среди ее компонентов частично прокаленное и непрореагировавшее исходное сырье, клинкерную пыль и золу, обогащенную сульфатами, галогенидами щелочных металлов, следовыми металлами и другими летучими веществами.
ЦП значительно варьируется в зависимости от конкретного способа установки и исходных материалов. В целях сравнения композиция ЦП, как сообщено Бюро шахт («Типичная композиция цементной пыли» (Haynes and Kramer, 1982)), содержит:
ЦП может улавливаться в системе сбора твердых частиц, такой как тканевый фильтр или электрофильтр. Уловленная ЦП может быть затем использована рядом способов. Например, уловленная ЦП может быть помещена обратно в процесс обжига в качестве исходного материала; помещена в процесс измельчения цемента в качестве технологической добавки; продаваться в качестве вяжущего материала; и/или направляться на мусорную свалку.
Свойства и композиция ЦП могут в значительной степени зависеть от конструкции и работы печи для обжига цемента или используемых в ней материалов с тем результатом, что химические и физические характеристики ЦП должны оцениваться на базе отдельной установки. Вообще щелочная природа ЦП делает ее хорошим нейтрализующим агентом при абсорбции металлов.
ЦП, которая возвращается в обжиговую печь на рутинной основе, подвергается процессу спекания и/или прокаливания, которые вызывают улетучивание соединений и следовых элементов. Указанные материалы высвобождаются обратно в газовый поток обжиговой печи. Со временем это часто создает цикл в газовом потоке обжиговой печи, нарастание концентраций элементов и соединений в ЦП, которые трудно объединяются в клинкере. Как результат способа получения цемента материалы, такие как ртуть и другие тяжелые металлы, могут продолжать наращивать концентрацию. Часть указанных элементов может быть удалена из газового потока благодаря очищающему эффекту мельницы сырья, но только при ее подходящей работе. Например, измельченный известняк может поглощать, по меньшей мере, часть летучих и других следовых материалов непосредственно из выходящего газового потока, который используется для сушки в мельнице сырья. Однако когда мельница сырья отключена, или когда работа печи обжига цемента или мельницы сырья иным образом не способна поглощать достаточные количества элементов из выходящего газового потока, большие количества или концентрации указанных элементов могут быть высвобождены в атмосферу через выпускную трубу печи обжига цемента или абсорбированы ЦП. Поэтому часто желательно очищать ЦП перед рециркуляцией обратно в систему.
Краткое описание изобретения
В одном возможном варианте способ обработки цементной пыли содержит стадии сбора цементной пыли; нагревания собранной цементной пыли с выделением, по меньшей мере, одного тяжелого металла из собранной цементной пыли с созданием потока тяжелого металла; обработки потока тяжелого металла очищающей текучей средой; удаления, по меньшей мере, части тяжелого металла из потока тяжелого металла.
В одном варианте стадия нагревания собранной цементной пыли может содержать нагревание до температуры, соответствующей точке испарения очищаемого тяжелого металла. Стадия нагревания собранной цементной пыли может содержать образование потока модифицированной цементной пыли. Цементная пыль «модифицируется» или «очищается» в том смысле, что тяжелый металл, такой как ртуть, частично или полностью удаляется из нее. Другими словами, в модифицированной цементной пыли ((мЦП)(mCKD)) количество ртути снижается описанной здесь обработкой от количества, обычно присутствующего в цементной пыли до обработки. Поток модифицированной цементной пыли может быть рециклирован как технологическая добавка, может быть утилизирован и/или может быть подвергнут дальнейшей обработке.
В еще одном варианте стадия обработки потока тяжелого металла очищающей текучей средой может содержать очищающую текучую среду, содержащую любую из следующих комбинаций; по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла, полисульфид щелочноземельного металла и воду, полисульфид щелочноземельного металла и, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и/или полисульфид щелочноземельного металла и, по меньшей мере, один катализатор. Другие комбинации вышеуказанного также находятся в границах данного рассмотрения, и другие композиции могут быть аналогично введены в очищающую текучую среду в зависимости от применения.
В других возможных вариантах осуществления поток тяжелого металла обрабатывается очищающей текучей средой с тем, чтобы образовать твердый дисперсный материал, содержащий тяжелый металл; и твердый дисперсный материал собирается в системе сбора твердого дисперсного материала.
В еще одном варианте стадия обработки потока тяжелого металла обрабатывающей текучей средой дополнительно содержит распыление очищающей текучей среды в поток тяжелого металла. Дополнительно стадия сбора твердого дисперсного материала, содержащего тяжелый металл, может содержать пропускание твердого дисперсного материала, содержащего тяжелый металл, через, по меньшей мере, одну осадительную камеру. Способ может дополнительно содержать стадию рециркуляции дисперсного материала, содержащего тяжелый металл, для использования в качестве технологической добавки или может содержать дополнительную обработку или утилизацию.
Система обработки цементной пыли согласно данному рассмотрению содержит испарительный сосуд; по меньшей мере, один источник тепла, предназначенный для нагревания потока цементной пыли в испарительном сосуде с образованием газового потока, содержащего, по меньшей мере, один тяжелый металл; камеру обработки в сообщении с испарительным сосудом; очищающую текучую среду, содержащую, по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла; и, по меньшей мере, одну форсунку в камере обработки, предназначенную для распыления в газовый поток очищающей текучей среды с выделением, по меньшей мере, части тяжелого металла из газового потока. Очищающая текучая среда может также содержать воду и/или один или более катализаторов.
В одном варианте осуществления изобретения система может содержать дозирующий шнек в испарительном сосуде, предназначенный для удаления потока цементной пыли через испарительный сосуд. Осадительная камера или система сбора твердого дисперсного материала может быть предусмотрена и сконструирована для сбора, по меньшей мере, части тяжелого металла.
В одном варианте источник тепла для испарительного сосуда может происходить от переноса тепла выходящего газового потока печи обжига цемента на заводе, где расположена система. В дополнение или альтернативно источник тепла может включать электрический нагревательный элемент.
Указанные и другие аспекты изобретения могут быть более легко поняты из последующего описания и прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
В целях облегчения понимания заявляемого предмета изобретения иллюстративный вариант обработки цементной пыли ((ЦП) (CKD)) показан на фигуре прилагающегося чертежа, который означает типичный пример, но не ограничение, на котором подобные ссылки предназначены для обозначения подобных и соответствующих частей и на котором на фиг.1 схематически представлен вариант системы обработки цементной пыли ((ЦП)(CKD)).
Подробное описание изобретения
Хотя данное изобретение допускает варианты во многих различных формах, здесь показаны на чертежах и описаны подробно один или более подробных вариантов систем, способов и устройств для обработки цементной пыли ((ЦП) (CKD)), однако должно быть понятно, что рассмотренные варианты являются только типичными примерами систем, способов и устройств для обработки цементной пыли ((ЦП) (CKD)), которые могут быть осуществлены в различных формах. Поэтому отдельные функциональные детали, рассмотренные здесь, не должны интерпретироваться как ограничение, но только как основа для формулы изобретения и как иллюстративная основа для описания специалисту в данной области техники различного использования систем, способов и устройств, рассмотренных здесь.
Тяжелые металлы, такие как ртуть, могут регулироваться системами, способами и устройствами настоящего изобретения. Указанные тяжелые металлы происходят, главным образом, от исходных материалов, которые химически изменяются в ходе клинкерного способа, высвобождающего указанные материалы в выходящий газовый поток печей обжига цемента, содержащий ЦП. Указанные исходные материалы могут содержать кальций, диоксид кремния, железо и оксид алюминия, происходящие, главным образом, от различных видов известняка, глины, сланца, шлака, песка, вторичной окалины, железообогащенного материала ((ЖОМ)(IRM)), пемзы, боксита, вторичного стекла, золы и подобных материалов. Например, выходящие газы печей обжига цемента обычно проходят из обжиговой печи через один или более способов, трубопроводов, мельниц, циклонов, систем сбора твердого дисперсного материала, таких как корпуса фильтра обжиговой печи, электрофильтры ((ЭФ)(ESP)) или другие системы сбора твердого дисперсного материала. Когда выходящий газовый поток печи обжига цемента проходит через корпус фильтра обжиговой печи, электрофильтры ((ЭФ)(ESP)) или другие системы сбора твердого дисперсного материала, весь или часть твердого дисперсного материала в выходящем газовом потоке печи обжига цемента может быть уловлена или собрана. Собранный твердый дисперсный материал является обычно материалом, называемым цементной пылью ((ЦП) (CKD)). ЦП может транспортироваться на хранение для регулируемого дозирования обратно в печь обжига цемента, мельницу измельчения цемента и/или использоваться как материал наполнителя в установке получения бетона, установке получения асфальта или может быть захоронена как невыщелачивающаяся ЦП.
Система и связанные способы обработки и/или снижения загрязнения ЦП согласно иллюстративному варианту описаны ниже и показаны схематически на фиг.1. Поскольку на фиг.1 представлена схема, следует учесть, что размеры, формы, размещения и конфигурации компонентов системы и стадий способов могут варьироваться и оставаться в объеме настоящего изобретения. Как показано, ЦП 100, собранная одной или более систем сбора твердого дисперсного материала, перегружается в емкость для хранения, сосуд или контейнер 102, включая (но не ограничиваясь этим) бункер или другой сосуд или подобное. ЦП 100 затем может быть перегружена в испарительный сосуд, или зону, 104, которая может быть в сообщении или связана с контейнером 102. В других иллюстративных вариантах ЦП 100 может перегружаться прямо в испарительный сосуд 104 в большей степени, чем перегружаться в емкость 102 для хранения.
Испарительный сосуд 104 может иметь ряд форм, включая (но не ограничиваясь этим) систему каналов, камеры, сосуды и т.п. Как показано на фиг.1, ЦП 100 перегружается в и/или через испарительный сосуд 104 дозирующим шнеком 106. Однако специалисту в данной области техники должно быть понятно, что ЦП 100 может перегружаться в и/или через испарительный сосуд 104 альтернативными средствами, включая (но не ограничиваясь этим) гравитационные силы, конвейеры и/или другие перегрузочные устройства или подобное.
Обычно тепло подводится к ЦП 100 в испарительном сосуде 104 для выделения и/или испарения ртути и/или других тяжелых металлов из ЦП 100. Например, точка кипения ртути составляет около 356,58°C (или 673,844°F), после которой точки ртуть существует как газ, однако другие соединения ртути, такие как хлорид ртути, испаряются при таких низких температурах, как 302°C. В иллюстративном варианте тепло подводится к испарительному сосуду 104 и/или дозирующему шнеку 106 одним или более нагревательными элементами с нагреванием ЦП 100 в испарительном сосуде 104 с увеличением температуры ЦП 100.
В других иллюстративных вариантах другие источники тепла могут быть использованы для увеличения температуры ЦП 100 в испарительном сосуде 104, включая (но не ограничиваясь этим) выходящий газовый поток печи обжига цемента, тепло обжиговой печи, холодильника и/или других процессов цементного завода. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что тепло может быть подведено к ЦП 100 снаружи или изнутри в испарительном сосуде 104. Кроме того, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что комбинация источников тепла может использоваться последовательно или параллельно, например выходящий газовый поток печи обжига цемента может использоваться для частичного нагрева ЦП 100, тогда как один или более дополнительных источников тепла могут использоваться для увеличения температуры ЦП 100 до точки, которая вызывает высвобождение тяжелых металлов из ЦП 100.
При нагревании или увеличении температуры ЦП 100 до точки испарения ртути и/или других тяжелых металлов ртуть и/или другие тяжелые металлы будут испаряться в поток тяжелого металла, т.е. газовый поток, содержащий один или более тяжелых металлов, обычно объединенный с воздухом. Как таковые поток 107 тяжелого металла или газа и поток 108 модифицированной ЦП образуются стадией нагревания. Поток 108 модифицированной ЦП может быть удален и/или рециклирован в другие способы печи обжига цемента через трубопровод 110. Трубопровод 110 может быть ниже по потоку и соединен или быть в сообщении с испарительным сосудом 104. Поток 107 газа, воздуха или тяжелого металла, содержащий испарившуюся ртуть и, возможно, другие тяжелые металлы, может затем транспортироваться в установку обработки или систему введения через трубопровод 112, который может быть выше по потоку и соединен или быть в сообщении с испарительным сосудом 104. В одном варианте осуществления изобретения установка обработки включает (но не ограничиваясь этим) систему трубопроводов, камеры, циклоны, форсунки и т.п. Как показано схематически на фиг.1, установка обработки содержит камеру, или камеру 114 обработки и одну или более форсунок 116, подходяще расположенных в сообщении с камерой 114. В данном иллюстративном варианте камера 114 находится ниже по потоку и соединена или находится в сообщении с испарительным сосудом 104 через трубопровод 112. Форсунки 116 соединены или находятся в сообщении с одним или более сосудов или контейнеров 118 для хранения одной или более текучих сред через одно или более проточных соединений 120, таких как трубы и/или рукава. Текучие среды обычно хранятся в сосудах 118 и транспортируются через проточные соединения 120 в газовом потоке в камеру 114. Текучие среды могут затем распыляться или вводиться в один или более трубопроводов, камер или другое технологическое оборудование, несущее газовый поток, содержащий испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы, в результате с обработкой и, по меньшей мере, частичным удалением ртути и/или других тяжелых металлов из газового потока.
В иллюстративном варианте текучими средами или очищающей текучей средой является водный распылительный раствор. Очищающая текучая среда может быть предусмотрена в полностью растворимой форме, обеспечивающей низкостоимостное применение и модернизацию существующего оборудования. Очищающая текучая среда может содержать, состоять из или состоять по существу из реагента, содержащего сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла. Сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла может иметь рН примерно 10 или более, и очищающая текучая среда может иметь рН примерно 7-10 в зависимости от концентрации реагента в очищающей текучей среде. В одном варианте реагент может содержать сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла обычно в концентрации примерно 20-40% в воде. В другом варианте реагент может содержать сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла при более высокой концентрации в воде или альтернативно может быть в порошкообразной или твердой форме, имеющей значительно более высокое процентное содержание или состоящей полностью из сульфида и/или полисульфида щелочноземельного металла. Сульфид/полисульфид щелочноземельного металла может быть введен в другой твердый, порошкообразный или жидкий носитель с образованием реагента.
В иллюстративном варианте реагент может содержать, состоять из или состоять по существу из полисульфида щелочноземельного металла в воде. Полисульфидом щелочноземельного металла может быть либо полисульфид магния, либо полисульфид кальция, и он может присутствовать в реагенте в количестве примерно 25-35% или примерно 25-30% в воде. В другом иллюстративном варианте полисульфидом щелочноземельного металла является смесь полисульфидов магния и полисульфидов кальция, где полисульфиды присутствуют в реагенте в количестве примерно 25-35% или примерно 25-30% в воде.
В иллюстративном варианте очищающая текучая среда может содержать, состоять из или состоять по существу из реагента и воды. Очищающая текучая среда может содержать реагент и воду в соотношении от примерно 1:1 до 1:10, в соотношении от примерно 1:3 до 1:6 и, в частности, в соотношении примерно 1:4. Когда реагент содержит сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла при концентрации примерно 20-40% в воде, получаемая очищающая текучая среда может содержать сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла и воду в соотношениях от примерно 1:4 до примерно 1:54, в соотношении от примерно 1:9 до примерно 1:34 и, в частности, в соотношении от примерно 1:11 до примерно 1:24. Таким образом, сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла может присутствовать в очищающем растворе в количестве примерно 1,8-11%. Однако специалисту в данной области техники должно быть понятно, что соотношения реагент:вода и/или (сульфид и/или полисульфид щелочноземельного металла):вода могут варьироваться снаружи вышеуказанных интервалов. Во многих применениях с экономической целью может использоваться настолько мало реагента и/или сульфида, и/или полисульфида щелочноземельного металла, насколько возможно для работы. Например, используемые соотношения могут варьироваться в зависимости от количества ЦП, концентрации ртути и/или других тяжелых металлов в газовом потоке и параметров другого типа.
Реагент и вода могут объединяться в очищающей текучей среде перед впрыском или распылением очищающей текучей среды в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании, несущем газовый поток, содержащий испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы. Например, реагент и вода могут быть объединены намного раньше (т.е. за один (одну) или более часов, дней, недель, месяцев и т.д. раньше) или прямо перед (т.е. за одну или несколько минут перед) впрыском или распылением очищающей текучей среды в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании.
Альтернативно, реагент и вода могут быть каждый отдельно впрыснут или распылен в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании, несущем газовый поток, содержащий испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы, таким образом, что они пересекаются, объединяются, взаимодействуют или соединяются в одном (одной) или более трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании с образованием раствора или композиции на месте, образуя капли раствора или композиции с реагентом, взаимодействующим с металлом (металлами) в газовом потоке для удаления.
Текучая среда может также содержать одно или более поверхностно-активных веществ, диспергаторов и/или гипердиспергаторов для облегчения удаления металла (металлов) из газового потока, содержащего испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы. В одном варианте поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор состоят из одного или более блок-сополимеров полиэтиленоксид-полиэтилен и/или их сложных полифосфатных эфиров. Введение поверхностно-активного вещества, диспергатора и/или гипердиспергатора в очищающую текучую среду может быть необязательным. Когда поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор вводятся, поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор могут быть предусмотрены в количестве, достаточном для облегчения удерживания реакционного агента, или реагента, в очищающей текучей среде перед взаимодействием с металлом (металлами), например в количестве примерно 1% или менее. В соответствии с последним случаем поверхностно-активное вещество, диспергатор и/или гипердиспергатор представляет собой блок-сополимер полиэтиленоксид-полиэтилен и/или его сложные полифосфатные эфиры.
Очищающая текучая среда может также содержать один или более катализаторов для облегчения или ускорения удаления металла (металлов) из газового потока, содержащего испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы. Один или более катализаторов могут ускорить взаимодействие реагента с металлом (металлами) в газовом потоке, например, при высвобождении сульфида водорода из реагента. В одном варианте катализатор состоит из фосфата кальция. Однако специалист в данной области техники отметит, что могут использоваться другие катализаторы. Катализатор может иметь рН 7 или менее. Однако специалист в данной области техники отметит, что в зависимости от рН ЦП и/или газового потока, содержащего испарившуюся ртуть и/или другой тяжелый металл (металлы), введение катализатора в очищающую текучую среду может быть необязательным. Когда катализатор вводится, катализатор может быть предусмотрен в количестве, достаточном для облегчения или ускорения взаимодействия.
В иллюстративном варианте очищающая текучая среда, содержащая, состоящая или состоящая по существу из реагента, воды, одного или более поверхностно-активных веществ, диспергаторов и/или гипердиспергаторов, и/или один или более катализаторов могут быть объединены в очищающей текучей среде перед впрыском или распылением очищающей текучей среды в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании, несущем газовый поток, содержащий испарившуюся ртуть и/или другие тяжелые металлы. Например, реагент, вода, один (одно) или более поверхностно-активных веществ, диспергаторов и/или гипердиспергаторов и/или один или более катализаторов могут быть объединены намного раньше (т.е. за один (одну) или более часов, дней, недель, месяцев и т.д. раньше) или прямо перед (т.е. за одну или несколько минут перед) впрыском или распылением очищающей текучей среды в одном (одной) из трубопроводов, камер или другом технологическом оборудовании.
Что касается фиг.1, все количество или часть испарившейся ртути и/или других тяжелых металлов, обработанных очищающей текучей средой в камере 114, может быть осаждено или выделено из газового потока в виде твердого дисперсного материала с получением в результате очищенного газового или воздушного потока. Осадок или твердый дисперсный материал может быть отфильтрован, например, с помощью осадительного бункера и/или фильтра твердого дисперсного материала. В данном отношении собранная ртуть и/или другой металл (металлы) могут быть затем дополнительно переработаны, рециклированы или иным образом утилизированы должным образом.
В иллюстративном варианте твердый дисперсный материал и очищенный газовый поток могут быть направлены через трубопровод 122 в осадительную камеру, сосуд или бункер 124. Как показано на фиг.1, трубопровод 122 находится ниже по потоку и соединен или находится в сообщении с камерой 114 и выше по потоку и соединен или находится в сообщении с осадительной камерой 124. Твердый дисперсный материал перегружается в осадительную камеру 124 дозирующим шнеком 126. Однако специалистом в данной области техники будет отмечено, что твердый дисперсный материал может быть перегружен в осадительную камеру 124 альтернативными средствами, включая (но не ограничиваясь этим) гравитационные силы, конвейеры и/или перегрузочные устройства другого типа. Осадительная камера 124 обычно собирает весь или часть твердого дисперсного материала из очищенного газового потока. Кроме того, очищенный газовый поток может быть направлен через трубопровод 128, который может быть выше по потоку и соединен или находится в сообщении с осадительной камерой 124, в одну или более систем 130 сбора твердого дисперсного материала, которая может быть выше по потоку и соединена или находится в сообщении с трубопроводом 128, для дополнительного сбора всего или части оставшегося твердого дисперсного материала в очищенном газовом потоке. Любой твердый дисперсный материал, уловленный в системе (системах) 130 сбора твердого дисперсного материала и/или осадительной камере 124, может быть рециклирован, например, при возвращении уловленного твердого дисперсного материала в установку 102 хранения или иным образом утилизирован должным образом. Остальной очищенный газовый поток может быть затем выпущен в атмосферу через систему (системы) 130 сбора твердого дисперсного материала.
В иллюстративном варианте система, способ и устройство, показанные на фиг.1, могут быть использованы для обработки ЦП на по существу непрерывной основе для удаления и улавливания металлов из всей или части ЦП, снижая или исключая нарастание концентрации ртути и/или других металлов в газовом потоке и системе (системах) сбора твердого дисперсного материала в процессе работы обжиговой печи. Альтернативно, вся или часть ЦП может обрабатываться на периодической основе с удалением ртути и/или других металлов, когда их концентрации увеличиваются в ЦП. Периодическая основа может быть специально разработана в ответ на измерения ртути и других металлов в любом числе точек в обжиговой печи или других составных частях цементного завода, таких как до и после системы (систем) сбора твердого дисперсного материала или соседних с выпускной трубой. Периодическая основа может быть также приведена в действие в ответ на любое число параметров, таких как время, измерения компонентов ЦП и параметров другого типа. Каждые система, способ и устройство могут быть специально разработаны для каждых печи обжига цемента или цементного завода на основе фактических исходных материалов, стоимости и любого числа других рабочих или функциональных параметров.
Хотя системы, способы и устройства были описаны и показаны в связи с некоторыми вариантами, специалист в данной области техники заметит, что система (системы) сбора твердого дисперсного материала может быть любой из ряда устройств, подходящих для улавливания, фильтрования или иным образом сбора пыли от различных операций печи для обжига цемента, включая (но не ограничиваясь этим) тканевый фильтр обжиговой печи, электрофильтр ((ЭФ)(ESP)) или другую систему сбора твердого дисперсного материала. Имея целый ряд возможных конструкций печи обжига цемента, специалист в данной области техники заметит, что система сбора твердого дисперсного материала, а также устройство для обработки цементной пыли могут быть оперативно соединены с печью обжига цемента, т.е. могут быть способны получать материал для обработки, в любом числе подходящих положений относительно компонентов печи обжига цемента. Кроме того, в зависимости от объема остаточного образованного материала, часть которого не может быть использована в качестве технологической добавки, должна быть утилизирована, но ожидается в общем контексте, что это составляет очень незначительный объем.
Системы, способы и процессы, рассмотренные здесь, идентифицированы, приспособлены и разработаны для цементной промышленности. В одной форме системы, способы и процессы, рассмотренные здесь, могут обеспечить низкие капитальные затраты, низкую рабочую стоимость и, что наиболее важно, сниженные уровни загрязнения ртутью. Хотя приведенное выше описание относится обычно к улавливанию ртути, должно быть понятно, что системы, способы, процессы и технологии, рассмотренные здесь, могут быть модифицированы для улавливания шестивалентного хрома и ряда других металлов.
Предмет изобретения, представленный в вышеуказанном описании и на прилагаемых чертежах, представлен только путем иллюстрации, но не как ограничение. Хотя системы, способы и устройства были описаны и показаны в связи с некоторыми вариантами, многие вариации и модификации будут очевидны для специалистов в данной области техники и могут быть сделаны без отступления от сущности и объема изобретения. Системы, способы и устройства, рассмотренные здесь, таким образом, не ограничиваются точными деталями методологии или конструкции, представленными выше, т.к. такие вариации и модификации предназначены быть включенными в объем изобретения.
Заявлен способ обработки цементной пыли. Способ включает следующие стадии. Получение цементной пыли ((ЦП) (CKD)) из обжиговой печи; нагревание собранной ЦП. Образование газового потока испарившегося металла и ЦП нагреванием, достаточным для выделения, по меньшей мере, одного тяжелого металла из потока собранной ЦП с созданием потока обработанной ЦП и потока металла. Обеспечение водорастворимого полисульфида щелочноземельного металла. Объединение потока тяжелого металла с водорастворимым полисульфидом с получением объединенного потока и удаление, по меньшей мере, части одного тяжелого металла из объединенного потока. Изобретение позволяет снизить загрязнения тяжелыми металлами цементной пыли. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил.
1. Способ обработки цементной пыли, включающий:
- получение цементной пыли из печи обжига цемента;
- нагревание цементной пыли с выделением, по меньшей мере, одного тяжелого металла из цементной пыли с получением газового потока, содержащего тяжелый металл;
- обработку газового потока обрабатывающей текучей средой, где обработка газового потока обрабатывающей текучей средой включает обработку газового потока обрабатывающей текучей средой, содержащей полисульфид, по меньшей мере, одного щелочноземельного металла; и
- удаление, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного тяжелого металла из газового потока.
2. Способ по п.1, в котором нагревание цементной пыли включает нагревание до температуры, по меньшей мере, такой высокой, как температура, соответствующая точке испарения тяжелого металла.
3. Способ по п.1, в котором нагревание цементной пыли включает образование потока модифицированной цементной пыли.
4. Способ по п.3, который дополнительно включает рециркуляцию потока модифицированной цементной пыли.
5. Способ по п.1, в котором нагревание цементной пыли включает нагревание до температуры, по меньшей мере, такой высокой, как температура испарения ртути, с выделением ртути из цементной пыли.
6. Способ по п.5, в котором стадия обработки включает воздействие на газовый поток обрабатывающей текучей среды, содержащей полисульфид, по меньшей мере, одного щелочноземельного металла, с образованием твердого дисперсного материала, содержащего, по меньшей мере, один тяжелый металл; причем способ дополнительно включает сбор твердого дисперсного материала, по меньшей мере, в одной системе сбора твердого дисперсного материала.
7. Способ по п.6, дополнительно включающий рециркуляцию твердого дисперсного материала, содержащего, по меньшей мере, один металл.
8. Способ по п.6, в котором сбор твердого дисперсного материала, содержащего, по меньшей мере, один металл, включает пропускание твердого дисперсного материала, содержащего, по меньшей мере, один металл, через, по меньшей мере, одну осадительную камеру.
9. Способ по п.6, в котором обработка газового потока дополнительно включает распыление очищающей текучей среды, содержащей, по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла, в газовый поток.
10. Способ по п.1, в котором обработка газового потока обрабатывающей текучей средой дополнительно включает обработку газового потока обрабатывающей текучей средой, содержащей полисульфид щелочноземельного металла и, по меньшей мере, одно из следующего: вода, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и, по меньшей мере, один катализатор.
11. Способ по п.1, в котором получение цементной пыли включает сбор цементной пыли, уловленной в печи обжига цемента.
12. Система для обработки цементной пыли, которая содержит:
- испарительный сосуд;
- по меньшей мере, один источник тепла, предназначенный для нагревания потока цементной пыли в испарительном сосуде с образованием газового потока, содержащего, по меньшей мере, один металл;
- камеру обработки в сообщении с испарительным сосудом;
- обрабатывающую текучую среду, содержащую, по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла; и
- по меньшей мере, одну форсунку в камере обработки, предназначенную для распыления в газовом потоке обрабатывающей текучей среды с выделением, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного металла из газового потока.
13. Система по п.12, которая дополнительно включает дозирующий шнек в испарительном сосуде, предназначенный для удаления цементной пыли через испарительный сосуд.
14. Система по п.12, дополнительно содержащая систему сбора, которая включает осадительную камеру, предназначенную для сбора, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного металла.
15. Система по п.12, дополнительно содержащая систему сбора, которая включает систему сбора твердого дисперсного материала, предназначенную для сбора, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного металла.
16. Система по п.12, в которой, по меньшей мере, один источник тепла дополнительно включает выходящий газовый поток печи обжига цемента.
17. Система по п.12, в которой, по меньшей мере, один источник тепла дополнительно включает электрический нагревательный элемент.
18. Способ удаления ртути из цементной пыли, включающий:
- сбор цементной пыли от печи обжига цемента;
- нагревание собранной цементной пыли до температуры, по меньшей мере, такой высокой, как точка испарения ртути, с образованием потока испарившейся ртути и потока модифицированной цементной пыли,
отделение потока модифицированной цементной пыли для дальнейшего использования;
- обработку потока испарившейся ртути обрабатывающей текучей средой, содержащей, по меньшей мере, один полисульфид щелочноземельного металла, с образованием твердого дисперсного материала, содержащего ртуть; и
сбор твердого дисперсного материала для последующей обработки.
19. Способ по п.18, в котором модифицированную цементную пыль рециклируют в цементную мельницу.
| US 2009283016 A1 19.11.2009 | |||
| US 2010000406 A1 07.01.2010 | |||
| US 2009202407 A1, 13.08.2009 | |||
| СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1988 |
|
RU2068730C1 |
