Procedimiento para hacer funcionar una instalación de cemento con precalentamiento de harina cruda enuna zona de precalentamiento (1),

precalcinación del material precalentado en una zona de calcinación (2)y (2) y sinterización del material precalcinado en una zona de sinterización (3),caracterizado por que la instalación de cemento se hace funcionar de tal modo que el materialprecalcinado alimentado a la zona de sinterización presenta una concentración de SO3 de al menos el 5,5% en masa y una parte de CaSO4 de al menos el 75 % en masa del contenido total de sal del materialprecalcinado.

Instalación de cemento, así como procedimiento para hacer funcionar una instalación de cemento La invención se refiere a una instalación de cemento, así como a un procedimiento para hacer funcionar una instalación de cemento.

En la fabricación de clínker de cemento, en primer lugar se precalienta el material bruto, a continuación se calcina previamente y se cuece finalmente en un horno. El proceso de cocción propiamente dicho tiene lugar en la zona de sinterización del horno, en la que el material se calienta a temperaturas de 1400 a 1500ºC.

El documento DE 698 06 182 T se refiere a un procedimiento para la fabricación de clínker de cemento mediante combustible rico en azufre, aumentándose la concentración de oxígeno en la entrada del horno de cocción a entre el 4, 5 y el 5, 5 %, por lo que aumenta la temperatura a la que se descompone el sulfato de calcio a una temperatura superior a la temperatura de sinterización, de modo que el CaSO4 se convierte en un componente del producto final en lugar de descomponerse en gases y dejar incrustaciones en el horno de cocción, el horno de precalentamiento y los ciclones de precalentamiento.

Determinados componentes, en particular metales alcalinos en combinación con cloro y azufre, se volatilizan en la zona de sinterización del horno y se evacuan con los gases de escape del horno (volatilidad) . Los gases de escape del horno se usan para el tratamiento térmico del material en la zona de calcinación y la zona de precalentamiento. Durante este intercambio de calor, los componentes volátiles condensan en el material bruto (adsorción) y vuelven a introducirse en la zona de sinterización. Allí vuelven a volatilizarse en parte, de modo que de este modo se forma un circuito de estos componentes. Todo lo que no se evacua con el clínker de cemento o los gases de escape del sistema, permanece por lo tanto en este circuito, pudiendo alcanzarse concentraciones muy elevadas de los componentes llevados en el circuito. Todos los circuitos pueden conducir a la formación de incrustaciones no deseada en la zona de calcinación y la zona de precalentamiento conduciendo a fallos del servicio. La razón de ello es que determinadas mezclas de los componentes del circuito conducen a eutécticos que se funden a temperaturas comparativamente bajas. Cuando se funde el material bruto y cristaliza en las paredes de la instalación, se forman incrustaciones. En este contexto es especialmente problemático el azufre introducido en el circuito mediante el material bruto y el combustible. La concentración de SO3 máxima permitida en el material a cocer es, por lo tanto, hasta ahora del 5 %. En caso de concentraciones superiores, existe el peligro de obstrucciones y la instalación ya no puede hacerse funcionar. Si además está presente cloro, la cantidad tolerable de SO3 baja aún más. En la representación según la Figura 1, está representada la interacción de SO3 y Cl en cuanto a la incrustación en la entrada del horno tubular giratorio. Aquí no pueden detectarse incrustaciones en la zona A, mientras que en la zona B es necesaria una limpieza normal y en la zona C una limpieza intensa. En la zona D y con una concentración de SO3 superior al 5 % existe peligro de obstrucción.

Por lo tanto, se intenta suprimir circuitos o volatilidades. Para reducir la concentración en el circuito es conocido prever un bypass que evacua una parte de los gases de escape del horno. De este modo se eliminan del circuito componentes del circuito y los circuitos quedan descargados. De este modo se reducen las concentraciones en el circuito y se reducen las formaciones de incrustaciones, por lo que mejora la disponibilidad de la instalación.

Ahora hay combustibles que presentan una concentración de azufre relativamente elevada, por lo que hasta ahora no se han podido utilizar en la fabricación de cemento. Si bien se indica en el documento EP-A2-1 428 804 un clínker de cemento que debe fabricarse con un combustible que presenta una concentración de azufre superior al 5 %, en el documento no se indica más detalladamente como puede fabricarse este clínker de cemento sin que se produzcan formaciones de incrustaciones en el precalentador o calcinador o emisiones de SO2 más elevadas.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de indicar un procedimiento o un dispositivo para hacer funcionar una instalación de cemento pudiendo usarse combustible con un alto contenido de azufre, sin aumentar las emisiones de SO2, garantizando además una seguridad de funcionamiento suficiente.

Según la invención, este objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones 1 y 13.

En el procedimiento según la invención para hacer funcionar una instalación de cemento se precalienta la harina cruda en una zona de precalentamiento, el material precalentado se somete a una precalcinación en una zona de calcinación y el material precalcinado se sinteriza finalmente en una zona de sinterización. La instalación de cemento se hace funcionar de tal modo que el material precalcinado alimentado a la zona de sinterización presenta una concentración de SO3 de al menos el 5, 5 % en masa y una parte de CaSO4 de al menos el 75 % en masa, preferiblemente del 90 % del contenido total de sal del material precalcinado.

La instalación de cemento según la invención presenta una zona de precalentamiento para precalentar el material bruto, una zona de calcinación para la precalcinación del material precalentado y una zona de sinterización para la sinterización del material precalcinado. Además, está previsto un dispositivo de control y regulación para hacer funcionar la instalación de cemento según el procedimiento arriba indicado.

La invención está basada en el conocimiento de que la formación de incrustaciones no sólo depende de la concentración de azufre sino también de la composición de la sal y, en particular, de la parte de CaSO4. Al haber una parte de CaSO4 correspondientemente elevada, la concentración de SO3 puede aumentarse, por lo tanto, claramente superando la medida hasta ahora tolerable. Al haber una parte de CaSO4 del 90 % en masa del contenido total de sal, la concentración de SO3 puede aumentarse superando el 10 % en masa.

En los ensayos en los que se basa la invención se ha mostrado que gracias al modo de funcionamiento de la instalación puede influirse selectivamente en los procesos “adsorción” y “volatilidad”, que determinan la concentración de azufre en el circuito.

Otras ventajas y configuraciones de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Según una configuración preferible de la invención, se realizan al menos algunas de las siguientes mediciones de parámetros de funcionamiento usándose para el control de la instalación de cemento:

a. análisis de gas en la zona de entrada de la zona de sinterización, de la zona de calcinación y/o antes del comienzo de la zona de precalentamiento,

b. medición de la temperatura del material y/o del gas en la zona de sinterización,

c. medición de la temperatura del material y/o del gas en la zona de calcinación,

d. medición de la temperatura del material y/o del gas en la zona de precalentamiento,

e. análisis de laboratorio del material precalcinado, del material bruto o del combustible,

f. análisis de laboratorio del clínker de cemento cocido en la zona de sinterización,

g. análisis térmico o termográfico en la zona de sinterización.

Además, puede influirse en la concentración de SO3 y en la parte de CaSO4 en el material precalcinado mediante una o varias de las siguientes medidas:

a. elección de los materiales brutos,

b. elección del combustible usado en la zona de sinterización,

c. ajuste del momentum (cantidad de movimiento) de un quemador que se hace funcionar en la zona de sinterización,

d. ajuste de la relación entre aire de combustión y combustible en la zona de sinterización,

e. ajuste de la relación entre la cantidad de combustible y la cantidad de harina cruda en al menos un punto de alimentación de combustible de la instalación,

f. ajuste del grado de precalcinación de la harina cruda detrás de la zona de calcinación,

g. ajuste de la finura de la harina cruda.

Además, es recomendable hacer funcionar la instalación de cemento de tal modo que la volatilidad de azufre en la zona de sinterización sea al menos del 60 %, preferiblemente al menos del 80 % y la adsorción de azufre en la zona del precalentador, en la zona de calcinación y/o en la zona de sinterización sea al menos del 80 %,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para hacer funcionar una instalación de cemento con precalentamiento de harina cruda en una zona de precalentamiento (1) , precalcinación del material precalentado en una zona de calcinación (2)

y (2) y sinterización del material precalcinado en una zona de sinterización (3) , caracterizado por que la instalación de cemento se hace funcionar de tal modo que el material precalcinado alimentado a la zona de sinterización presenta una concentración de SO3 de al menos el 5, 5 % en masa y una parte de CaSO4 de al menos el 75 % en masa del contenido total de sal del material precalcinado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se realizan al menos algunas de las siguientes mediciones de parámetros de funcionamiento y se usan para el control de la instalación de cemento:

a. análisis de gas en la zona de entrada de la zona de sinterización (3) , de la zona de calcinación (2) y/o delante del comienzo de la zona de precalentamiento (1) ,

b. medición de la temperatura del material y/o del gas en la zona de sinterización (3) ,

c. medición de la temperatura del material y/o del gas en la zona de calcinación (2) ,

d. medición de la temperatura del material y/o del gas en la zona de precalentamiento (1) ,

e. análisis de laboratorio del material precalcinado, del material bruto o del combustible,

f. análisis de laboratorio del clínker de cemento cocido en la zona de sinterización,

g. análisis térmico o termográfico en la zona de sinterización (3) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en la concentración de SO3 y en la parte 25 de CaSO4 en el material precalcinado se influye mediante una o varias de las siguientes medidas:

a. elección de los materiales brutos,

b. elección del combustible usado en la zona de sinterización (3) ,

c. ajuste del momentum de un quemador (5) que se hace funcionar en la zona de sinterización (3) ,

d. ajuste de la relación entre el aire de combustión y el combustible en la zona de sinterización (3) ,

e. ajuste de la relación entre la cantidad de combustible y la cantidad de harina cruda en al menos un punto de alimentación de combustible de la instalación,

f. ajuste del grado de precalcinación de la harina cruda detrás de la zona de calcinación (2) ,

g. ajuste de la finura de la harina cruda. 35

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en la zona de sinterización (3) se usa un quemador (5) con momentum ajustable ajustándose mediante el ajuste del momentum la forma, el tamaño y/o la temperatura de la llama.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalación de cemento se hace funcionar de tal modo que la volatilidad de azufre en la zona de sinterización es al menos del 60 %, preferiblemente al menos del 80 %.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en la zona de calcinación se ponen a 45 disposición suficiente O2 y CaO para la reacción siguiente:

CaO + SO2 + ½ O2 - CaSO4

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalación de cemento se hace funcionar de tal modo que la adsorción de azufre en la zona de precalentamiento (1) , en la zona de calcinación (2) y/o en la zona de sinterización (3) es al menos del 80 %, preferiblemente al menos del 90 %.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la zona de calcinación se hace funcionar

55 de tal modo que los gases de escape que salen del precalentador (1) presentan un contenido de SO2 inferior a 600 mg/Nm3 con el 10 % de O2, preferiblemente inferior a 300 mg/Nm3 con el 10 % de O2.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se hace funcionar un dispositivo para la interrupción de los circuitos, por ejemplo un dispositivo de derivación, pudiendo influirse mediante el funcionamiento del mismo y las modificaciones de las cantidades de polvo y/o gas evacuadas en los circuitos, en particular de azufre, álcalis y/o cloro, pudiendo ajustarse los mismos correspondientemente

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que para el ajuste de la atmósfera y de la

concentración de CO2 al menos uno de los puntos de combustión de la instalación se hace funcionar con aire de combustión enriquecido con oxígeno o exclusivamente con oxígeno.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en la zona de sinterización y/o en la zona

de calcinación (2) se emplea un combustible con una concentración de azufre de al menos el 3, 5 % en masa.

12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el clínker de cemento cocido en la zona de sinterización (3) presenta una concentración de SO3 de al menos el 1 % en masa, preferiblemente de al 10 menos el 2 % en masa.

13. Instalación de cemento con una zona de precalentamiento (1) para el precalentamiento de harina cruda, una zona de calcinación (2) para la precalcinación del material precalentado y una zona de sinterización (3) para la sinterización del material precalcinado, caracterizado por un dispositivo de control y regulación para hacer funcionar la instalación de cemento de acuerdo con el procedimiento según una varias de las reivindicaciones anteriores.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es para conveniencia del lector. No forma parte del documento de la Patente Europea. Aunque se ha tenido mucho cuidado en la compilación de las referencias, no pueden exluirse errores u omisiones y la EPO declina responsabilidades por este asunto.

Documentos de patentes citadas en la descripción

* DE 69806182 T [0003] * EP 1428804 A2 [0006]