Método para la hidratación de un material en forma de partículas o pulverulento que contiene CaO.

Método para la hidratación de un material en forma de partículas o pulverulento que contiene CaO,

endonde se añade agua en una cantidad que asegurará que la presión parcial PH2O del agua añadida como unafunción de la temperatura (°C) se mantenga dentro del intervalo definido por la fórmula**Fórmula**

en donde PH2O es la presión parcial del vapor de agua en atm y T es la temperatura en °C, caracterizado por que elproceso de hidratación tiene lugar en una atmósfera que contiene la cantidad máxima de vapor de agua, por que latemperatura durante el procedo de hidratación se mantiene a un nivel por encima de 200ºC y por que la presiónparcial del vapor de agua se mantiene dentro del intervalo de 0,9 a 1,1 atm.

Método para la hidratación de un material en forma de partículas o pulverulento que contiene CaO

Descripción La presente invención se refiere a un método para la hidratación de un material en forma de partículas o pulverulento que contiene CaO. El producto hidratado se puede usar para reducir la descarga de SO2 de una planta de hornos, tal como una planta de hornos para fabricar clínker de cemento. Asimismo, la invención se refiere a un aparato para llevar a cabo el método.

Un método del tipo antes mencionado se conoce a partir de, por ejemplo, el documento de patente DK/EP 1 200

176. La desventaja principal de este método conocido es la velocidad lenta de hidratación la cual es atribuible al hecho de que la hidratación de la materia prima en bruto que contiene CaO tiene lugar en una mezcla de aire y agua donde la presión parcial del vapor de agua se encuentra a un nivel relativamente bajo. En casos donde es aconsejable obtener grados de hidratación que varían entre 80 y 100% del CaO contenido en el material, este método conocido requerirá un tiempo de retención relativamente prolongado durante que las partículas del material y el vapor de agua hacen contacto y necesitan, por lo tanto, un volumen de reacción sustancial. Igualmente se conoce un método en que el material que contiene CaO es extraído de un sistema de hornos, enfriado a una temperatura por debajo de 250°C y posteriormente hidratado cuando se mezcla con agua líquida. La desventaja de este método es que las partículas de material pueden tener una tendencia a la aglomeración, lo cual conlleva la necesidad de una desaglomeración o molienda posterior y costosa de tales aglomerados de material agrupados en partículas individuales más pequeñas. Otra desventaja de este método es que la hidratación de las partículas de material que contienen CaO no siempre tiene lugar de manera uniforme desde el exterior y hacia dentro hacia el núcleo de las partículas, sino que ocurre con frecuencia de una manera tal que algunas de las partículas se hidratan completamente mientras que otras no se hidratan en absoluto o solamente se hidratan en un grado limitado.

El documento de patente GB 881 813 A se refiere inter alia a un proceso para hidratar óxidos granulares de metales alcalino-térreos, tales como calcio. Para llevar a cabo el proceso, el óxido alcalino-térreo granular se pone en contacto con un medio gaseoso que contiene vapor de agua, pero que no está saturado de ésta. El medio gaseoso también contiene aire o gas inerte con relación a los óxidos tratados, y la presión del vapor de agua está en el intervalo de 60-100 mm de Hg (es decir 0, 13 atm máximo) . En un ejemplo, la temperatura en el lecho fluidizado es como máximo de 120-125 °C.

El documento de patente US 2 309 168 se refiere a un hidrato de cal seca y un proceso para producir el mismo. Muestra que la cal que contiene magnesia debería hidratarse con suficiente agua en la fase líquida para ocuparse del óxido de calcio. Como se ha mencionado anteriormente, l desventaja de hidratar con agua líquida es que las partículas de material pueden tener tendencia a la aglomeración, lo que conlleva la necesidad de una desaglomeración o molienda posterior y costosa de tales aglomerados de material agrupados en partículas individuales más pequeñas. También, otra desventaja de este método es que la hidratación de las partículas de material que contienen CaO no siempre tiene lugar de manera uniforme desde el exterior y hacia dentro hacia el núcleo de las partículas, sino que ocurre con frecuencia de una manera tal que algunas de las partículas se hidratan completamente mientras que otras no se hidratan en absoluto o solamente se hidratan en un grado limitado Es objeto de la presente invención proporcionar un método por medio dque se reducirán las desventajas antes mencionadas.

Este objeto se logra de acuerdo con la invención por medio de un método como se define en las reivindicaciones.

Con eso se logra que las partículas de material no se agrupen en aglomerados, y que las partículas sean hidratadas de manera uniforme desde el exterior y hacia dentro de manera que sea la superficie activa de las partículas de material la que experimente hidratación en relación con la hidratación parcial. Esto se debe al hecho de que el agua líquida no entrará en contacto con las partículas de material debido a que el agua aparecerá en forma de vapor dentro del intervalo especificado.

Tradicionalmente, el Ca (OH) 2 se forma por medio de una reacción entre la cal quemada y agua en forma líquida, pero de acuerdo con esta invención la reacción se consigue por medio de vapor de agua. Al suspender las partículas en vapor de agua en lugar de desintegrarlas en agua líquida será posible prevenir la aglomeración de .las partículas y evitar así una desaglomeración o molienda posterior y costosa de estos aglomerados a partículas individuales más pequeñas.

El Ca (OH2) se forma durante el proceso de hidratación. La estabilidad del Ca (OH) 2 formado durante el proceso de hidratación depende principalmente de la temperatura y la presión parcial del vapor de agua formado como se ilustra en la figura 1. El proceso de hidratación debería tener lugar en una atmósfera que contenga la cantidad máxima de vapor de agua. Por consiguiente, se prefiere de acuerdo con la invención que .el material que contiene CaO así como el agua sean introducidos en un extremo superior de un reactor vertical, dirigidos hacia abajo a través de este último sujetos a vaporización e hidratación simultáneas, y que el producto hidratado sea descargado del reactor en un extremo inferior del mismo. Debido a la dirección hacia abajo de movimiento en el rector no es necesario usar aire como medio de transporte para las partículas de material y, por lo tanto, será posible crear una atmósfera que consiste aproximadamente de 100 por cien vapor de agua puro. La energía térmica requerida para la vaporización del agua es provista por medio del material.

De manera alternativa, el material que contiene CaO puede ser introducido en un extremo superior de un reactor vertical, dirigido hacia abajo a través de este último sujeto a hidratación simultánea con agua la que se introduce en varios lugares distribuidos en la altura del reactor, donde cualquier excedente de agua en forma de vapor es descargado a través de una abertura en el extremo superior del reactor y donde el producto hidratado es descargado del reactor de un extremo inferior del mismo.

La velocidad de hidratación aumenta con el aumento de la temperatura y la presión parcial del vapor de agua. No obstante, la temperatura no debe exceder la temperatura a la que el Ca (OH) 2 se vuelve inestable a una presión parcial dada del vapor de agua. En la práctica real la temperatura es determinada por la temperatura del material que contiene CaO, la cantidad de agua que es inyectada y por una subcorriente posiblemente recirculada de producto hidratado que posiblemente puede haber sido .enfriada adicionalmente después de salir del reactor. Es importante que este volumen de agua se adapte de modo tal que la temperatura del material que contiene CaO y la presión parcial del vapor de agua se mantengan dentro de un intervalo de temperatura y presión, respectivamente, donde Ca (OH) 2 sea estable, donde no haya agua líquida y donde la hidratación no de detenga. De acuerdo con la invención durante el proceso de hidratación la temperatura se mantiene a un nivel por encima de 200°C, y preferiblemente por encima de 250 °C y la presión parcial del vapor de agua se mantiene dentro del intervalo de 0.9 a 1, 1 atm.

El producto hidratado puede ser usado posteriormente para reducir el contenido de SO2 en un gas. En relación con tal proceso, únicamente la superficie exterior del producto hidratado entrará en contacto con el gas que contiene SO2 destinado para limpieza, y es un hecho comprobado que la reducción de SO2 lograda no es mejorada de manera significativa cuando la hidratación de las partículas de material se realiza justo a través del núcleo en comparación con lo que se logra si la hidratación es confinada a la superficie de las partículas. Además, se ha determinado que la velocidad inicial de hidratación de la superficie es relativamente alta, mientras que la hidratación posterior del núcleo es un proceso lento porque el agua debe ser difundida desde la superficie de la partícula y hacia dentro al núcleo a través de una capa del producto hidratado. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se prefiere que la hidratación esté confinada a la superficie de las partículas de material. Como consecuencia de ello, el grado de hidratación se puede reducir a 70%, de preferencia a menos de 50%. Si la hidratación... [Seguir leyendo]

1. Método para la hidratación de un material en forma de partículas o pulverulento que contiene CaO, en donde se añade agua en una cantidad que asegurará que la presión parcial PH2O del agua añadida como una función de la temperatura (°C) se mantenga dentro del intervalo definido por la fórmula en donde PH2O es la presión parcial del vapor de agua en atm y T es la temperatura en °C, caracterizado por que el proceso de hidratación tiene lugar en una atmósfera que contiene la cantidad máxima de vapor de agua, por que la temperatura durante el procedo de hidratación se mantiene a un nivel por encima de 200ºC y por que la presión parcial del vapor de agua se mantiene dentro del intervalo de 0, 9 a 1, 1 atm.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que el material que contiene CaO así como el agua son introducidos en un extremo superior de un reactor vertical, dirigidos hacia abajo a través de este último sujetos a vaporización e hidratación simultáneas, y por que el producto hidratado es descargado del reactor en un extremo inferior del mismo.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que el material que contiene CaO es introducido en un extremo superior de un reactor vertical, dirigido hacia abajo a través de este último sujeto a hidratación simultánea con agua que es introducida en varios lugares distribuidos en la altura del reactor, donde cualquier excedente de agua en forma de vapor es descargado a través de una abertura en el extremo superior del reactor y donde el producto hidratado es descargado del reactor de un extremo inferior del mismo.

4. Método según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado por que la temperatura durante el proceso de 20 hidratación se mantiene a un nivel por encima de 250°C.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que parte del producto hidratado se recircula a la unidad de hidratación.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la hidratación es confinada a la superficie de las partículas de material.

7. Método según la reivindicación 6, caracterizado por que el grado de hidratación .es menor que 70%, preferiblemente menor que 50%.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que el material que contiene CaO en forma de materia prima calcinada es extraído del horno de calcinación de una planta de fabricación de cemento.