Producing Cement with Energy Harnessed from Waste — Inside ... · Forno de gaseificação do tipo...

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Jointly Developed with the Conch Group The Conch Kawasaki Kiln (CKK) system is a unique waste treatment plant jointly developed by Kawasaki and the Conch Group, the parent company of China's largest cement manufacturer, Anhui Conch Cement Company Limited, a global leader in the field. The CKK is an innovative, environmentally friendly system that turns refuse and sewage sludge into gas, which then fuels a cement manufacturing plant. See Frontline for a related story. Reducing Fossil Fuel Reliance, CO2 Emissions and More The CKK system heats refuse and sludge in a gasification furnace to produce pyrolysis gas, and harnesses it as fuel to power the precalciner kiln in the cement manufacturing process. Utilizing gas generated from waste will help reduce the amount of coal and other fossil fuels that are currently being burned for cement production, resulting in lower overall CO2 emissions. An added bonus is that the fly ash remaining after refuse and sludge have been gasified is mixed with the ingredients of cement, eliminating the need for ash disposal and the expensive ash-handling equipment required in conventional waste incineration. What's more, since metal scraps and other noncombustibles contained in the refuse are separated and removed in the furnace — to be reused or utilized as cement ingredients — attaining zero emissions is now a reality. Producing Cement with Energy Harnessed from Waste — Inside the CKK System Gasification furnace World-class processing capacity of 300 tons a day. Fluidized-bed type gasification furnace This gasification furnace sends a small amount of air, which is needed to burn a portion of the refuse, through the fluidized bed, causing the sand inside to flow much like a bubbling fluid. Inside the furnace, combustible gas and char are produced by decomposing refuse at 500˚C to 600˚C. Pyrolysis gas, which is capable of perfect combustion over an extended period of time at 900˚C in the cement kiln, is notable for its extremely low emission of toxic substances, including dioxins (the level of dioxin emissions is less than one-tenth of the reference values adopted in Japan and Europe). Suspension preheater Powdered ingredients are drawn downward from the cyclone at the top while being heated to about 900˚C using exhaust heat from the precalciner. Toxic acid gases contained in the waste are neutralized by alkaline solids. Precalciner A precalciner is a furnace where coal and other fossil fuels are burned in an incinerator (precalciner burner) to partially calcinate the limestone used as an ingredient in cement. The amount of fuel used for the limestone calcination can be reduced by using the combustible gas and char generated in the gasification furnace, instead of fossil fuel. Rotary kiln Ingredients heated in the suspension preheater are fed into the rotary kiln and heated to over 1,400˚C in the kiln burner near the outlet. Ingredients burned in the rotary kiln turn into an intermediate cement product called clinker. Air-quenching cooler This rapidly cools hot clinker by a series of cold blasts. After adding plaster to the clinker, the mixture is pulverized to produce cement (normal Portland cement). Noncombustibles These can be used as cement ingredients, eliminating the need for ash-handling equipment or landfill disposal. Residue sorting system This system separates and removes the metals and noncombustibles from refuse. Sand circulation system Metal and noncombustibles are separated from the sand after the mixture is taken out of the gasification furnace. Only the sand is reused. Sewage sludge The wet, clayey mass that remains after thickening and dewatering sewage at a sewage treatment plant. Sorted noncombustibles These are pulverized and used to produce cement. Sorted metal Since refuse is gasified at a low-temperature range, iron, aluminum and other metal contained in the refuse can be recovered with minimal degradation due to heat, facilitating reuse. Platform Weighing system Refuse Household refuse and other non-industrial waste. Air Sand Sand Sand Pyrolysis gas + unburned char Cement manufacturing plant Magnet Exhaust gas processing system Intermediate cement product (clinker) Bagged cement Bulk cement truck Vibration Screen Feed ingredients Fuel Gas Gas Ingredients Ingredients The first CKK system, constructed next to the cement manufacturing plant at Anhui Tongling Conch Cement Co., Ltd. (Tongling, Anhui, China). * * * 6 • Scope 96 Scope 96 • 7 TECHNOLOGY at WORK

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Jointly Developed with the Conch GroupThe Conch Kawasaki Kiln (CKK) system is a unique waste treatment plant jointly developed by Kawasaki and the Conch Group, the parent company of China's largest cement manufacturer, Anhui Conch Cement Company Limited, a global leader in the field. The CKK is an innovative, environmentally friendly system that turns refuse and sewage sludge into gas, which then fuels a cement manufacturing plant. See Frontline for a related story.

Reducing Fossil Fuel Reliance, CO2 Emissions and MoreThe CKK system heats refuse and sludge in a gasification furnace to produce pyrolysis gas, and harnesses it as fuel to power the precalciner kiln in the cement manufacturing process. Utilizing gas generated from waste will help reduce the amount of coal and other fossil fuels that are currently being burned for cement production, resulting in lower overall CO2 emissions. An added bonus is that the fly ash remaining after refuse and sludge have been gasified is mixed with the ingredients of cement, eliminating the need for ash disposal and the expensive ash-handling equipment required in conventional waste incineration. What's more, since metal scraps and other noncombustibles contained in the refuse are separated and removed in the furnace — to be reused or utilized as cement ingredients — attaining zero emissions is now a reality.

Producing Cement with Energy Harnessed from Waste — Inside the CKK System

Gasification furnaceWorld-class processing capacity of 300 tons a day.Fluidized-bed type gasification furnaceThis gasification furnace sends a small amount of air, which is needed to burn a portion of the refuse, through the fluidized bed, causing the sand inside to flow much like a bubbling fluid. Inside the furnace, combustible gas and char are produced by decomposing refuse at 500˚C to 600˚C.Pyrolysis gas, which is capable of perfect combustion over an extended period of time at 900˚C in the cement kiln, is notable for its extremely low emission of toxic substances, including dioxins (the level of dioxin emissions is less than one-tenth of the reference values adopted in Japan and Europe).

Suspension preheaterPowdered ingredients are drawn downward from the cyclone at the top while being heated to about 900˚C using exhaust heat from the precalciner. Toxic acid gases contained in the waste are neutralized by alkaline solids.

PrecalcinerA precalciner is a furnace where coal and other fossil fuels are burned in an incinerator (precalciner burner) to partially calcinate the limestone used as an ingredient in cement. The amount of fuel used for the limestone calcination can be reduced by using the combustible gas and char generated in the gasification furnace, instead of fossil fuel.

Rotary kilnIngredients heated in the suspension preheater are fed into the rotary kiln and heated to over 1,400˚C in the kiln burner near the outlet. Ingredients burned in the rotary kiln turn into an intermediate cement product called clinker.

Air-quenching coolerThis rapidly cools hot clinker by a series of cold blasts. After adding plaster to the clinker, the mixture is pulverized to produce cement (normal Portland cement).

NoncombustiblesThese can be used as cement ingredients, eliminating the need for ash-handling equipment or landfill disposal.

Residue sorting systemThis system separates and removes the metals and noncombustibles from refuse.

Sand circulation systemMetal and noncombustibles are separated from the sand after the mixture is taken out of the gasification furnace. Only the sand is reused.

Sewage sludgeThe wet, clayey mass that remains after thickening and dewatering sewage at a sewage treatment plant.

Sorted noncombustiblesThese are pulverized and used to produce cement.

Sorted metalSince refuse is gasified at a low-temperature range, iron, aluminum and other metal contained in the refuse can be recovered with minimal degradation due to heat, facilitating reuse.

Platform

Weighing systemRefuseHousehold refuse and other non-industrial waste.

AirSand

Sand

Sand

Pyrolysis gas + unburned char

Cement manufacturing plant

Magnet

Exhaust gas processing system

Intermediate cement product (clinker)

Bagged cement

Bulk cement truck

Vibration Screen

Feed ingredients

Fuel

Gas

GasIngredients

Ingredients

The first CKK system, constructed next to the cement manufacturing plant at Anhui Tongling Conch Cement Co., Ltd. (Tongling, Anhui, China).

**

*

6 • S c o p e 9 6 S c o p e 9 6 • 7

T E C H N O L O G Y a t W O R K

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●Desenvolvido em conjunto com o Grupo Conch O sistema CKK (Conch Kawasaki Kiln) é uma exclusiva planta de tratamento de resíduos desenvolvida em conjunto pela Kawasaki e o Grupo Conch, companhia controladora do maior fabricante de cimento da China, Anhui Conch Cement Company Limited, líder mundial no setor. O CKK é um sistema inovador e ambientalmente correto que transforma lixo e lodo de esgoto em gás, que em seguida é utilizado em uma fábrica de cimento.
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●Reduzindo a Dependência de Combustíveis Fósseis, as Emissões de CO2 e Mais O sistema CKK aquece resíduos e lodos num forno de gaseificação para produzir gás de pirólise e aproveitá-lo como combustível no forno pré-calcinador do processo de fabricação de cimento. Usando gás gerado a partir de resíduos, vai ajudar a reduzir a quantidade de combustíveis fósseis que normalmente são queimados para a produção de cimento, resultando em menor emissão global de CO2.. Uma vantagem adicional é que as cinzas volantes, restantes após os resíduos e lodos serem gaseificados, são misturadas com os ingredientes do cimento, eliminando a necessidade do descarte destas cinzas e do caro sistema de manuseio exigido em instalações de incineração convencional. Além do mais, uma vez que sucatas de metal e outros materiais incombustíveis contidos nos resíduos são separados e removidos no forno - para serem reutilizados ou aproveitados como ingredientes do cimento - atingir emissão zero é agora uma realidade.
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Produzindo Cimento com Energia Aproveitada do Lixo - Por dentro do Sistema CKK
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●Lodo de Esgoto A massa úmida e barrenta que fica depois do espessamento e desidratação, numa estação de tratamento de esgoto.
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●Plataforma
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●Sistema de Pesagem
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●Resíduos Lixo domiciliar e outros resíduos não industriais
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●Forno de gaseificação . Classe mundial de processamento com capacidade de 300 tons/dia. . Forno de gaseificação do tipo leito fluidizado. Este forno de gaseificação emite uma pequena quantidade de ar, que é necessária para queimar uma porção do resíduo, através do leito fluidizado, fazendo a areia interna fluir muito como um liquido borbulhante. No interior do forno, gás combustível e carvão são produzidos pela decomposição dos resíduos à temperatura de 500°C a 600°C. . O gás de pirólise é capaz de perfeita combustão durante um periodo de tempo prolongado a 900°C no forno de cimento, e é notável pela sua extremamente baixa emissão de substâncias tóxicas, incluindo dioxinas (o nível de emissão de dioxinas é menor que um décimo dos valores de referência adotados no Japão e Europa).
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●Incombustíveis Separados Estes são pulverizados e utilizados na produção do cimento.
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●Metais Separados Uma vez que o resíduo é gaseificado em uma faixa de baixas temperaturas, o ferro, o alumínio e outros metais presentes no lixo podem ser recuperados com o mínimo de degradação pelo calor, facilitando a reutilização.
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●Gás de Pirólise + Carvão não queimado
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●Sistema de circulação de areia Metais e materiais incombustíveis são separados da areia após a mistura ser retirada do forno de gaseificação. Apenas a areia é reusada
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●Sistema de triagem de resíduos Este sistema separa e retira os metais e materiais incombustíveis do rejeito.
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●Materiais Incombustíveis Estes podem ser usados como ingredientes do cimento, eliminando a necessidade de equipamentos de manuseio de cinzas ou de sua deposição em aterros.
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●O primeiro sistema CKK, construido próximo da fábrica de cimento Anhui Tongling Conch Cement Co., Ltd. (Tongling, Anhui, China).
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●Fábrica de Cimento
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●Sistema de processamento dos gases de exaustão
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●Pré-aquecedor Ingredientes pulverizados são arrastados do topo dos ciclones para baixo, enquanto são aquecidos a cerca de 900°C pelo calor de exaustão do pré-calcinador. Gases ácidos tóxicos presentes nos resíduos são neutralizados por sólidos alcalinos.
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●Forno Rotativo Ingredientes aquecidos no pré-aquecedor são introduzidos no forno rotativo e são aquecidos acima de 1.400°C no queimador do forno perto da saída. Ingredientes queimados no forno rotativo se transformam em um produto intermediário do cimento, chamado de clinquer.
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●Resfriador de Clinquer Resfria rápidamente o clinquer quente por meio de uma série de rajadas de ar frio. Depois de se adicionar gesso ao clinquer, a mistura é pulverizada para produzir cimento (cimento Portland normal).
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Produto intermediário do cimento (clinquer)
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Caminhão de cimento a granel
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Cimento em saco
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●Pré-calcinador Um pré-calcinador é um forno onde carvão e outros combustíveis fósseis são queimados em um incinerador para calcinar parcialmente o calcário, usado como um ingrediente no cimento. A quantidade de combustível usado para a calcinação do calcário pode ser reduzida pelo uso do gás e o carvão gerado no forno de gaseificação, ao invés de combustível fóssil.
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Kawasaki do Brasil Indústria e Comércio Ltda - Av. Paulista, 542 - 6º. Andar - Bela Vista - 01310-000 - São Paulo - SP - Brasil - Tel: 55(11) 3289-2388 - Fax: 55(11)3289-2788
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Jointly Developed with the Conch GroupThe Conch Kawasaki Kiln (CKK) system is a unique waste treatment plant jointly developed by Kawasaki and the Conch Group, the parent company of China's largest cement manufacturer, Anhui Conch Cement Company Limited, a global leader in the field. The CKK is an innovative, environmentally friendly system that turns refuse and sewage sludge into gas, which then fuels a cement manufacturing plant. See Frontline for a related story.

Reducing Fossil Fuel Reliance, CO2 Emissions and MoreThe CKK system heats refuse and sludge in a gasification furnace to produce pyrolysis gas, and harnesses it as fuel to power the precalciner kiln in the cement manufacturing process. Utilizing gas generated from waste will help reduce the amount of coal and other fossil fuels that are currently being burned for cement production, resulting in lower overall CO2 emissions. An added bonus is that the fly ash remaining after refuse and sludge have been gasified is mixed with the ingredients of cement, eliminating the need for ash disposal and the expensive ash-handling equipment required in conventional waste incineration. What's more, since metal scraps and other noncombustibles contained in the refuse are separated and removed in the furnace — to be reused or utilized as cement ingredients — attaining zero emissions is now a reality.

Producing Cement with Energy Harnessed from Waste — Inside the CKK System

Gasification furnaceWorld-class processing capacity of 300 tons a day.Fluidized-bed type gasification furnaceThis gasification furnace sends a small amount of air, which is needed to burn a portion of the refuse, through the fluidized bed, causing the sand inside to flow much like a bubbling fluid. Inside the furnace, combustible gas and char are produced by decomposing refuse at 500˚C to 600˚C.Pyrolysis gas, which is capable of perfect combustion over an extended period of time at 900˚C in the cement kiln, is notable for its extremely low emission of toxic substances, including dioxins (the level of dioxin emissions is less than one-tenth of the reference values adopted in Japan and Europe).

Suspension preheaterPowdered ingredients are drawn downward from the cyclone at the top while being heated to about 900˚C using exhaust heat from the precalciner. Toxic acid gases contained in the waste are neutralized by alkaline solids.

PrecalcinerA precalciner is a furnace where coal and other fossil fuels are burned in an incinerator (precalciner burner) to partially calcinate the limestone used as an ingredient in cement. The amount of fuel used for the limestone calcination can be reduced by using the combustible gas and char generated in the gasification furnace, instead of fossil fuel.

Rotary kilnIngredients heated in the suspension preheater are fed into the rotary kiln and heated to over 1,400˚C in the kiln burner near the outlet. Ingredients burned in the rotary kiln turn into an intermediate cement product called clinker.

Air-quenching coolerThis rapidly cools hot clinker by a series of cold blasts. After adding plaster to the clinker, the mixture is pulverized to produce cement (normal Portland cement).

NoncombustiblesThese can be used as cement ingredients, eliminating the need for ash-handling equipment or landfill disposal.

Residue sorting systemThis system separates and removes the metals and noncombustibles from refuse.

Sand circulation systemMetal and noncombustibles are separated from the sand after the mixture is taken out of the gasification furnace. Only the sand is reused.

Sewage sludgeThe wet, clayey mass that remains after thickening and dewatering sewage at a sewage treatment plant.

Sorted noncombustiblesThese are pulverized and used to produce cement.

Sorted metalSince refuse is gasified at a low-temperature range, iron, aluminum and other metal contained in the refuse can be recovered with minimal degradation due to heat, facilitating reuse.

Platform

Weighing systemRefuseHousehold refuse and other non-industrial waste.

AirSand

Sand

Sand

Pyrolysis gas + unburned char

Cement manufacturing plant

Magnet

Exhaust gas processing system

Intermediate cement product (clinker)

Bagged cement

Bulk cement truck

Vibration Screen

Feed ingredients

Fuel

Gas

GasIngredients

Ingredients

The first CKK system, constructed next to the cement manufacturing plant at Anhui Tongling Conch Cement Co., Ltd. (Tongling, Anhui, China).

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6 • S c o p e 9 6 S c o p e 9 6 • 7

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●Desenvolvido em conjunto com o Grupo Conch O sistema CKK (Conch Kawasaki Kiln) é uma exclusiva planta de tratamento de resíduos desenvolvida em conjunto pela Kawasaki e o Grupo Conch, companhia controladora do maior fabricante de cimento da China, Anhui Conch Cement Company Limited, líder mundial no setor. O CKK é um sistema inovador e ambientalmente correto que transforma lixo e lodo de esgoto em gás, que em seguida é utilizado em uma fábrica de cimento.
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●Reduzindo a Dependência de Combustíveis Fósseis, as Emissões de CO2 e Mais O sistema CKK aquece resíduos e lodos num forno de gaseificação para produzir gás de pirólise e aproveitá-lo como combustível no forno pré-calcinador do processo de fabricação de cimento. Usando gás gerado a partir de resíduos, vai ajudar a reduzir a quantidade de combustíveis fósseis que normalmente são queimados para a produção de cimento, resultando em menor emissão global de CO2.. Uma vantagem adicional é que as cinzas volantes, restantes após os resíduos e lodos serem gaseificados, são misturadas com os ingredientes do cimento, eliminando a necessidade do descarte destas cinzas e do caro sistema de manuseio exigido em instalações de incineração convencional. Além do mais, uma vez que sucatas de metal e outros materiais incombustíveis contidos nos resíduos são separados e removidos no forno - para serem reutilizados ou aproveitados como ingredientes do cimento - atingir emissão zero é agora uma realidade.
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●Forno de gaseificação . Classe mundial de processamento com capacidade de 300 tons/dia. . Forno de gaseificação do tipo leito fluidizado. Este forno de gaseificação emite uma pequena quantidade de ar, que é necessária para queimar uma porção do resíduo, através do leito fluidizado, fazendo a areia interna fluir muito como um liquido borbulhante. No interior do forno, gás combustível e carvão são produzidos pela decomposição dos resíduos à temperatura de 500°C a 600°C. . O gás de pirólise é capaz de perfeita combustão durante um periodo de tempo prolongado a 900°C no forno de cimento, e é notável pela sua extremamente baixa emissão de substâncias tóxicas, incluindo dioxinas (o nível de emissão de dioxinas é menor que um décimo dos valores de referência adotados no Japão e Europa).
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●Forno Rotativo Ingredientes aquecidos no pré-aquecedor são introduzidos no forno rotativo e são aquecidos acima de 1.400°C no queimador do forno perto da saída. Ingredientes queimados no forno rotativo se transformam em um produto intermediário do cimento, chamado de clinquer.
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●Resfriador de Clinquer Resfria rápidamente o clinquer quente por meio de uma série de rajadas de ar frio. Depois de se adicionar gesso ao clinquer, a mistura é pulverizada para produzir cimento (cimento Portland normal).
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●Pré-calcinador Um pré-calcinador é um forno onde carvão e outros combustíveis fósseis são queimados em um incinerador para calcinar parcialmente o calcário, usado como um ingrediente no cimento. A quantidade de combustível usado para a calcinação do calcário pode ser reduzida pelo uso do gás e o carvão gerado no forno de gaseificação, ao invés de combustível fóssil.
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