BRPI1009550B1 - sistema para processar termicamente material sólido particulado e método para operar o sistema - Google Patents

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Abstract

"sistema para processar termicamente material sólido em pedaços" o sistema de acordo com a invenção para processar termicamente material sólido em pedaços compreende substancialmente um dispositivo de pré-aquecimento, um forno e um dispositivo de separação ou classificação que está disposto entre os mesmos e que tem uma saída de material grosso conectado ao forno e uma saída de material fino. o forno e o dispositivo de pré-aquecimento são conectados um no outro por meio de uma linha de material gás/sólido que está disposta de modo a estar inclinada com relação à vertical, os gases de exaustão de forno sendo introduzidos na extremidade da linha de material gás/sólido no lado do forno e o material sólido pré-aquecido sendo suprido na extremidade no lado do préaquecedor. o dispositivo de separação ou classificação é conectado a uma linha de desvio que desvia da linha de material de gás/sólido de modo que pelo menos uma quantidade parcial do material sólido pré-aquecido pode ser desviada através da linha de desvio por meio de uma força gravitacional e pode ser suprida no dispositivo de separação ou classificação

Description

“SISTEMA PARA PROCESSAR TERMICAMENTE MATERIAL SÓLIDO
PARTICULADO E MÉTODO PARA OPERAR O SISTEMA”
A invenção se refere a um sistema para processar termicamente material sólido particulado tendo um dispositivo de pré-aquecimento, um forno e um dispositivo de separação ou classificação que está disposto entre os mesmos e que tem uma saída de material grosso conectada ao forno e uma saída de material fino.
Tais sistemas são usados, por exemplo, para processar termicamente calcário. Em sistemas de forno rotativo, por exemplo, para produzir cal para fábrica de aço, um dispositivo de pré-aquecimento na forma de um pré-aquecedor de eixo é em geral disposta à montante do forno, como também mostrado, por exemplo, em DD 245 243 A1. Nesta publicação, o pré-aquecedor de eixo compreende uma pluralidade de eixos de pré-aquecedor separados mutuamente que são conectados ao forno por meio de um elemento de transporte comum que está na forma de um transportador de chapa de impulsão. Se combustível contendo enxofre pretende ser usado em tal sistema por razões de custo, o conteúdo de enxofre admissível máximo no combustível é limitado pelo valor limite admissível máximo para enxofre em cal.
De acordo com as condições de combustão, a configuração estrutural do sistema e características da pedra, é possível usar combustíveis contendo enxofre em proporções diferentes. Circuitos são formados entre o pré-aquecedor e o forno. Estes são circuitos de poeira e sal, por exemplo, circuitos de enxofre. Os componentes que formam os circuitos são parcialmente vaporizados no forno a uma temperatura específica e condensam no préaquecedor. Na medida em que a condensação é uma reação que depende da superfície da partícula, partículas pequenas especificamente absorvem uma quantidade maior de sal que as partículas grandes. Se as concentrações de componentes específicos, tal como enxofre, por exemplo, são muito grandes no circuito, podem ocorrer acúmulos entre o forno e o préaquecedor que prejudicam a operação do sistema.
Portanto, o uso de combustíveis altamente sulfurosos em sistemas de préaquecedor convencionais é limitado, devido à influência indesejável n qualidade do produto e o risco de ruptura operacional.
Já é conhecido na prática fornecer um desvio de enxofre, pelo qual o material fino pode ser descarregado a partir do processo de pré-aquecimento, entre o forno e o préaquecedor de eixo de cal. O circuito é aliviado e o produto de enxofre é reduzido. O material é mecanicamente classificado porque processos de peneiração não são econômicos neste aspecto. A fim de ser capaz de suprir na máquina de peneiração, no entanto, é necessário que o material e o ar de pré-aquecimento sejam separados. Em DE 100 60381 A1, isto é realizado por uma linha de material e gás separada entre o pré-aquecedor e o forno rotativo cilíndrico. No entanto, esta construção resulta em altura maior entre o pré-aquecedor e o
Petição 870180147582, de 01/11/2018, pág. 9/18 forno. Desse modo, altos custos resultam novamente do elemento estrutural. Na medida em que o conceito resulta em uma altura de construção mínima específica, não é possível fornecer pré-aquecedores existentes com sistemas de desvio de enxofre.
Portanto, um objetivo da invenção é reduzir os custos de construção para um sistema para processar termicamente material sólido particulado. Outro objetivo é ainda desenvolver o sistema para processar termicamente material sólido particulado de modo que um dispositivo de pré-aquecimento que já existe possa também ser fornecido com um sistema de desvio de enxofre,
Aqueles objetivos são alcançados de acordo com a invenção pelos aspectos da reivindicação 1.
O sistema de acordo com a invenção para processar termicamente material sólido particulado compreende substancial mente um dispositivo de pré-aquecimento, um forno e um dispositivo de separação ou classificação que está disposto entre os mesmos e que tem uma saída de material grosso conectado ao forno e uma saída de material fino. O forno e o dispositivo de pré-aquecimento são conectados um no outro por meio de uma linha de material gás/sólido que está disposta de modo a estar inclinada com relação à vertical, os gases de exaustão de forno sendo introduzidos na extremidade da linha de material gás/sólido no lado do forno e o material sólido pré-aquecido sendo suprido na extremidade no lado do préaquecedor. O dispositivo de separação ou classificação é conectado a uma linha de desvio que desvia da linha de material de gás/sólido de modo que pelo menos uma quantidade parcial do material sólido pré-aquecido pode ser desviada através da linha de desvio por meio de uma força gravitacional e pode ser suprida no dispositivo de separação ou classificação.
A altura estrutural é substancialmente reduzida em comparação com sistemas conhecidos tendo um desvio de enxofre devido à linha de material gás/sólido disposta em uma maneira inclinada e o dispositivo de separação ou classificação conectado ao mesmo. É ainda também possível integrar o desvio de enxofre nos sistemas que já existem.
As reivindicações dependentes se referem a outras construções da invenção.
De acordo com uma construção preferida da invenção, o dispositivo de separação ou classificação é construído de tal maneira que o material sólido é transportado por meio de força gravitacional. A inclinação da linha de material gás/sólido com relação à vertical de preferência assume um ângulo na faixa de 25° a 65°.
O dispositivo de separação ou classificação pode ser formado, por exemplo, por uma máquina de peneirar motora (angetriebene Siebmaschine, driven sieving machine), mas particularmente também por uma peneira do tipo mesa de rolos. A peneira do tipo mesa de rolos é de preferência disposta em uma maneira inclinada e pode ainda ser refrigerada.
O dispositivo de separação ou classificação é de preferência disposto abaixo da liPetição 870180147582, de 01/11/2018, pág. 10/18 nha de material gás/sólido de modo que o material sólido pode também ser transportado para o dispositivo de separação ou classificação por meio de força gravitacional. Devido à disposição do dispositivo de separação ou classificação, o dispositivo não é exposto diretamente aos gases quentes sendo descarregados do forno, ou à radiação do forno.
Um elemento de fechamento, em particular uma válvula tipo agulha pode ainda ser fornecido na linha de desvio. Portanto, é possível para fechar o dispositivo de separação ou classificação para os propósitos de manutenção ou reparo. O material sólido pré-aquecido então desliza diretamente dento do forno por meio da linha de material gás/sólido disposto em uma maneira inclinada.
De acordo com uma construção particular da invenção, o dispositivo de préaquecimento tem um funil de descarga central, no qual a linha de material gás/sólido tanto cai diretamente dentro da linha de desvio quanto desliza por meio da linha de material gás/sólido. Desta maneira, até 100% do material sólido particulado pode ser suprido no dispositivo de separação ou classificação por meio da linha de desvio. Quando o sistema acima descrito é operado, o material sólido particulado é pré-aquecido no dispositivo de préaquecimento com os gases de exaustão quentes do forno e queimados no forno, com pelo menos uma quantidade parcial do material sólido pré-aquecido que é então separado/classificado em material grosso e material fino no dispositivo de separação ou classificação sendo desviado por meio da linha de desvio, o material grosso sendo suprido ao forno e o material fino sendo descarregado. O material fino descarregado que tem um conteúdo de enxofre aumentado em comparação com o restante da faixa de tamanho de partícula é então suprido para processamento ou descarte adicional adequado.
Outras vantagens e construções da invenção serão explicadas em mais detalhe abaixo com referência à descrição de aos desenhos, em que:
a Figura 1 é uma ilustração em seção esquemática do sistema na região entre o pré-aquecedor e o forno, a Figura 2 é uma vista de topo esquemática dentro do funil de descarga do dispositivo de pré-aquecimento.
O sistema ilustrado na Figura 1 para processar termicamente o material sólido particulado compreende substancialmente um dispositivo de pré-aquecimento 1 e um forno 2 na forma de um forno rotativo cilíndrico, que são conectados um no outro por meio de uma linha de material gás/sólido 3, disposta de modo a estar inclinada com relação à vertical.
O dispositivo de pré-aquecimento está na forma de um pré-aquecedor do tipo eixo, o material sólido a ser processado sendo suprido na região superior do dispositivo de préaquecimento 1 e sendo removido na região inferior por meio de um funil de descarga central 4.
A linha de material gás/sólido obliquamente dispostos 3 é conectada na extremidaPetição 870180147582, de 01/11/2018, pág. 11/18 de do lado do pré-aquecedor no funil de descarga 4 e abre a extremidade do lado do forno no forno 2. Os gases de exaustão do forno 2 são consequentemente introduzidos na linha de material gás/sólido 2 e fluem subsequentemente através do dispositivo de préaquecimento 1 em contracorrente com relação ao material sólido particulado.
No lado inferior da linha de material gás/sólido 3, uma linha de desvio 5 que é conectada ao dispositivo de separação ou classificação 6 ainda desvia. A vista de topo através do canal de descarga 4 de acordo com a Figura 2 mostra que o funil de descarga 4 e a linha de desvio 5 são conectados na linha de material gás/sólido de tal maneira que o material sólido pré-aquecido tanto cai diretamente na linha de desvio 5 e desliza no mesmo por meio da linha de material gás/sólido 3. O material sólido pré-aquecido total desse modo pode ser desviado por meio da linha de desvio 5 para o dispositivo de separação ou classificação 6.
Na modalidade ilustrada, o dispositivo de separação 6 tem uma peneira do tipo mesa de rolos 6a disposta em uma maneira inclinada, uma saída de material fino 6b e uma saída de material grosso 6c. A saída de material grosso 6c é conectada ao forno 2 por meio de uma linha de conexão 7 na forma de uma linha de gravidade. A peneira do tipo mesa de rolos 6a pode ser construída opcionalmente de modo a ser acionado e/ou refrigerado.
O material sólido pré-aquecido descarregado funil de descarga 4 tanto cai diretamente dentro da linha de desvio 5 quanto desliza por meio da linha de material gás/sólido 3 dentro da linha de desvio 5, e, nesta localização, atinge a peneira do tipo mesa de rolos 6a por meio de força gravitacional. A parte de material fino do material sólido cai através da peneira do tipo mesa de rolos 6a e é transportado por meio da saída de material fino 6b. Este material fino que tem um conteúdo de enxofre aumentado em comparação com o restante da faixa de tamanho de partícula e que é ainda processado em uma maneira adequada e/ou descartado. A parte de material grosso atinge o forno 2, em que o material é acabado sendo queimado, por meio da saída de material grosso 6c e a linha de conexão 7 por meio de força gravitacional.
Um elemento de fechamento 8 na forma de uma válvula tipo agulha (Nadelschieber, needle gate) é ainda disposto na linha de desvio 5. O dispositivo de separação ou classificação 6 desse modo pode ser fechado, por exemplo, no caso de reparo ou manutenção. A parte da linha de desvio 5 entre a linha de material gás/sólido 3 e o elemento de fechamento 8 então será enchida com o material sólido de modo que o outro material sólido é direcionado subsequentemente por meio da linha de material gás/sólido 3 diretamente dentro do forno 2.
A fim de reduzir os gases de exaustão de forno no dispositivo de separação ou classificação 6, um elemento de fechamento de ar 9 na forma de uma válvula alternadora está disposta na linha de conexão 7. A válvula alternadora simples carregada veda o fluxo de gás devido ao material grosso que flui para baixo. A carga térmica do dispositivo de sePetição 870180147582, de 01/11/2018, pág. 12/18 paração ou classificação, desse modo, é abaixada e o material grosso pode atingí o forno 2 devido à força gravitacional.
A inclinação da linha de material gás/sólido 3 e da conexão da linha de desvio 5 no lado inferior da mesma permite o transporte do material sólido pré-aquecido por meio da 5 força gravitacional Devido à disposição inclinada da linha de material gás/líquido, a altura estrutural total do sistema de transporte pode ser reduzida consequentemente. Portanto, é desejável fixar o ângulo de inclinação de modo que é ainda possível transportar o material sólido por força gravitacional. A inclinação vantajosa da linha de material de gás/sólido com relação à vertical está em uma faixa angular de 25 a 65°. O ângulo de repouso do material 10 sólido a ser processado verificou ser o ângulo ótimo.
A conexão da linha de desvio 5 no lado inferior da linha de material gás/sólido 3 também tem a vantagem, em adição ao material sendo transportado por força gravitacional, que os gases de exaustão de forno fluindo para fora do forno 2 são substancialmente separados do material sólido.

Claims (19)

1. Sistema para processar termicamente material sólido particulado tendo um dispositivo de pré-aquecimento (1), um forno (2) e um dispositivo de separação ou classificação que está disposto entre os mesmos e que tem uma saída de material grosso (6c) conectado ao forno e uma saída de material fino (6b), sendo o sistema CARACTERIZADO pelo fato de que:
o forno (2) e o dispositivo de pré-aquecimento (1) são conectados um no outro por meio de uma linha de material gás/sólido (3) que está disposta de modo a estar inclinada com relação à vertical, os gases de exaustão do forno (2) sendo introduzidos na extremidade da linha de material gás/sólido (3) no lado do forno e o material sólido pré-aquecido sendo suprido na extremidade no lado do pré-aquecedor, e o dispositivo de separação ou classificação (6) é conectado a uma linha de desvio (5) que desvia da linha de material de gás/sólido (3) de modo que pelo menos uma quantidade parcial do material sólido préaquecido pode ser desviada através da linha de desvio (5) por meio de uma força gravitacional e é suprida no dispositivo de separação ou classificação.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a linha de desvio (5) e o dispositivo de separação ou classificação (6) são construídos de tal maneira que o material sólido é transportado por meio de força gravitacional.
3. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a inclinação da linha de material gás/sólido (3) com relação à vertical assume um ângulo na faixa de 25° a 65°.
4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de separação ou classificação (6) é formado por uma máquina de peneirar motora.
5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de separação ou classificação (6) tem uma peneira do tipo mesa de rolos (6a).
6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de separação ou classificação (6) tem uma peneira do tipo mesa de rolos inclinada (6a).
7. Sistema, de acordo com as reivindicações 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a peneira do tipo mesa de rolos (6a) é refrigerada.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a linha de desvio (5) e o dispositivo de separação ou classificação (6) são dispostos abaixo da linha de material gás/sólido (3).
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um elemento de fechamento (8) está disposto na linha de desvio (5).
Petição 870180147582, de 01/11/2018, pág. 14/18
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de fechamento (8) é formado por um válvula tipo agulha.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de separação ou classificação (6) tem uma saída de material grosso (6c) que é
5 conectado ao forno por meio de uma linha de conexão (7), um elemento de fechamento de ar (9) sendo disposto na linha de conexão.
12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a linha de conexão (7) está na forma de uma linha de gravidade.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de 10 que o elemento de fechamento de ar (9) é formado por uma válvula alternadora simples.
14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de pré-aquecimento (1) tem um funil de descarga central (4) no qual a linha de material gás/sólido inclinada (3) é conectada.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de
15 que o funil de descarga (4) e a linha de desvio (5) são conectados na linha de material gás/sólido (3) de maneira que o material sólido pré-aquecido tanto cai diretamente dentro da linha de desvio (5) quanto desliza por meio da linha de material gás/sólido (3).
16. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a linha de desvio (5) é conectada na linha de material
20 de gás/sólido (3) de tal maneira que o material sólido pré-aquecido total pode opcionalmente ser também desviado por meio da linha de desvio (3).
17. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de pré-aquecimento (1) está na forma de um pré-aquecedor do tipo eixo.
25
18. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 17,
CARACTERIZADO pelo fato de que o forno (2) está na forma de um forno rotativo cilíndrico.
19. Método para operar um sistema definido em qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o material sólido particulado sendo pré-aquecido no dispositivo de pré-aquecimento (1) com os gases de exaustão quentes (2) e 30 queimados no forno, e pelo menos uma quantidade parcial do material sólido pré-aquecido sendo desviado por meio da linha de desvio (5) e então sendo separado/classificado em material grosso e material fino no dispositivo de separação ou classificação (6), o material grosso sendo suprido ao forno (2) e o material fino sendo descarregado.
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