CS200460B2 - Apparatus for agglomerating powdered raw materials - Google Patents

Description

Vynález se vztahuje na zařízení na aglomerování prachových výchozích látek ve vířivé vrstvě, obzvláště při výrobě cementového slínku, jehož částečky jsou podstatně větší než částečky výchozího materiálu, га využití účinku roztavených tekutých složek к provedení chemických reakcí.

Je známé aglomerovat a chemicky přetvářet jemnozrnné výchozí látky ve vířivé vrstvě za využití účinku roztavených tekutých složek, přičemž vířivá vrstva se vytváří v podstatě z konečného výrobku a udržuje se při teplotách, které jsou nad teplotou tání látek, obsažených v konečném výrobku, jakož i nad teplotu, potřebnou pro průběh příslušné chemické reakce, přičemž do vířivé vrstvy přivádí výchozí prachová látka v množství, že vířivá vrstva obsahuje trvale převážně jen konečný výrobek.

Částečky vířivé vrstvy musí být podstatně větší než částečky výchozí látky, pokud možno tak velké, aby při rychlosti proudu plynu, jež je nutná vytvoření vířivé vrstvy, byly částečky o velikosti výchozí látky vyfoukány z vířivé vrstvy po dostatečně dlouhé době beze zbytku. Výchozí látka, vnášená do vířivé vrstvy,současně aglomeruje i chemicky reaguje, přičemž se jednak vrstovitě nabaluje na větší částečky, jež ve vířivé vrstvě již vznikly, jednak se sama shlukuje ve větší částečky.

Převážná Část výchozí látky, která ve vířivé vrstvě nestačí vytvořit Částečky dostatečné velikosti, se vyfouká jako úletový prach, který po odloučení v cyklonu se vrací zpět mezi ostatní výchozí látku, částečky, jejichž hmotnost se v průběhu aglomerace dostatečně zvětšila, se z vířivé vrstvy odtahují a odvádějí jako hotový výrobek.

Pro zachovávání vířivé vrstvy ve stabilním stavu, což je nutné pro zachování plynulosti výrobního procesu, je nutno do vířivé vrstvy trvale přivádět dostatečné množství částeček tak velkých, že již nemohou z vířivé vrstvy uniknout ve formě úletu. To se provádí tak, že hotový výrobek se dělí do dvou tříd podle velikosti zrn, a to buJ bezprostředně po odtažení, nebo po částečném rozemletí. Jemnozrnná frakce, jež činí 20 % až 50 Z odtažených částic, se vrací

200460 2 do výroby. Tento vysoký podíl vrácené frakce je podstatnou nevýhodou aglomerováni prachových výchozích ' látek ve vířivé vrstvě, protože si vynucuje zvětšení rozměrů příslušného reaktoru, zvětšuje spotřebu energie, a vyžaduje zvláštní zařízení pro třídění zrn na frakce a pro zpětnou dopravu -jemnozrnné frakce. Proto se tento způsob aglomerováni příliš neroošíííl, a to zejména při výrobě slínku pro cement a používá se. jen výjimečně přesto, že má celou řadu jiných výhod.

Příčina uvedené nevýhody je v tom, že částečky, jež aglomeeuji z jemnozrnné výchozí látky samovooně, nejsou s to vytlačit z vířivé vrstvy částečky, jež vznikají nabalováním jemnozrnné výchozí látky na částečky již dříve vzniklé. Proto jsou z vířivé vrstvy vynášeny předčasně, aniž by potřebná chemická reakce v nich byla dokončena.

Účelem vynálezu je vylouuit zpětné vedení jemnozrnné frakce výrobku vnějším materíáoovým oběhem zpět do výroby a tak uSšeřit investice potřebné pro třídění a zpětné vedení maateiálu.

úkolem vynálezu je vytvoUt zařízeni - na aglomerováni prachových výchozích látek ve vířivé vrstvě, vy tvářející takový průběh procesu aglomerace, že odpadne nutnost vracet část hotového výrobku vnějším maaeriáoovým oběhem zpět do výroby.

Úloha je - řešena vytvořením zařízení na aglomerováni prachových výchozích látek ve vířivé vrstvě, obzvláště při výrobě cementového slinkuj jehož částečky jsou podstatně větší než částečky výchozího maaeriálj, za vyuuíaí účinku roztavených tekutých složek k proveden:! chemických reakcí, jehož poddtata je podle vynálezu v tom, že reaktor vířivé vrstvy je rozdělen nejméně na dvě pásma, případně oddělená jezy, a to zejména zadní pásmo vířivé vrstvy, přilehlé k vynášecímu potrubí výrobku, převážně pro výrobu hotového výrobku a přední pásmo vířivé vrstvy, odlehlé od. vynášecího potrubí hotového výrobku, k převážnému dodávaní částeček, spotřebovaných v průběhu aglomrování, přičemž reaktor vířivé vrstvy je opatřen odlučovačem prachu ze spalin, jehož zpětné potrubí je vyústěno do reaktoru vířivé vrstvy a předehřívačem výchozí suroviny, z něhož je vyvedeno dopravní poorubí, rozvětvené do vnášecích potrubí, vyústěných do reaktoru vířivé vrstvy.

Pro zlepšení účinnooti reaktoru vířivé vrstvy je možno podle vynálezu oppatřt reaktor vířivé vrstvy dalšími přídavnými vnášecími potrubími, vyústěnými nad vířivou vrstvou.

Rooddlení reaktoru vířivé vrstvy na nejméně dvě pásma spolu s celkovým uspořádáním zařízení podle vynálezu má tu základní výhodu, že celý proces uvnitř reaktoru je možno řídit tak, že ve vířivé vrstvě nastává aglomerace jemnozrnných hmot za vyuuíaí roztavených tekutých složek, přičemž současně probíhaaí i potřebné chemické reakce, takže z reaktoru odtahované hotové částice není již nutno třídit a nedootatečně zaglomerované částice vracet do výroby zpět vnějším oběhem, čímž je celé zařízeni ve srovnání s dosavadním stavem techniky investičně méně nákladné -a hospoddánější v provozu.

Dosažení tohoto účinku je umožněno tím, že různá pásma reaktoru vířivé vrstvy maáí různé úkoly, a proto pracují i za různých podmínek.

V případě, že reektor vířivé vrstvy je dvoupásmový, obsahuje vířivá vrstva v zadním pásmu., - to je v pásmu přivrceeném k vynášecímu potrubí hotového výrobku, částice již vysoce zaglomerované a chemicky přeměněné. Prachová výchozí látka, přiváděná do zadního pásma, se po vrstvách nabaluje na vysoce - zaglomerované částice a dovršuje jejich přeměnu v hotový výrobek, Zbytek prachové výchozí hmo.ty se z vířivé vrstvy vyfukuje a v proti proudu postupuje ze zadního pásma- do předního. V předním pásku prachová výchozí hmota postupně aglomeruje a chemicky se přemёňuje. Pokud jsou takto vznikáaicí částice ještě málo hmooné, jsou z reaktoru vířivé vrstvy vyneseny jako úlet, odloučeny v odlučovači prachu a znova vráceny do předního pásma. To se a každou částicí opakuje tak dlouho, až její hmoonost vzroste natolik, že se udrží ve vířivé vrstvě předního pásma. Tak se dostečně hmotné částice hromadí ve vířivé vrstvě předního pásma - a tlačí se přes jez mezi oběma pásmy do pásma zadního, kde se proces jejich aglomerace a chemické přeměny doovší. Hotový výrobek vystupuje ze zadního pásma reaktoru vířivé vrstvy vynášecím potrubím, přičemž podstatnou část své tepelné energie odevzdá v předehřivači vzduchu. Tím vším se dosahuje vysoké tepelné účinnoosi reaktoru vířivé vrstvy.

Pokud prachová - výchozí látka aglomeruje obtížně nebo zdlouhavě, se dosažení uvedených účinků tím, že reaktor vířivé vrstvy se oppaří několika pásmy, například ještě středním pásmem, nebo se zadní pásmo rozdělí na několik dílčích pásem.

Příklady provedeni zařízení na aglomerováni prachových výchozích látek ve vířivé vrstvě podle vynálezu jsou uvedeny na připojených výkresech, kde na obr. - 1 je znázorněno zařízení s dvoupásmovým reaktorem, na obr. 2 zařízeni s třpássmovým reaktorem a na obr. 3 zařízení se čtyřpásmovým reaktorem. Ze spodku nádrže na prachovou výchozí látku, která je zároveň předehřívačem _í_ této látky, je vyvedeno dopravní potrubí 2·, na které je napojen rozdělovač 3^, z nějž vystupují vnášecí potrubí £, 4/, vyústěná nad povrchem 18 vířivé vrstvy, vytvořené v reaktoru 5. vířivé vrstvy. Reaktor 5. vířivé vrstvy je jezem 23 rozdělen na dvě pásma, a to zadní pásmo 7^, přilehlé к vynášecímu potrubí £ hotového výrobku, a přední pásmo £, odlehlé od vynášecího potrubí £ hotového výrobku· Vnášecí potrubí _4, jsou vyústěna do zadního pásma £.

Reaktor 5^ vířivé vrstvy je vytápěn tekutým palivem, uloženým v zásobní nádrži 2» epojené hlavním palivovým potrubím 10 s rozdělovacímí palivovými potrubími 11 , na něž jsou napojena příslušná hořáková potrubí 12, Zásobování vzduchem zajišťuje dmychadlo 13, spojené vzduchovým potrubím 14 s předehřívačem 15 vzduchu, který je uspořádán ve vynášecím potrubí ,6 hotového výrobku. Z předehřívače 15 vzduchu proudí vzduch do komory 1 6, vytvořené pod reaktorem 15 vířivé vrstvy. Mezi komorou 16 a reaktorem 5. vířivé vrstvy je uspořádán rošt 17 в otvory pro průchod vzduchu.

Na začátku reaktoru vířivé vrstvy, to je na jeho straně odlehlé od vynášecího potrubí 6 hotového výrobku, je uspořádáno odtahové potrubí 19 pro spaliny, vyústěné do odlučovače 20 prachu ze spalin· Spodem odlučovače 20 prachu je vyvedeno do předního pásma <8 reaktoru _5 vířivé vrstvy vratné potrubí 22 pro odloučené částice. Spaliny očištěné od prachu jsou z odlučovače 20 prachu odváděny odvzdušňovacím potrubím 21 do předehřívače prachové výchozí látky.

Z rozdělovače _3 jsou ve znázorněném příkladě vyvedena ještě dvě další potrubí, vyústěná v reaktoru £ vířivé vrstvy vysoko nad povrchem 18 vířivé vrstvy, a to první přídavné vnášecí potrubí 24 na začátku reaktoru 5 a druhé přídavné vnášecí potrubí 24' na konci reaktoru 5^

Zařízení na aglomerování prachových výchozích látek ve vířivé vrstvě podle vynálezu v provedení s reaktorem vířivé vrstvy o dvou pásmech pracuje takto;

Vířivá vrstva v reaktoru 5^ je tvořena z částic, jejichž hmotnost je podstatně větší než hmotnost jednotlivých zrnek prachu prachové výchozí látky· částečky vířivé vrstvy jsou udržovány ve vznosu proudění vzduchu, dmychaného dmychadlem V3 a předehřívaného odpadním teplem hotového výrobku v předehřívačí 15 vzduchu. Tento vzduch pak proudí komorou 16 otvory v roštu 17 do vířivé vrstvy. Teplo, potřebné к průběhu příslušných reakcí, se získává spalováním tekutého paliva v hořácích, umístěných na koncích hořákových palivových potrubí 1 2, spojených příslušnými potrubími s palivovou nádrží 9_*

Prachový výchozí materiál se předehřívá v předehříváku teplem spalin z reaktoru £ vířivé vrstvy. Odtud prachový výchozí materiál padá dopravním potrubím 2_ do rozdělovače 3^ který jej dopravuje do vnášecích potrubí 4*, odkud prachová výchozí látka padá do vířivé vrstvy v zadním pásmu 7_ reaktoru 5 vířivé vrstvy. Tam se část prachové výchozí látky nabaluje na již zaglomerované částice a vytváří z nich již hotový výrobek. Zbytek prachového výchozího materiálu je postupně vyfoukáván z vířivé vrstvy a postupuje .vzduchovou vrstvou 25 do předního pásma 8 reaktoru J5 a jako úlet je odtahován odtahovým potrubím 19 do odlučovače 15 prachu ze spalin. Přitom prachová výchozí látka postupně aglomeruje a chemicky reaguje. V odlučovači 20 prachu se částečně jíž zaglomerovaný prach odděluje od spalin a padá vratným potrubím 22 zpět do předního pásma £ reaktoru vířivé vrstvy, kdežto očištěné spaliny postupují odvzdušňovacím potrubím 21 do předehřívače prachové výchozí látky, které předávají své teplo.

Částice, propadlé vratným potrubím 22, se dělí podle své hmotnosti. Hmotnější, dostatečně zaglomerované propadnou do vířivé vrstvy předního pásma 8^, méně hmotné jsou z vířivé vrstvy vyfoukány a znovu odtahovány odtahovým potrubím 19 do odlučovače 20 prachu ze spalin. Protože proces aglomerace přitom pokračuje, zaglomeruje postupně všechna prachová výchozí látka do té míry v procesu opakované cirkulace, že zůstane ve vířivé vrstvě předního pásma 3* reaktoru 5^ vířivé vrstvy.

Takto předběžně zaglomerované prachová výchozí látka se hromadí v zadním pásmu 8 reaktoru 5 a proto se přesouvá přes jez 23 do zadního pásma ]_ reaktoru 5^, kde proces aglomerace pokračuje nabalováním prachové výchozí látky, přiváděné vnášecími potrubími 4, na částice jíž předběžně zaglomerované. Plně zaglomerované částice jsou vytlačovány ze zadního pásma 7 reaktoru 5 vířivé vrstvy a odváděny vynášecím potrubím £ hotového výrobku a v předehřívačí 15 vzduchu předávají přebytečné teplo.

Částice prachové výchozí látky, přiváděné jak prvním přídavným vnášecím potrubím 24, tak i druhým přídavným.vnáSecím potrubím 24 * vysoko nad plochu 18 vířivé vrstvy, se působením odpadních plynů rozvolňují do mraku úletového prachu. Protože přitom probíhají reakce, vážícíteplo, snižuje se teplota vzduchové vrstvy 25 reaktoru £ vířivé vrstvy a tím i jeho stěn, snižuje se teplota odpadních plynů a teplo se lépe využívá.

Při tříáásmovém provedení reaktoru 5. vířivé vrstvy je mezi předním pásmem 8. a zadním pásmem 7 uspořádáno střední .páemo 28, oddělené od zadního pásna 7 zadním jezem 2 9. Do středního pásma 28 je vyvedeno z . rozdělovače £ střední vnášecí potrubí 30. Mimo to je do’středního pásma 28 zavedeno přídavné vratné potrubí 27 od odlučovače 20 prachu ze spalin.

Do středního pásma 28 je tedy středním vnášecím potrubím 30 vnáěena prachová výchozí látka a současně přídavným vratným potrubím 27 částice již částečně zaglomerované, čímž se snižuje oběh úletového prachu.

U jiného příkladu provedení, vhodného zejména pro zpracování nesnadno se spékaaících látek, je zadní pásmo reaktoru 5 vířivé vrstvy rozděleno pom^t^í zadního přídavného jezu 31 * a předního ' přídavného jezu 31 '* ' rozděleno na tři dílčí, pásma, a to první zadní pásmo £*, druhé zadní pásmo a třetí zadní pásmo 7 · Do každého pásma je vyústěno i příslušné vnášecí potrubí, tedy první vnášecí potrubí 4', druhé vnášecí potrubí 4'‘ a třetí vnášecí potrubí 4 * '.

Jsou ovšem možný ještě jiné obměny provedení uvedeného zařízení podle vynálezu. Tak například je možno do prvního zadního pásma . vyústit přídavné vratné potrubí', uspořádané obdobně, jako přídavné vratné potrubí 27 . , vyústěné do středního pásma 28.

Zařízení na aglomerováni prachových výchozích látek ve vířivé vrstvě podle vynálezu vytváří velmi rozsaatté moonnosi regulace procesu aglomerace. Jednak je možno regulovat množství paliva, přiváděného k hořákům v jednotlivých pásmech reaktoru 5 vířivé vrstvy. Dále je m^žno mant poměr mmzi mnnožtvím prachové výchozí látky, vnášeným přímo do - vířivé vrstvy» a m^nožtvím, vnášeným do reaktoru 5 vířivé vrstvy vysoko nad povrch 18 vířivé vrstvy do vzduchové vrstvy 25 reaktoru £ vířivé vrstvy. Rovněž je možno měnnt pom^ir mezi mnoostvím prachové výchozí látky, zanášené do jednotlivých pásem reaktoru £ vířivé vrstvy. U reaktorů £ vířivé vrstvy, opatřených středním pásmem 28 je možno dále regulovat i to, jaké ssoožsví prachu, odloučené v odlučovači 20 prachu ze spalin ' se přivádí do středního pásma £ a jaké do středního pásma 28,

Ze všech těchto skutečnootí vyplývá, že zařízení na řglossrování prachových výchozích látek ve vířivé vrstvě podle vynálezu je vhodné zejména pro ty případy, kdy požadavky na přesné řízení a regulaci procesu aglomerace jsou vysoké.

Claims (2)

1. * P&EDMĚTVYNÁ1EZU

   1. Zařízení na aglomerování prachových výchozích látek ve vířivé vrstvě, obzvváště při výrobě cem^e^ftového slínku, jehož částečky jsou podstatně větší než Částečky výchozího materiálu, za využžtí účinku roztavených tekutých složek k provedení chemických reakci, vyznačené tím, že reaktor /5/ vířivé vrstvy je rozdělen nejméně na dvě pásma, případně oddělená jezy /23/, tedy zejména.na zadní pásmo /7/ vířivé vrstvy, přilehlé k vynášecímu potrubí /6/ hotového výrobku, převážně pro výrobu hotového výrobku, a přední pásmo /8/ vířivé vrstvy, odlehlé od vynášecího potrubí /6/ hotového výrobku k převážnému dodávání částeček, spotřebovaných v průběhu aglomrováni, přičemž reaktor /5/ vířivé . vrstvy je opatřen odlučovačem /20/ prachu ze spalin, jehož vratné potrubí /22/ je vyústěno do reaktoru /5/ vířivé ' vrstvy a předehřívačem /1/ prachové výchozí látky, z něhož je vyvedeno dopravní potrubí /2/, rozvětvené do vnášecích potrubí /4, 4*/, vyústěných do reaktoru /5/ vířivá vrstvy.
2. 2. Zalzení podle bodu 1, vyznačené tím, že do reaktoru /5/ vířivé vrstvy jsou vyústěna další přídavná vnášecí potrubí do ' vzduchové vrstvy /25/ nad vířivou vrstvou, zejména první přídavné vnášecí potrubí /24/ a druhé přídavné vnášecí potrubí /24*/.·