CS210252B1 - Facility for firing the cementing raw material and similar substances - Google Patents

Description

(54) Zařízení na výpal cementářské suroýiny a podobných hmot

Vynález se týká zařízení na výpal cementářské suroviny při suchém způsobu výroby šilinku, kdy kalcinace suroviny se provádí převážně mimo rotační pec.

Výpal cementářského slínku suchým způsobem se dnes ponejvíce provádí v rotačních pecích s předřazeným disperzním předehřívačem suroviny. Z důvodů snížení investičních nákladů, lepšího řízení a automatizace provozu a snížení počtu pracovních sil se staví cementářské linky na stále vyšší výkon. Rozměry rotační pece jsou pak již dosti veliké, zvláště pak jejich průměr, což činí značné potíže při výrobě, dopravě na místo staveniště a při vlastní montáži.

Aby byly odstraněny tyto potíže, byly zavedeny nové způsoby výpalu cementářského slínku, přj kterých je zařazen mezi rotační pec a disperzní předehřívač kalcinační systém s vlastním přívodem paliva. V tomto kálcinačním systému se uskutečňuje převážná část kalcinace, takže v rotační peci probíhá pak pouze slinkováni, případně dokončení kalcinace. To umožňuje snížit rozměry rotační peče.

Kalcinační systém většinou sestává z vlastní kalcinační komory, kde probíhá spalování paliva a kálcinační proces a z odlučovacího cyklónu, kde se odděluje zkalcinovaná surovina od odpadních plynů. Do kalcinační komory se přivádí palivo, předehřátý spalovací vzduch z chladiče, odpadní plyny ze siínovací pece a materiál z předehříva210252 ей, který se udržuje vstupujícími plyny v {disperzním stavu. Výměna tepla mezi materiálem a procházejícími horkými plyny je za těchto podmínek velmi intenzivní, pro^: tó mívá kalcinační systém v porovnání s roίφηί pecí poměrně malé rozměry. Zařazení k^lčinaoního systému znamená však zvýšení! členitosti zařízení, vzrůstá nebezpečí zalepování, zvyšuje se stavební , výška a jsou výšší celkové ztráty pecní linky, což eliminuje do značné míry investiční úspory vyniklé zkrácením rotační pece.

{Značné potíže činí u těchto nových způsobů ovládání a řízení provozu pecní linky. V Ipecní lince jsou dvě místa spalování se samostatným přívodem paliva a vzduchu. Předehřátý vzduch z ₍chladiče se musí proto} zavádět jednak do rotační pece, jednak dd kalcinační komory. Vznikají tak dvě větve} vedení plynů, které nemají stejné tlakové! ztráty. Provádí-li se průtah plynů pecní liijkou jedním pecním ventilátorem, je nutno} tlakové ztráty obou větví vedení plynů sladit s potřebným množstvím odsávaného plynu. Je-li rozdíl tlakových ztrát obou větví značně velký, je nutno vřadit do větve s ýyšší tlakovou ztrátou dmychadlo. Při vřazení dmychadla je však nutno snížit teplotu předehřátého vzduchu vedeného do kalcinační komory z důvodu provozních podmínek dmychadla, což má za následek zvýšení í spotřeby tepla pecní linky. Pokud je tlaková ztráta obou větví málo rozdílná, po. í - I ^f · -4a i - čí užívá se k . vyrovnání 'tlakových. ztrát vřazení dodatečného odporu, · např. zúžené místo . v potrubí do · větve plynů . s menší tlakovou ztrátou. To však snižuje provozní · spolehlivost pecní linky, . protože zúžené místo bývá, instalováno v potrubí · odpadních plynů · ze slinovací .pece, kde · se může snadno zalepovat < ucpávají prachem unášeným horkými plyny . z · pece. Ve · všech · těchto případech jsou . však zařazena . obě místa spalování sériově za sebou a zásah do spalování v jednom místě ·ovlivní i spalování v druhém místě. .

Výhodnější se proto· jeví takové řešení, když každé místo spalování má ^: svůj samostatný okruh · vedení plynů s vlastním ventilátorem. · · To · si vyžaduje instalaci přede. hřívače o dvou 'paralelních větvích, · přičemž jednou větví předehřívače se vedou · pouze spalny ze slinovací pece, druhou · větví se vedou spaliny z kalcinační ho systému. Toto uspořádání umožňuje samostatné ovládání obou · · míst spalování, zásah do jednoho spalování se neprojeví přímo i v místě druhého spalování. U těchto uspořádání vstupuje do kalcinační komory pouze předehřátý vzduch.· Odpadní plyny ze slinovací pece se vedou mimo · kalcinační systém · do předehřívání. Předehřátá surovina z obou větví předehřívače se zavádí do kalcinační komory buď přímo samostatnými potrubími, nebo pomocí · předehřátého vzduchu. Protože obě části suroviny mohou · být · v obou . větvích předehřívače různě tepelně · zpracovány, · vyžaduje ·se dokonalé promísení · a rozptýlení suroviny, které · však nebývá u · stávajících uspořádání dokonale zajištěno.

Podle vynálezu se zjednoduší celkové uspořádání pecní linky, sníží se členitost zařízení, zlepší ovladatelnost tepelného procesu a sníží celkové tlakové ztráty. Ve · vlastní kalcinační komoře se zajistí · . dokonalé rozptýlení a promíchání suroviny po celém průřezu · · komory. Toho · se · dosáhne v podstatě tím, že kalcinační komora je přímo souose napojena na . šachtu · jedné větve předehřívače, -přičemž · potrubí · pro odvod předehřáté suroviny · ze šachty druhé větve předehřívače jé napojeno na potrubí předehřátého · vzduchu, · které je zaústěno do kalcinační komory.

Příkladné provedení · · vynálezu · je znázorněno na vyobrazení, ·kde obr. 1 .znázorňuje uspořádání celé vypalovací linky podle vynálezu, obrázky 2 · až 4 zobrazují alternativní · ·uspořádání kalcinační · komory a jejího propojení s příslušnou' šachtou předehřívače.

Zařízení podle vynálezu · je tvořeno · rotační · pecí 1 · s · chladičem ·4 slínku, kalcinační komorou 5 a šachtovým disperzním· předehřívačem v provedení o dvou větvích.

Materiál se podává do mdlých šachet 10 a 12 · obou · paralelních větví předehřívače potrubími · · 29 ' a · 30 v · množství podle tepelné kapalty · procházejících · ' plynů. Dále · prochází ·· cyklonovými systémy 11 a 13 a · proti proudými šachtami · 2 a · 3 předehřívače. Předehřátý materiál ze· šachty · 2 předehřívače postupuje přes · · kuželový přechod · 28 · v · její dolní části · přímo · · do kalcinační · komory · 5. Předehřátý materiál z šachty · 3 předehřívače · se shromažďuje v kuželové · výsypce 24, ' ze · které je veden · potrubím 9 s uzávěrem , 21 do -potrubí 7 předehřátého spalovacího vzduchu a spolu s ním je vnášen do'. · kalclnační · komory 5. Materiál, který není · uhesen · plyny, · popřípadě . úlomky · vyzdívky . z šachty 3 · předehřívače, · propadávají ·dolů svislou · částí · potrubí 7 a jsou potrubím · 23 s ·uzávěrθm 22 zaváděny do hlavy 25 · rotační pece · · 1-. V kalcinační komoře 5 · se · uskutečňuje' s využitím tepla · vzniklého spalováním paliva podávaného hořáky- ' 18' · převážná část kalcinace ' a zkalcinovaný materiál · · se zavádí potrubím · 8 s uzávěrem 20 do hlavy 25 rotační pece 1. 'V· rotační peci · 1 · se dokončuje kalcinace materiálu a probíhá stínováni, při kterém se využívá · tepla vzniklého spalováním paliva · · dodávaného hořákem 19. ·Vypálený slínek se chladí vzduchem v chladiči 4 slínku.

Předehřátý vzduch z chladiče 4 slínku postupuje jednak přímo do rotační pece 1, jednak se vede potrubím · 7 · do kalcinační komory 5. · Odpadní plyny z rotační · pece · 1 se zavádějí potrubím 6 tengenciálně · do šachty 3 předehřívače, kde p^^^u^^jí za současného · ohřevu suroviny protiproudou šachtou 3, malou šachtou 12, cyklónovým systémem 13 · a · jsou odváděny potrubím 16 · .pomocí ventilátoru· · 17. Odpadní plyny z . kalcinační · komory · 5, · tj. spaliny vzniklé při spalování paliva a CO2 uvolněný . při kalcinaci suroviny, se vedou přes kuželový přechod 28 do · předehřívače, . kde prochází · protiproudnou šachtou 2, · malou šachtou 10 a cyklónovým systémem 11, přičemž předávají · část svého tepla/surovině, a dále jsou odváděny potrubím 14 pomocí ventilátoru 15.

Tvar a · uspořádání kalcinační komory ·5 je · znázorněn na · obr. 2, 3 a 4. Kalcinační komora 5 je tvořena válcovou · částí · 26, ·.' která přechází v kuželovou výsypku . · 27. · Průměr · válcové · Části 26 je minimálně · · tak velký, jako průměr · navazující šachty 2 · předehřívače. Potrubí 7 pro přívod · předehřátého vzduchu ^je · zaústěno tan^genci^álně v . mfóto válcové části · 26. Vzniklé kouřové · · plyny · vystupují z kalcinační komory· 5 axiálně v ·horní části a · jsou přes · kuželový ' přechod 28 vedeny do · šachty 2 předehřívače.· Kuželový · přechod 28 šachty 2 má tvar kužele dolů· se zužujícího s · · největším . průměrem rovným průměru šachty 2 předehřívače (viz obr. · 2) nebo dolů se rozšiřujícího s · největším průměrem rovným · · průměru válcové části · 26' · kalcinační komory 5 ·(viz · obr. ·3), popřípadě může být spojení šachty· 2 předehřívače s válcovou částí · · 26 kalcinační komory ' · 5 provedeno bez kuželového. · přechodu . 28 (viz obr. 4). Předehřátý · materiál · · z · šachty · 2 . předehřívače vstupuje do kalcinační komory 5 axiálně v horní částí přes · kuželový přechod proti proudu horkých plynů. Materiál z šachty 3 předehřívače vstupujď do kalcinační komory 5 tangenciálně spolu s proudem přéďelffátéhÓ vzduchu. Hořáky 18 pro přívod paliva mohou být uspořádány buď na horní ploše válcové části 26 (viz obr. 2), nebo po obvodu kuželového přechodu 28 (víz obr. 3), případně mohou být umístěný po obvodu válcové části 26 (viz obr. 4). Hořáky 18 pro přívod paliva jsou vždy skloněny směrem do středového prostoru kalcinační komory 5.

Materiál Vstupuje do kalcinační komory _л 5 tedy dvěma proudy. Jeden proud je tangenciální a druhý proud axiální. Tangenciální proud suroviny se pohybuje v blízkosti vyzdívky a chrání ji tak před přímým účinkem plamene. Množství materiálu v jednotlivých proudech je dáno tepelnou kapacitou odpadních plynů vstupujících do příslušných větví předehřívače. Protože se přivádí více paliva do kalcinační komory 5, kde docházel ještě к uvolňování CO₂, bude množství odpadních plynů z kalcinační komory 5 větší než množství plynů z rotační pece 1. Naproti tomu bývá teplota plynů z rotační pece 1 vyšší než teplota plynů z kalcinační; komory 5. Přesto však tepelná kapacita odhadních plynů z kalcinační ко mory 5 budě větší než u odpadních plynů z rotační pece 1. Proto bude také množství materiálu podávaného do šachty 3 předehřívače menší. Do potrubí 7 předehřátého vzduchu bude podáváno pak méně než polovina celkového množství materiálu, nebudou tak potíže s unášením této suroviny do i - * =

kalcinační komory S. Z výše· uvedeného ta|é vyplývá, že hlavní část materiálu bude přiváděna do středu kalcinační komory 5, kam je vstřikováno palivo, { U zařízení podle vynálezu dojde v kalcinační komoře к dokonalému rozptýlení a |romícháňí suroviny a je využit celý průlez .kalcinační komory. Další výhodou zařízení podle vynálezu je značně zjednodušelé uspořádání pecní linky, které je zvláště Výhodné u pecních linek s vysokými výkoňy, kdy musí být předehřívače suroviny použito ve dvouvětvovém provedení. Kalcinačftí komora je uspořádána v prodloužení šachty jedné větve předehřívače a tvoří s ní tdnolitý Celek. Odpadá tak propojovací poubí pro plyny a materiál. Členitost zařízení je menší, což má za následek snížení tepelných ztrát a snížení celkového odporu |ecní linky. Uspořádání podle vynálezu limožňuje i v případě nutnosti provoz ná poloviční výkon se zařazenou jednou příslušnou větví předehřívače, a vyřazenou (jruhou. V tomto případě je větev předehříVače spolu s kalcinační komorou vyřazena 4 provozu a nejsou touto větví ventilátorem Odtahovány plyny. Předehřátý materiál ze šachty předehřívače, vedený do potrubí, kte4ým v tomto případě neprochází vzduch, propadá do potrubí, kterým se zavádí к dalšímu zpracování do rotační pece. Tento způsob provozu je s výhodou možno použít у případech, kdy se vyskytne porucha kaldinační komory (zalepení, vypadnutí vyzdívky a podobně) a je možno pracovat i po dobu opravy.

Claims (10)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Zařízení (pro výpal cementářské suroviny a podobných hmot tvořené disperze ním šachtovým předehřívačem v provedení o dvou paralelních větvích, kalcinační komorou, slinovací pecí a chladičem slínku, přičemž odpadní plyny ze slinovací pece jsou vedeny do jedné větve předehřívače a odpadní plyny z kalcináční komory do druhé větve předehřívače samostatnými ventilátory, vyznačené dím, že kalcinační komora (5) je přímo souose napojena na šachtu (2) jedné větve předehřívače, přičemž potrubí (9) pro odvod předehřáté suroviny z šachty (3) druhé větve předehřívače je napojeno na potrubí (7) předehřátého vzduchu, které je zaústěno do kalcinační komory (5).
2. 2. Zařízeníí podle bodu 1 vyznačené tím, že šachta (2) předehřívače je ve své dolní části opatřena kuželovým přechodem (28).'
3. 3. Zařízení podle bodů 1 až 2 vyznačené tím, že kalcinační komora (5) je tvořena válcoýou částí (26) s minimálně tak velkým průměrem jako šachta (2) pře dehřívače, na kterou navazuje kuželová výsypka (27), přičemž přívodní potrubí, (7) předehřátého vzduchu je zaústěno tangenciálně do válcové části (26).

   ;
4. 4. Zařízení podle bodů 1 až 3 vyznačené tím, že kuželový přechod (28) šachty (2) předehřívače je dolů se zužující, ( ' přičemž největší jeho.průměr je roven j průměru šachty (2) předehřívače.

   (
5. 5. Zařízení podle bodů 1 až 3 vyznačené * tím, že kuželový přechod (28) šachty (2) .předehřívače je dolů se rozšiřující, í přičemž největší jeho průměr je roven | průměru, válcové části (26) kalcinační F komory (5).
6. 6. Zařízení podle bodů 1 áž 5 vyznačené • tím, že hořáky (18) pro přívod paliva r jsou skloněny směrem do středového prostoru kalcinační komory (5).
7. 7. Zařízení podle bodů 1 áž·4 nebo 6 vyznačené tím, že hořáky (18) pro přívod paliva do kalcinační komory (5) jsou uspořádány na horní ploše válcové čás⁵ tl (26).

   í . ; i
8. 8. Zařízeni podle bodů 1 až 6 vyznačené tím, že hořáky (18) pro ‘ přívod paliva do kalcinační komory (5) jsou umístěny po obvodu válcové části (26).
9. 9. Zařízení podle bodů 1 až 3, 5 až 6 vyznačené tím, že hořáky (18) pro .přívod paliva do kalcinační komory (5) jsou umístěny po obvodu kuželového přechodu (28) šachty (2).
10. 10. Zařízení podle bodů 1 až 9 vyznačené tím, že potrubí (7)-pro přívod předehřátého vzduchu do kalcinační komory (5) je propojeno potrubím (23) opatřeným uzávěrem (22) s hlavou (25) rotační pece (1), přičemž místo spojení potrubí (7) a (23) je pod zaústěním potrubí (9) pro odvod předehřátého materiálu ze šachty (3) předehřívače dq potrubí (7).