CS212709B2 - Apparatus for heat treatment of finely grained materials - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení na tepelné zpracování jemnozrnného materiálu jako· cementové surovinové moučky v rotační peci a v předehřívači, sestávajícím z více cyklónových stupňů, kterými prochází spaliny z rotační pece, přičemž — při pohledu ve směru pohybu materiálu — do vedení plynu od rotační pece do posledního cyklónového stupně ústí vedení na vynášení materiálu z předposledního¹ cyklónového· stupně, jakož i přívod paliva.

Při výrobě cementu, kysličníku hlinitého, páleného vápna, magnesitu, dolomitu apod., nastává často tepelné zpracování jemnozrnného materiálu tím způsobem, že materiál se nejprve předehřeje horkými spalinami z rotační pece v předehřívači tvořeném více cyklóny, dříve než pak je v rotační peci vypálen, resp. slinován. Při tom musí být větší část tepelného zpracování provedena v rotační peci, zatím co v předehřívači je na materiál přenášena jen malá část celkové tepelné energie. Toto rozdělení tepelného zpracování na rotační pec a na předehřívač není optimální, s ohledem na vyšší specifické investiční náklady na rotační pec.

Aby bylo možno rotační pec v průřezu a/nebo po délce dimenzovat menší, bylo již zařazeno mezi předehřívač a rotační pec předem vypalující pásmo, ve kterém předehřátý materiál je pokud možno· vysoko rozpálen. Při vytvoření takovéhoto předem vypalujícího pásma zvláštní problém je v tom, zaručit mimořádně rovnoměrné přivádění paliva do· materiálu, aby se zabránilo přepůlení jednotlivých materiálových částeček, a všem s tím spojeným nedostatkům, jako nalepování, tvoření se aglimerátů atd.

U jednoho známého zařízení je předem vypalující pásmo tvořeno vířivou vrstvou bezprostředně vytápěnou hořáky. Jiné známé zařízení používá spalovací komoru s tangenciálním vstupem a výstupem materiálu a paliva. V obou případech se slučují spaliny tohoto předem vypalujícího pásma se spalinami z rotační pece. Nedostatek tohoto řešení je ve značných investičních nákladech na předem vypalující pásmo, kterými značná část úspor docílených na rotační peci se opět ztrácí.

U dalšího známého zařízení ústí do vedení plynu z rotační pece do cyklónového předehřívače mimo vedení na vynášení materiálu z předposledního^ cyklónového stupně také přívod paliva, jakož i vedení odpadního vzduchu z chladiče. Tímto způsobem je beztak jsoucí vedení plynu mezi rotační pecí a cyklónovým předehřívačem využito к umístění zmíněného pásma pro předběžný výpal. Při tom se každopádně ukázalo, že je zapotřebí poměrně velká délka tohoto vedení pro plyn, aby se alespoň hlavní část tepelné energie paliva přídavně zaváděného do tohoto vedení plynu, přenesla na jemnozrnný materiál, dříve než se tento odloučí v nejspodnějšímu stupni cyklónového předehřívače. S délkou vedení plynu mezi rotační pecí a cyklónovým předehřívačem se každopádně podstatně zvětšují náklady na zařízení, jakož i potřeba místa.

Konečně předmětem starší přihlášky je zařízení, u kterého к předehřívání materiálu slouží šachta nahoru se rozšiřující a protékaná spalinami z rotační pece, se dvěma -dále napojenými cyklóny. Do spodní části této šachty je mimo to zaváděn odpadní vzduch z chladiče, ohřívaný hořákem. V prvém zapojeném cyklónu odloučený materiál je vnášen do· horní oblasti šachty, přičemž pod tímto místem na zavádění materiálu je umístěn další hořák. U předmětu této starší přihlášky je nevyhovující, že není zaručeno žádné rovnoměrné promísení paliva s materiálem v předehřívači šachtě, ale vzniká nebezpečí, že jednotlivé částečky materiálu budou zahřátý příliš vysoko a jiné příliš málo.

Proto základem vynálezu je úloha, za vyloučení nedostatků známých provedení vytvořit zařízení shora uvedeného druhu tak, aby s nepatrným technickým nákladem do zařízení bylo do-saženo· velmi rovnoměrné tepelné zpracování materiálu v předběžném vypalovacím pásmu.

Tato úloha je podle vynálezu řešena tím, že pod zaústěním vedení na vynášení materiálu je umístěn člen na rozdělování uvolňujícího se proudu materiálu a pod tímto rozdělujícím členem přívod paliva tak zaúsťuje do vedení plynu, že se vytvoří vypalovací pásmo· rozprostírající se v podstatě v celém průřezu tohoto- vedení plynu, kterým nejméně podstatná část materiálu projde více než jednou.

Umístění takovéhoto rozdělovacího členu bezprostředně po-d zaváděním materiálu a nad přívodem paliva zaručuje, že se palivo hned při svém vstupu do vedení .plynu velmi dokonale promísí s částečkami materiálu, takže nastane optimální spálení paliva na, resp. v bezprostřední blízkosti jednotlivých částeček materiálu.

Jestliže dále přívod paliva je tak volen, že se vytvoří v podstatě v celém průřezu vedení plynu se rozprostírající vypalovací pásmo, a že se tím vhodnou výškovou polohou tohoto· vypalovacího pásma pečuje o to, aby nejméně podstatná část tohoto materiálu prošla tímto vypalovacím pásmem více než jednou, částečky materiálu se po zavedení do vedení plynu nejprve pohybují dolu a jsou pak opačně proudícími plyny opět strženy spolu nahoru, pak jsou tímto vytvořeny optimální podmínky pro intenzívní přenášení tepla z paliva na zpracovávaný materiál. Přívod paliva do vedení plynu se vytvoří více tryskami na palivo uspořádanými přibližně ve vodorovné rovině, přičemž tyto trysky na palivo mají jednotnou polohu a směr, čímž zavádějí palivo do vedení plynu ve tvaru vodorovného točivého proudění. Tyto trysky je možno umístit ve více nad sebou umístěných rovinách, čímž se toto vy palovací pásmo· prodlouží. Dále tyto trysky jsou nastavitelné ve vodorovném a svislém směru, čímž je možná regulace, aby vypalovací vrstva byla stejnoměrná. Nakonec tato konstrukce má ve vedení plynu nad vyústěním vedení na vynášení materiálu přídavné horáky, jako· zajišťovací zařízení při · poruchách.

Koncentrace kyslíku v plynech přiváděných do vypalovacího pásma v rotační peci je účelná mezi 5 až 14 °/o, výhodně mezi 8 až 12 %. Přitom se jeho koncentrace ve spalinách z rotační pece účelně nastaví nejméně na 2,5'%, tedy nad obvyklý obsah kyslíku, a nad toto množství potřebné množství kyslíku musí být přivedeno· do vypalovacího pásma z jiného zdroje, například z předehřátého vzduchu z chladiče slínku. Je též možné veškeré potřebné množství kyslíku přivádět spalinami z rotační pece.

Na výkresech je znázorněn příklad provedení vynálezu, kde představují obr. 1 svislý řez podstatnými částmi zařízení, obr. 2 řez podle čáry II—II z obr. 1 a obr. 3 řez podle čáry III—III z obr. 1. Jen částečně znázorněné zařízení obsahuje předehřívač 1 tvořený z více nad sebou umístěných cyklónů a vírových komor, z nichž na obr. 1 jsou znázorněny jen oba cyklóny 2, 3, nejspodnější etáže. Rotační pec 4 je s nimi spojena vedením 5 plynu.

Do vedení 5 plynu vnášecím otvorem 7 vyúsťuje vedení 6 zpracovaného vynášeného materiálu, vedoucí sem od ústřední virové komory nejblíže vyšší etáže. Pod vnášecím otvorem 7 materiálu je ve vedení 5 plynu můstkový rozdělovači člen 8. Pod tímto roz-dělovacím členem 8 je umístěno více palivových trysek 9, uspořádaných a vyřízených v rovině v jednom směru. Tyto horáky mohou být rozmístěny ve více rovinách nad sebou a mohou být regulovatelné ve vodorovném i svislém směru. Ve vedení 5 plynu nad vyústěním 7 vedení 6 na vynášení materiálu jsou přídavné hořáky 10, jako zajištění při poruchách.

Funkce zařízení je následující:

Materiál již vysoce předehřátý v jednotli-

Claims (6)

PŘEDMĚT

1. Zařízení к tepelnému zpracování jemnozrnného materiálu, jako cementové surovinové moučky, skládající se z rotační pece a z předehřívače sestávajícího z více cyklových stupňů, kterým procházejí spaliny z rotační pece, přičemž — při pohledu ve směru pohybu materiálu — do vedení plynu vedoucího od rotační pece к poslednímu cyklónovému stupni vyúsťuje vedení na vynášení materiálu z předposledního cyklónového stupně, jakož i přívod paliva, vyznačené tím, že pod vyústěním (7) vědní (6) na vyná vých stupních cyklónového předehřívače přichází vedením 6 materiálu a otvorem 7 do vedení 5 plynu. Proud materiálu se při dopadu na rozdělovači člen 8 pozvolní. Jeho velká část však padá vlivem jeho kinetické energie ve vedení 5 plynu nejprve ještě poněkud dále dolů a při pádu projde přitom vypalovacím pásmem, které se vytvoří v místě palivových trysek 9 po celém průřezu vedení 5 plynu. Spalinami z rotační pece 4, kterou prochází vedení 5 plynu zespodu nahoru, je pak tento materiál obrácen a o-pět spolu unášen nahoru. Přitom prochází podruhé — nyní při vzestupném pohybu — vypalovacím pásmem ve výši palivových trysek 9 a tímto způsobem se dále silně rozpálí. Protože však palivo v místě tohoto vypalovacího pásma je zaváděno ve velmi jemném rozdělení a je vyloučeno výrazné tvoření se plamene, nastane velmi rovnoměrné rozpálení jemnozrnného materiálu za vyloučení lokálního přepálení.

Tímto způsobem vyso-ce rozpálený materiál přichází s plyny do cyklónů 2 a 3, známým způsobem se tam odloučí, přivede se do rotační pece 4, kde se dokončí výpal.

Jak již bylo uvedeno, podstatná část kyslíku potřebného pro spalování v uvedeném vypalovacím pásmu se připraví vhodným nastavením zbytkového obsahu kyslíku ve spalinách z rotační :pece. V této souvislosti je výhodné, že v samotné rotační peci se provádí jen podstatně menší přenášení tepla než doposud. V důsledku toho palivové trysky mohou pracovat se zcela nepatrným množstvím vzduchu.

Za účelem docílení optimálních poměrů ve vypalovacím pásmu může být výhodné, palivové trysky 9 vytvořit nastavitelné ve vodorovném i svislém směru. Je možné též palivové trysky dále uspořádat i ve více nad sebou ležících vodorovných rovinách, aby tímto způsobem bylo možno dosáhnout definované vypalovací pásmo s poněkud větší výškou s rovnoměrnými spalovacími podmínkami po celém průřezu vedení 5 plynu.

Y N Á L E Z U šení materiálu je umístěn rozdělovači člen (8), rozdělující proud materiálu, a pod tímto -rozdělovacím členem (8) je zaústěn přívod (9) paliva do vedení (5) plynu pro vytvoření vypalovacího pásma, rozprostírajícího se v podstatě pc· celém průřezu vedení (5) plynu, kterým nejméně podstatná část materiálu prochází více než jednou.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že obsahuje více palivových trysek (9), usporádaných ve vodorovné rovině, privádě jících . palivo v jemném rozdělení do vedení (5) plynu.

3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že palivové trysky (9j mají jednotnou polohu a .směr, pro přivádění paliva do vedení (5) plynu ve vodorovném točivém proudu.

4. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že ' palivové trysky (9) jsou uspořádány ve více nad sebou ležících vodorovných rovinách.

5. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že palivové trysky (9) jsou nastavitelné ve vodorovném a svislém směru.

6. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že ve vedení (5) plynu nad vyústěním ' (7) . . vedení (6) na vynášení 'materiálu jsou přídavnéhořáky (10·).