CS218578B2 - Facility for thermal processing the powder material - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení k tepelnému zpracování práškového materiálu, s předehřívačem, rotační trubkovou pecí, chladičem a předkalcinační zónou. Chladicí vzduch se ' přivádí do předkalcinační zóny v několika dílčích proudech, do kterých se před vstupem do· kalcinační zóny zavádí dílčí proudy materiálu. Tím lze dosáhnout úplného a velmi stejnoměrného přenosu tepla z paliv do suroviny při jednoduché konstrukci předkalcinační zóny.

+—*i

Vynález se týká zařízení k tepelnému zpracování práškového materiálu, zejména k výrobě cementu, s několikastupňovým cyklónovým -předehřívačem, s rotační trubkovou pecí, s chladičem a s předkalcinační zónou tvořenou kouřovým potrubím mezi pecí a předehřívačem, do které se přivádí přídavné palivo, přičemž chladicí vzduchové potrubí vedoucí od chladiče do předkalcinační zóny je rozděleno v několik dílčích potrubí chladicího vzduchu ústících do· kouřového- potrubí pece na různých místech jeho obvodu.

Aby se při tepelném, zpracování práškového materiálu, zejména při výrobě cementu, zatěžovala -rotační trubková pec co nejméně tepelnými pochody nezbytnými pro kalcinaci materiálu a aby tedy mohla mít menší rozměry, je známé, že se před tuto rotační trubkovou pec předřadí předkalcinační zóna, ve které se materiál již předehřátý v několika stupních předehřívače ještě dále zahřívá a , tím do značné míry kalcinuje dříve, než přijde do rotační trubkové pece. Do -předkalcinační zóny se musí - přivádět palivo a spalovací médium umožňující spalování a obsahující dostatečné množství kyslíku.

Je známé, že se do předkalcinační zóny přivádí jako- plynné spalovací médium buď kouřové plyny z pece obsahující kyslík, nebo proud chladicího vzduchu odebíraný z chladiče nebo směs kouřových plynů a chladicího vzduchu. Obzvláštní -obtíž při předkalcinaci spočívá v tom, jak předat teplo přídavného paliva v -co nejkratší době a co možno dokonale a stejnoměrně na zpracovávaný materiál.

Ve známých zařízeních, popsaných v časopise „Zement-Kalk-Gips“ 1970, -str. 250 a v německém spise DAS č. 24 16 52'8 se jemnozrnný- práškový materiál předehřátý v několika stupních cyklónového předehřívače, přídavné palivo a proud chladicího vzduchu odtahovaný z chladiče zavádí do plynového -potrubí, které spojuje rotační trubkovou pec s cyklónovým předehřívačem a kterým proudí kouřové plyny- z pece. Toto plynové potrubí tedy tvoří vlastní předkalcinační zónu. Protože promíšení paliva, zpracovávaného materiálu,- vzduchu z chladiče a kouřových plynů není - optimální, je velmi obtížné dosáhnout dostatečného a stejnoměrného přenosu tepla z ' paliva do materiálu během velmi krátké doby, kdy směs prochází kouřovým potrubím pece.

Z francouzského pat. spisu č. 2 272 359 je známé zařízení, kde chladicí vzduchové potrubí vedoucí od chladiče do předkalcinační zóny je rozděleno na dvě dílčí potrubí, která vedou šikmo- nahoru, ústí proti -sobě do kouřového, potrubí pece a v každém z -nich je blízko -ústí umístěn přídavný hořák. Vynášecí potrubí předposledního stupně cyklónového předehřívače ústí do kouřového potrubí pece o- něco níž než dílčí potrubí chladicího vzduchu. Nevýhoda této kon strukce spočívá v tom, že přídavné palivozaváděné do dílčích potrubí shoří převážně dřív, než přijde v kouřovém kanálu pece do styku -s předehřátou surovinou. Palivo tedy nepředává surovině teplo přímo, nýbrž hlavně prostřednictvím plynu; protože k tomuto zprostředkovanému předávání tepla je k dispozici krátká -doba, je jeho účinnost nízká a ohrožuje stejnoměrný průběh předkalcinace.

Účelem vynálezu je zlepšit zařízení uvedeného druhu v tom smyslu, aby při jednoduché konstrukci předkalcinační zóny docházelo k maximálnímu a stejnoměrnému přestupu tepla z paliva do suroviny.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vynášecí potrubí cyklónu předposledního- předehřívacího stupně ústí do· dílčích potrubí chladicího vzduchu bezprostředně před místem jejich vyústění do kouřového potrubí rotační trubkové pece -a dílčí potrubí chladicího vzduchu jsou od ústí vynášecích potrubí až k místu svého připojení do kouřového potrubí skloněna vůči vodorovné rovině ve směru proudění dolů pod úhlem a ležícím v rozmezí 30 až 60°.

Na rozdíl -od stavu techniky se v zařízení podle vynálezu materiál předehřátý v cyklonovém předehřívači rozvolní v proudu chladicího- vzduchu dříve, než je tímto proudem vnesen do proudu kouřových plynů z pece. Tím se zabrání vzniku nežádoucích sbalků a v kouřovém potrubí pece se vytvoří ideální podmínky pro stejnoměrné tepelné zpracování všech částic materiálu. Důležité je rovněž to, že se předehřátá -surovina rozdělí do dvou dílčích proudů vzduchu -a že se směs chladicího vzduchu a materiálu tedy zavádí do kouřového- potrubí pece alespoň ve dvou dílčích proudech na různých místech obvodu potrubí. Tím- se dosahuje okamžitého, v - podstatě stejnoměrného- rozložení suroviny po celém průřezu kouřového potrubí, to znamená po celém průřezu předkalcinační zóny. Když -se pak ještě zajistí rovněž přibližně stejnoměrné rozdělení paliva po· celém -průřezu předkalcinační zóny, vytvoří -se ideální podmínky pro rychlý, dokonalý a stejnoměrný přenos tepla z paliva na zpracovávaný materiál.

Šikmé uložení -dílčích potrubí chladicího vzduchu má dvojí účinek: oba dílčí proudy směsi chladicího vzduchu a materiálu mají pohybovou složku směřující dolů proti stoupajícím kouřovým plynům z pece. Tím vzniká vířivý pohyb, který podporuje promíchání práškové suroviny, paliva, chladicího vzduchu a kouřových plynů v -omezeném prostoru -a tím rychlý přestup tepla z paliva do suroviny. Při případné poruše ventilátorů, dmychajících chladicí vzduch, . může -materiál spadávat vlastní tíží do-kouřového kanálu z pece, -takže nemůže dojít k ucpání dílčích potrubí.

Uvedené meze úhlu sklonu dílčích potrubí brání jednak tomu, aby kouřové plyny nevnikaly do dílčích potrubí, což by mohlo nastat při příliš velkém sklonu, a současně znemožňují ucpání potrubí, usazování nánosů a nesprávný směšovací poměr složek, který by se mohl vytvořit při nedostatečném sklonu dílčích potrubí.

Podle výhodného provedení vynálezu je mezi ústím každého vynášecího potrubí do dílčího potrubí chladicího vzduchu a ústím dílčího potrubí chladicího vzduchu do kouřového potrubí je umístěn hořák pro zavádění přídavného paliva; Když se tedy rozptýlí nejen předehřátý materiál, nýbrž alespoň část přídavného paliva v dílčích proudech chladicího vzduchu bezprostředně před tím, než se zavádějí do proudu kouřových plynů, využije se energie proudění těchto dílčích proudů chladicího· vzduchu současně к rovnoměrnému rozdělení paliva a dosáhne se ideálního stejnoměrného rozdělení zpracovávaného· materiálu, paliva a plynného spalovacího média v předkalcinační zóně.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příkladem provedení zařízení podle vynálezu znázorněným na výkrese, kde značí obr. 1 pohled na část předehřívače zařízení v pohledu od rotační trubkové pece, obr. 2 řez vedený rovinou II—II z obr. 1 a obr. 3 pohled na část předehřívače ve směru к rotační trubkové peci.

Zařízení к tepelnému zpracování práškového materiálu, zejména к výrobě cementu, znázorněné na výkresu, obsahuje cyklónový předehřívač 1 známé konstrukce, rotační trubkovou pec 2 a chladič 3. Tyto· o sobě známé součásti zařízení jsou znázorněny částečně schematicky a částečně pouze ve výřezech.

Z několikastupňového cyklónového předehřívače 1 je znázorněn nejspodnější stupeň, sestávající z obou cyklónů 4, 5, a předposlední stupeň tvořený cyklónem 8. Rotační trubková pec je spojena kouřovým potrubím 7 s cyklóny 4, 5, jejichž kouřová potrubí 8, 9 vedou к cyklónu 6 předposledního předehřívacího stupně. Vynášecí potrubí 10, 11 cyklónů 4, 5 ústí do vstupní skříně 12, která vede do rotační trubkové pece 2.

Z chladiče 3 vede chladicí vzduchové potrubí 13 do kouřového potrubí 7. Chladicí vzduchové potrubí 13 se rozděluje v blízkosti kouřového potrubí 7 ve dvě dílčí potrubí 14, 15, která vedou nejprve šikmo ven nahoru, potom šikmo dovnitř dolů a ústí na protilehlých místech obvodu do kouřového potrubí 7 rotační trubkové pece 2. Část dílčích potrubí 14, 15, která probíhá šikmo dolů dovnitř, svírá s horizontálou úhel alfa ležící mezi 20 a 60°, s výhodou mezi 30 a 50°.

Vynášecí potrubí 16 cyklónu 6 se rozvětvuje ve dvě dílčí potrubí 17, 18, která ústí do dílčích potrubí 14, 15 chladicího vzduchu.

V místě rozvětvení je umístěn nastavitelný rozdělovači člen 19,

Úhel beta, který svírá osa dílčích potrubí

17, 18 к vynášení materiálu s osou příslušných dílčích potrubí 14, 15 chladicího vzduchu při pohledu ve směru proudění materiálu a vzduchu je 50 až 85°, s výhodou 60 až 80°.

Označí-li se jako a vzdálenost mezi místem vstupu předehřátého materiálu do chladicího potrubí (tedy průsečíkem os potrubí 14, 17 a 15, 18) a ústím dílčích potrubí 14, 15 chladicího vzduchu do kouřového potrubí 7, a jako· F průřez každého z obou dílčích potrubí 14, 15 chladicího vzduchu, je velikost a účelně 0,4- až 1,2'násobek, s výhodou 0,6- až 0,9násobek odmocniny z plochy průřezu F.

Na dílčích potrubích 14, 15 chladicího vzduchu v blízkosti jejich ústí do kouřového potrubí 7 je ve znázorněném provedení umístěn hořák 20, 21. Označí-li se jako b vzdálenost mezi místem vnášení předehřátého materiálu (dílčí potrubí 17, 18) a hořáky 20, 21, přičemž tyto vzdálenosti jsou měřeny v osách dílčích potrubí 14, 15 chladicího vzduchu, je velikost b účelně 0,5- až l,0násobkem, s výhodou 0,6- až 0,8násobkem velikosti a.

Přídavné к hořákům 20, 21 nebo místo nich mohou být umístěny hořáky 22, 23, 24 i v kouřovém potrubí 7 rotační trubkové pece 2, s výhodou v blízkosti ústí dílčích potrubí 14, 15 chladicího vzduchu nebo pod ním.

V dílčích potrubích 14, 15 chladicího vzduchu může být pod ústím dílčích potrubí 17, 18 к vynášení materiálu umístěn odchylovací člen 24, 25, který rozděluje proud materiálu.

Pod ústím dílčích potrubí 14, 15 chladicího vzduchu má kouřové potrubí 7 zúžený průřez 27 (obr. 2), který je na vnější straně proudu odchýleného kouřového plynu omezen v podstatě hladkou stěnou 28 a na vnitřní straně proudu dovnitř prohnutou stěnou 29. V chladicím vzduchovém potrubí je umístěn stavěči člen 30, kterým lze měnit odpor proti proudění.

Zařízení podle vynálezu pracuje tímto způsobem: předehřátý materiál, který byl předehřát horkými plyny v několika stupních cyklónového předehřívače 1, přichází ve dvou dílčích proudech dílčími potrubími 17, 18 do dílčích chladicích potrubí 14, 15, z nichž každé vede dílčí proud chladicího vzduchu odebíraného z chladiče 3. Na krátké cestě (o délce a) mezi místem vnášení materiálu a ústím do kouřového potrubí 7 se oba proudy materiálu rozpustí v obou dílčích proudech chladicího vzduchu a promíchají se s palivem přiváděným hořáky 20, 21. Oba proudy směsi paliva, vzduchu a zpracovaného materiálu, proudící ve směru šipek 30, 32, 33 a zaváděné do kouřového potrubí 7 ve dvou diametrálně proti sobě ležících místech, se rovnoměrně rozdělují ve stoupajícím proudu kouřových plynů označeném šipkami 34 po celém průřezu kouřového potrubí 7, takže v této předkal218578 cinační zóně nastává neobyčejně účinný a stejnoměrný přenos tepelné energie přídavného paliva a kouřových plynů na materiál určený k předkalcinaci.

Materiál se pak známým způsobem přivádí proudem plynu do cyklónů 4, 5, tam se odlučuje a přichází vynášecím potrubím 10, 11 do· rotační trubkové pece 2.

Šikmý sklon dolů dílčích chladicích potrubí 14, 15 v oblasti, kde se připojují dílčí vynášecí potrubí 17, 18, a nepatrná vzdálenost mezi místem přívodu materiálu a ústím vzduchových potrubí do kouřového potrubí zajišťuje při případném přerušení přívodu chladicího vzduchu dílčími potrubími 14, 15, že materiál přinášený dílčím vynášecím potrubím 17, · 18 dojde působením vlastní energie -do kouřového potrubí 7 a nezpůsobí ucpání dílčích potrubí 14, 15.

Claims (7)

1. Zařízení k tepelnému zpracování práškového materiálu, zejména k výrobě cementu, s několikastupňovým cyklónovým předehřívačem, -s rotační trubkovou pecí, s- chladičem -a s předkalcinační zónou tvořenou kouřovým potrubím mezi pecí a předehřívačem, do které se přivádí přídavné palivo, přičemž chladicí vzduchové potrubí vedoucí od chladiče do předkalcinační zóny je rozděleno- v několik dílčích potrubí chladicího- vzduchu ústících do kouřového potrubí pece na různých místech jeho obvodu, vyznačené tím, že vynášecí potrubí (17, 18) cyklónu (6^:) předposledního předehřívacího stupně ústí do dílčích potrubí (14, 15) -chladicího vzduchu bezprostředně před místem jejich vyústění do· kouřového· potrubí (7) rotační trubkové pece (2), a dílčí potrubí (13, 14) chladicího vzduchu jsou od ústí vynášecích potrubí (17, 18) až k místu svého připojení do kouřového potrubí (7) skloněna vůči vodorovné rovině ve směru proudění dolů pod úhlem (a) ležícím v rozmezí 20 až 60°.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že dílčí potrubí (14, 15) chladicího vzduchu jsou mezi ústím vynášecích potrubí (17, 18) a místem svého připojení do· kouřového potrubí - (7) skloněna ve směru proudění dolů vůči vodorovné rovině pod úhlem (or) v rozmezí 30 až 50°.

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že každé vynášecí potrubí (17, 18) cyklónu

Na druhé straně se zaváděním materiálu do dílčích vzduchových potrubí 14, 15 dosáhne rovnoměrného- promíchání proudů materiálu v proudu vzduchu, což ve srovnání s bezprostředním zaváděním materiálu a chladicího vzduchu do předkalcinační zóny zajišťuje podstatně stejnoměrnější a tedy lepší podmínky pro předkalcinaci.

Uložení hořáků 20, 21 v blízkosti kouřového- potrubí 7 rotační trubkové pece 2 zajišťuje spolehlivé zapálení těchto horáků 20, 21 teplotou kouřových plynů i v tom případě, když z jakýchkoli provozních - důvodů má vzduch přiváděný do chladiče 3 příliš nízkou teplotu. Tímto způsobem je za všech provozních podmínek zajištěno dokonalé spalování přídavného- paliva, které se přidává za účelem předkalcinace.

vynalezu (6) předposledního předehřívacího stupně a příslušné dílčí potrubí (14, 15) chladicího vzduchu spolu svírají ve směru proudění ostrý úhel (¢) ležící v -rozmezí -50 a 85°, s výhodou mezi 60 a 80°.

4. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že vzdálenost (a) mezi ústím každého vynášecího potrubí (17, 18) do- dílčího potrubí (14, 15) - chladicího vzduchu a ústím dílčího potrubí - (14, 15) -do kouřového potrubí (7) rotační trubkové pece (2) je 0,4- až l,2násobek, s výhodou 0,6- až 0,9násobek odmocniny průřezu F dílčích potrubí (14, 15) chladicího- vzduchu.

5. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že mezi ústím každého vynášecího potrubí (17, 18) do dílčího potrubí (14, 15) chladicího vzduchu a ústím dílčího potrubí (14, 15) chladicího vzduchu do kouřového potrubí (7) je umístěn hořák (20, 21) pro zavádění přídavného paliva.

6. Zařízení podle bodů 4 a 5, vyznačené tím, že vzdálenost (b) mezi ústím vynášecího potrubí - (17, 18) do dílčího potrubí (14, 15) chladicího- vzduchu a místem zavádění přídavného paliva je 0,5- až l,0násobek, -s výhodou 0,6- -až -0,8-násobek vzdálenosti (a).

7. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že v dílčích potrubích (14, 15) chladicího vzduchu je v oblasti ústí vynášecích potrubí (17, 18) umístěn odchylovací člen (25, 26) k -rozvolňování proudu materiálu.