CS230230B1 - Zařízení pro výpal cementářského slínku - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro výpal ce- centářského slínku pro suchý způsob výro ­ by cementu. Účelem vynálezu je vytvořit optimální podmínky pro tvorbu belitu a je ­ ho přeměnu a alit. Tohoto účelu je podle vynálezu dosaženo tím, že výpal probíhá ve dvou samostatných jednotkách, bělit vzniká v granulátoru, alit v dokončovací jednotce s chladičem, jíž je buď reaktor nebo zařízení s pohyblivým roš ­ tem, na nějž je přiváděn granulát a palivo.

Description

Vynález se týká zařízení pro výpal cementářského slínku opatřeného jednotkou pro předkalcinaci suroviny.

K výpalu cementářské suroviny se ve většině případů používají rotační pece, a to jak u mokrého, tak i suchého způsobu výroby cementu. U suchého způsobu je odpadní teplo z rotační pece využíváno k přípravě suroviny před vlastním výpalem, a to jednak k předehřevu surovinové moučky, jednak k rozkladu karbonátů a dalších sloučenin v kalcinační komoře. Tím se podstatně snižuje měrná spotřeba tepla při výrobě cementu. Přesto je i tak spotřeba tepla značná, neboť rotační pece, zvláště pro denní výrobu v tisíci tunách, dosahují délky několika desítek metrů, a teplota jejich povrchu, přes tepelnou vyzdívku, dosahuje až 400 °C. To představuje značné tepelné ztráty do okolního prostředí. Navíc se u pecí o průměru kolem pěti a více metrů tepelná vyzdívka snadno uvolňuje, což znamená další ztráty způsobené nutným odstavením pece pro provedení oprav. V neposlední řadě je pak velkou nevýhodou rotační pece, že v ní není možno vytvořit optimální podmínky pro jednotlivé procesy, k nimž v peci dochází, a to jak pro tvorbu dikalcium silikátu CazSiCh, tzv. belitu, tak i pro jeho následnou přeměnu v trikalcium silikát Ca3SiOs, nazývaného alit. Tím, že tyto reakce probíhají v jediném prostoru, kdy vznik belitu a alitu je dán pouze postupným ohřevem při posunu suroviny proti proudu horkých spalin, nelze obě reakce od sebe zcela oddělit a samostatně jejich průběh řídit dávkováním potřebného množství tepla.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením pro výpal cementářského slínku podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup předkalcinační jednotky je veden přes rotační válcový granulátor na dokončovací jednotku s chladičem.

Dokončovací jednotkou může být bud' reaktor, nebo ústrojí s pohyblivým roštem, na nějž je ke granulátu dopravováno i palivo pro dosažení potřebné teploty. Vzhledem k různé tlakové ztrátě v granulátoru a dokončovací jednotce, je výhodné řešit odtah odpadního tepla z těchto ústrojí samostatnými cestami.

Výhodou tohoto zařízení je oddělená tvorba belitu, vznikajícího v granulátoru, a alitu, k jehož vzniku dochází v dokončovací jednotce. Tím je možno dávkováním tepla do jednotlivých stupňů řídit probíhající reakce a celý technologický proces optimalizovat jak z hlediska vlastního průběhu reakcí, tak i spotřeby tepelné energie a zčásti nahradit pec stacionárním zařízením, jehož tepelnou izolaci lze snadno dokonale provést. Přitom pro stejný výkon jako u rotační pece má granulátor při vyšších otáčkách až poloviční průměr a třetinovou délku.

Příklady provedení zařízení podle vynálezu jsou uvedeny na přiložených výkresech, na nichž na obr. 1 je schematicky znázorněno uspořádání s reaktorem jako dokončovací jednotkou a na obr. 2 je schéma obdobného uspořádání s pohyblivým roštem ve funkci dokončovací jednotky.

Zařízení pro výpal cementářského slínku sestává z předkalcinační jednotky rozdělené do dvou samostatných větví, z nichž každá zahrnuje vlastní předehřívač 1 s odlučovači 2, na jeho výstup navazující samostatnou kalcinační komoru 3. Výstup každé z obou kalcinačních komor 3 je přes vlastní horký cyklón 4 připojen na společný rotační granulátor 5. Pneumatický uzávěr 6 odděluje surovinový výstup granulátoru 5 od dokončovací jednotky, již na obr. 1 představuje reaktor 7. Ve spodní části reaktoru je uspořádán chladič 8 s chladicími ventilátory 9 s vyhrabovacím ústrojím 10 pro zajištění stálého pohybu slínku v reaktoru 7. Vytápění reaktoru 7 je poloplynové. Do trysek 11 po obvodu reaktoru jsou přiváděny plyny o teplotě kolem 1200 ^CC s malým obsahem kyslíku. Ve spojení se sekundárním vzduchem, přicházejícím z chladiče 8 se v reaktoru 7 dosáhne potřebné teploty 1400 až 1450 °C. Horní část chladiče 8 je vybavena rozrážecím prstencem, který zároveň tvoří součást odtahu 12 sekundárního vzduchu z chladiče 8. Tento vzduch o teplotě asi 800 °C přichází nejen do reaktoru 7, ale jeho část je vedena do granulátoru 5 jako sekundární vzduch pro hořáky 13 granulátoru 5. Vzhledem k rozdílné tlakové ztrátě v granulátoru 5 a reaktoru 7 je výstup 14 odpadního vzduchu z reaktoru jako zdroj sekundárního vzduchu veden spolu s předehřátou surovinou na přívod 15 kalcinační komory 3 první větve předkalcinační jednotky, zatímco výstup 16 odpadního vzduchu z granulátoru 5 je obdobně veden na přívod 17 kalcinační komory 3 druhé větve předkalcinační jednotky. Každá větev předkalcinační jednotky je dále opatřena vlastním odtahovým ventilátorem 18. Výstupní část chladiče 8 je opatřena dvojitým pneumatickým uzávěrem 19.

Zhomogenizovaná cementářská surovina je ve výměnících 1 předehřátá na 750 až 800*0 a je dále dopravena do kalcinačních komor 3. Zde je hořáky teplota zvýšena na 1000 °C. Při této teplotě dochází k téměř úplné kalcinaci suroviny, která pak přes horký cyklón 4 přichází do granulátoru 5. Zde nastává zvýšení teplot suroviny na 1250 až 1300 °C a při vytvoření tekuté fáze dochází ke granulaci v procesu slinování. Materiál je při dané teplotě udržován po dobu asi 5 minut, což je doba nezbytná k vytvoření belitu. Válcový granulátor 5 má oproti rotační peci vyšší otáčky, asi 5 až 8 otáček za minutu, takže surovina je více rozložena po vnitřním obvodě granulátoru 5, vytváří se nižší vrstva suroviny, což zlepšuje přestup tepla do suroviny. Vytvoření malého procenta alitu již v této fázi zmenšuje mož230230 nost nalepování slínku v reaktoru 7. V dokončovací jednotce je pro úplné vytvoření slínku udržován při teplotě 1400 až 1450 °C po dobu 10 až 15 minut.

Jak znázorněno na obr. 2 je možno namísto reaktoru 7 použít dokončovací jednotku opatřenou pohyblivým roštem 20, což je zařízení obdobné roštovému chladiči. Roštnice ve tvaru desek, včetně labyrintů pro přívod sekundárního vzduchu potřebného k hoření paliva jsou provedeny z magnezitu. Jako palivo přichází na rošt 20 práškové uhlí. Dopravník 21 paliva ze zásobníku 22 ústí na palivový přívod 23 roštu 20, zatímco belitický slínek z granulátoru 5 je přiváděn na surovinový přívod 24 roštu 20.

Pohybem magnezitových desek je uhlí dopraveno do prostoru pod surovinový přívod 24. Spalováním uhlí se teplota slínku zvýší na 1400 až 1450 °C, při níž je slínek ponechán po dobu 10 až 15 minut, aby došlo k úplnému vytvoření alitu. Hotový slínek je vychlazen v chladiči 8 s chladicími ventilátory 9 vyhrabovacím zařízením 10. Vzduch z chladiče 8 je použit jako sekundární vzduch pro spalování jak na pohyblivém roštu 20, tak i v granulátoru 5 i pro hořáky kalcinačních komor 3. Obdobně jako v případě uspořádání podle obr. 1 je i zde odpadní vzduch z granulátoru 5 využit v jedné větvi předkalcinační jednotky a odpadní vzduch z pohyblivého roštu 20 ve druhé větvi předkalcinační jednotky. Obě tyto pneumatické větve mají rovněž vlastní odtahový ventilátor 18, což je pro dosažení optimálních podmínek výhodné. I zde je výstup slínku z chladiče 8 uzavřen pneumatickým uzávěrem 19.

PREDMET

Claims (4)

1. Zařízení pro výpal cementářského slínku opatřené jednotkou pro předkalcinaci cementářské suroviny, vyznačující se tím, že výstup předkalcinační jednotky je veden přes rotační válcový granulátor (5) na dokončovací jednotku s chladičem (8).

2. Zařízení pro výpal cementářského slínku podle bodu 1 vyznačující se tím, že dokončovací jednotkou je reaktor (7).

3. Zařízení pro výpal cementářského slínku podle bodu 1 vyznačující se tím, že dokončovací jednotka je opatřena pohyblivým roštem (20), na jehož palivový přívod (23)

VYNALEZU je vyústěn dopravník (21) paliva a na surovinový přívod (24) je přiveden výstup granulátoru (5).

4. Zařízení pro výpal cementářského slínku podle bodu 1 až 3 vyznačující se tím, že granulátor (5) má výstup (16) odpadního vzduchu připojen na přívod (17) tepla kalcinační komory (3) jedné samostatné větve předkalcinační jednotky, zatímco dokončovací jednotka má výstup odpadního tepla připojen na přívod (15) tepla kalcinační komory (3) druhé samostatné větve předkalcinační jednotky.