CS236972B1

CS236972B1 - Apparatus for grain materials cooling namely for cement clinker cooling

Info

Publication number: CS236972B1
Application number: CS378482A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Zacpal
Original assignee: Zdenek Zacpal
Priority date: 1982-05-24
Filing date: 1982-05-24
Publication date: 1985-06-13

Abstract

Účelem vynálezu je docílit výrazného snížení ztrát tepla u chladičů cementářského slínku a tím výrazného snížení spotřeby tepla pro výpal slínku. Svislá šachta kruhového průřezu, propojená v horní části s výpadovým koncem rotační pece, je ve spodní části opatřená roštem ( 4) ve tvaru kruhového mezikruží, složeným z pevných roštnic, upevněných na soustavě pevných radiálních nosníků (5), čelících roět (4) radiálně na sekce a ve svém průsečniku v ose šachty (1) nesoucích otočně uloženou soustavu radiálních hrabel (9) otočně pohyblivých nad roštem (4), přičemž rošt (4) je alespoň v jedné sekci nahrazen pevnou deskou ('6) alespoň s jedním otvorem (7) navazujícím na zařízení pro vyhrab.The purpose of the invention is to achieve a significant reduce heat loss in cement coolers clinker, thereby significantly reducing consumption heat for clinker firing. Vertical shaft of circular cross-section, interconnected at the top with a lunge end rotating The furnace is equipped with a grate at the bottom (4) in the form of a circular annulus, folded from fixed gratings mounted on the system fixed radial beams (5) facing rotate (4) radially to sections and ve its intersection in the shaft axis (1) bearing a radially mounted pivotally mounted system rakes (9) rotatably movable above the grate (4), wherein the grate (4) is at least one replaced by a fixed board ('6) at least with one opening (7) adjoining the device pro vyhrab.

Description

(54)(54)

Zařízení k chlazení zrnitých materiálů, zejména cementářakého slínkuEquipment for cooling granular materials, especially cement clinker

Účelem vynálezu je docílit výrazného snížení ztrát tepla u chladičů cementářského slínku a tím výrazného snížení spotřeby tepla pro výpal slínku.The purpose of the invention is to achieve a significant reduction in the heat loss of cement clinker coolers and thus a significant reduction in the heat consumption for clinker firing.

Svislá šachta kruhového průřezu, propojená v horní části s výpadovým koncem rotační pece, je ve spodní části opatřená roštem ( 4) ve tvaru kruhového mezikruží, složeným z pevných roštnic, upevněných na soustavě pevných radiálních nosníků (5), čelících roět (4) radiálně na sekce a ve svém průsečniku v ose šachty (1) nesoucích otočně uloženou soustavu radiálních hrabel (9) otočně pohyblivých nad roštem (4), přičemž rošt (4) je alespoň v jedné sekci nahrazen pevnou deskou ('6) alespoň s jedním otvorem (7) navazujícím na zařízení pro vyhrab.The vertical shaft of the circular cross-section, connected in the upper part to the outlet end of the rotary kiln, is provided at the bottom with a grating (4) in the form of a circular annulus consisting of fixed grates mounted on a system of fixed radial beams (5) facing the grate (4) radially on the section and at its intersection in the shaft axis (1) carrying a rotatably mounted set of radial rakes (9) rotatably movable above the grate (4), the grate (4) being replaced in at least one section by a fixed plate (6) with at least one opening (7) linked to the digger.

(51) Int. Cl?(52) Int. Cl?

V 27 D 13/00V 27 D 13/00

972972

238 972238 972

Vynález ae týká zařízení pro chlazení zrnitých materiálů, zejména cementářakého alínku.The present invention relates to an apparatus for cooling granular materials, in particular a cement-based plant.

Cementářaký elínek ae pe výpalu v rotační peci chladí v chladičích vzduchem, Čímž ee vzduch ohřívá a slouží pak při spalování paliva jako spalovací vzduch.The cement kiln and the firing in the rotary kiln are cooled in air coolers, which heats the air and then serves as the combustion air in the combustion of the fuel.

Zejména v posledních letech je maximálně žádoucí energiemi Šetřit a tedy využívat maximálně i tepla, obsaženého ve vypáleném alínku.Especially in recent years, it is highly desirable to save energy and therefore to use the maximum heat contained in the burned aline.

Stávající chladiče tento požadavek v dostatečné míře nesplňují·Existing radiators do not sufficiently meet this requirement ·

Nejvíce rozšířené roštové chladiče pracují tak, že vrstva žhavého alínku je posouvána nebe vezena na děrovaném roštu,přičemž je profukována chladicím vzduchem. Výměna tepla se tedy děje v křížovém proudu, což je příčinou, že poměrně malé množství vzduchu, které je zapotřebí pro spalování paliva v peci, naprosto nevychladl alínek na požadovanou teplotu. Konečné vychlazení alínku se proto zajištuje tak, že se dmýchá 2 až 3 násobek vzduchu potřebného pro pec. část nejvíce ohřátého vzduchu ae zavádí do pece a zbytek ohřátého vzduchu ae odvádí do ovzduší jako odpadní. Nehledě k této ztrátě tepelné energie ve výěi asi 400 KJ»lcg alínku je nutno tuto čáat vzduGhu před vypuštěním do ovzduší navíc odprašovat, což stojí další energii.The most widespread grate coolers operate in such a way that a layer of hot aluminum is pushed through the sky or carried on the perforated grate while being purged with cooling air. Thus, the heat exchange takes place in a cross-flow, which is why the relatively small amount of air required to burn the furnace fuel has not completely cooled the aluminum to the desired temperature. The final cooling of the aluminum is therefore ensured by blowing 2 to 3 times the air required for the furnace. some of the most heated air ae is introduced into the furnace and the rest of the heated air ae is discharged into the atmosphere as waste. Despite this loss of thermal energy of about 400 Kg / lg of aluminum, it is necessary to additionally dust it off before it is released into the atmosphere, which costs additional energy.

Dlouhé planetové chladiče a pomocnou podporou a v poslední době opět bubnové chladiče sice nepotřebují ke evému provozu odpadní vzduch, avšak tepla alínku rovněž dostatečně nevyužívají, nebot u nich dochází vědomě k velmi značné ztrátě tepla sáláním a vedením rovněž ve výši asi 400 KJ.kg alínku· S toutoLong planetary heatsinks and auxiliary support, and more recently, drum coolers do not need exhaust air for evolutionary operation, but they also do not sufficiently utilize the heat of alink as they knowingly have a very significant heat and conduction heat loss of about 400 KJ.kg · With this

238 972238 972

- 2 ztrátou tepla ae v tepelná bilanci počítá; kdyby se zlepšenou isolaci planet nebo chladicího bubna tato ztráta Menšila, zůstane alínek nedostatečně vychlazen. Takové případy ae pak řeší vstřikování* vody do planet nebo chladíčího bubnu, čímž sice ae zajistí dochlazení slínku, avšak sa cenu odpaření vstřikované vady, tedy opět sa cenu ztráty tepla·- 2 heat loss and ee calculated in the heat balance; if the loss of the planets or the cooling drum improved this loss, the alin would remain insufficiently cooled. Such cases ae then solve the injection * of water into the planets or the cooling drum, which, while ae ensures cooling of the clinker, but the cost of evaporation of the injected defect, ie again the cost of heat loss ·

V posledních letech byly prováděny pokusy a šachtovými chladiči slínku, jež měly pracovat sa pomoci protiproudé výměny tepla ve vysoké vrstvě slínku, jež byla prof ukována chladicím vzduchem·In recent years, experiments and clinker shaft coolers have been carried out with the help of countercurrent heat exchange in a high layer of clinker that has been blown through the cooling air.

Tento teoretický princip, tepelně velmi dokonalý, ae však podařilo úspěšně realizovat pouze u jednotek malých výkonností.This theoretical principle, thermally very perfect, but it was successfully implemented only in units of low performance.

U výkonnějších jednotek, jež vyžadovaly větší průměr šachty, ae nepodařilo zajistit dostatečně rovnoměrný ploěný násyp žhavého slínku s pees na vrstvu a také rovnoměrný ploěný odběr vychlazeného slínku se spodní části vrstvy· Tím docházelo k průnikům žhavých proudů slínku vrstvou a také k průnikům méně ohřátého vzduchu, oož způsobovalo pokles tepelné účinnosti, projevující se nedostatečným vychlazením slínku a sníženou teplotou spalovacího vzduchu pro rotační pec·For more powerful units requiring a larger shaft diameter, we failed to ensure a sufficiently uniform flat-bed embankment of the hot clinker with pees per layer, as well as a uniform flat-pattern of cooled clinker from the bottom of the bed. , which caused a decrease in thermal efficiency, manifested by insufficient clinker cooling and reduced combustion air temperature for the rotary kiln.

Vynález si klade za cíl popsané problémy vyřešit·SUMMARY OF THE INVENTION

Podstata zařízení k chlazení zrnitých materiálů, zejména cementářského slínku, které je vytvořeno jako svislá šachta kruhového průřezu, propojená v horní části s výpadovým koncem rotační pece podle vynálezu je v tom, že je opatřeno roštem ve tvaru kruhového mezikruží, složeným z pevných roštnic upevněných na soustavě pevných radiálních nosníků, dělících rošt radiálně na sekce a ve svém průsečíku v ose šachty nesoucích otočně uloženou soustavu radiálních hrabel, otočně pohyblivých nad roštem, přičemž rošt je alespoň v jedné sekci nahrazen pevnou deskou s alespoň jedním otvorem navazujícím na zařízení pro výhrab·The essence of the device for cooling granular materials, in particular cement clinker, which is formed as a vertical shaft of circular cross-section, connected in the upper part to the outlet end of the rotary kiln according to the invention, is provided with a circular ring-shaped grate. a set of fixed radial beams dividing the grate radially into sections and at its intersection at the shaft axis carrying a rotatably mounted set of radial rakes rotatably movable above the grate, wherein the grate is replaced in at least one section by a fixed plate with at least one opening adjoining the digging device

Pod každou sekcí roštu je vytvořena samostatné komora se samostatným přívodním potrubím chladícího vzduchu·A separate chamber is created under each section of the grate with a separate cooling air supply line.

Soustava radiálních hrabel je ve středové části, pod níž se rošt nenachází, kryta nábojem·The radial rake system is covered by a hub in the central part under which the grate is not located ·

Zařízen/rn pocjíe, vynálezu so dosáhne výrazného snížení ztrát tepla u chladičů cementářského slínku a tím výrasného snížení spotřeby tepla pre výpal slínku, cež je ekonomicky velmi žádoueí·The present invention achieves a significant reduction in the heat loss of cement clinker coolers and thus a significant reduction in heat consumption for clinker firing, which is economically very desirable.

Zařízení dle vynálezu je tematicky v řezu znázorněna na obr·!, pohled na soustavy radiálních nosníků, radiálních hrabalThe device according to the invention is thematically shown in section in FIG. 1, a view of radial beam systems, radial rakes

238 972 a rošt (řas JA z obr.l) je schematicky znázorněn na obr.2 a řas zařízení» provýhrab (řesJBB s obr.2) jo schematicky znázorněn na obr.l.238 972 and the grate (alga JA of Fig. 1) is shown schematically in Fig. 2 and the algae of the punching device (Fig. 2B) is schematically shown in Fig. 1.

Září se ní dle vynálezu pozůstává s Šachty 1 kruhového průřezu v horní části přeehásející v žárovou hlavu 2 navazující na výpadový konec rotační pec· 2· ^v® spodní části je šachta 1 uzavřena roSt«* £ ve tvaru kruhbvého mezikruží. Bašt £ je řečen e výhodou jako něprůpadný.September according to the invention comprises a shaft 1 of circular cross section in the upper part in přeehásející semidiesel 2 thru following the end of the rotary kiln 2 · · ® ⁱⁿ the lower part of the shaft is closed grate presents 1 «* £ kruhbvého shaped annulus. The bastion is said to be non-existent.

BeSt £ je sležen z pevných roštnic a je upevněn na soustavě pevných radiálních nosníků 2 z tvoří mezi jednotlivými pevnými radiálními nosníky 2 samostatné sekce. Alespoň jedna sekce roStu £ mezi pevnými radiálními nosníky 2 4® nahrazena pevnou deskou 6 s alespoň jedním otvorem 2 pro výpad ochlazeného slínku.The BeSt is descended from the fixed grids and is mounted on a set of fixed radial beams 2 forming separate sections between the individual fixed radial beams 2. At least one grate section 6 between the fixed radial beams 24 has been replaced by a fixed plate 6 with at least one aperture 2 for the cooling clinker outlet.

průsečíku pevných radiálních nosníků 2 4® známým způsobem otočně uložéna soustava radiálních hrabel 2 otočně pohyb-, livých těsně nad roštem £ a pevnou deskou £· Nefunkční středová část soustavy radiálních hrabal 2» pod iiíž se rošt £ nenachází., je kryta nábojem 10. Pohon soustavy radiálních hrabel js běžného typu a není znázorněn.The radial rake assembly 2 is rotatably mounted in a manner known per se in the direction of the intersection of the fixed radial beams 24, rotatably movable just above the grate 4 and the fixed plate. The non-functional central portion of the radial rake assembly 2 is below the grate. The drive of the radial rake assembly is of the conventional type and is not shown.

Pod každou sekcí roštu £ je vytvořena komora 11.na niž navazuje příslušné přívodní potrubí 12 chladicího vzduchu od ventilátorů, které nejsou znázorněny.A chamber 11 is formed below each section of the grate 6 and is connected to a respective cooling air supply line 12 from fans not shown.

Zařízení pro výhrab vychlazeného slínku může být různého provedení. 7 naěem případě je řešeno jako vozíkový podavač 8 umístěný pod těsnícím uzávěrem 13 navazujícím na otvor 2 v pevné desce £. /4The apparatus for digging out the cooled clinker may be of various designs. 7 in this case it is designed as a carriage feeder 8 located under the sealing cap 13 adjoining the opening 2 in the fixed plate 8. / 4

Na uozíkový podavač 8 navazuje doprav nikoli nku.The conveyor feeder 8 is connected to the conveyor, not to the conveyor.

šachta 1 i žárová hlava 2 jsou uvnitř opatřeny žáruvzdornou vyzdívkou 15. Otvorem v žárové hlavě 2 je do pece 4 zasunut hořák 16.the shaft 1 and the fire head 2 are both provided with a refractory lining 15 inside. A burner 16 is inserted into the furnace 4 through an opening in the fire head 2.

Zařízení pracuje následujícím způsobem sThe device works as follows with

Žhavý alínak, vypálený v rotační peci 4 vypadává přes žárovou* hlavu 2 do šachty 1 na rošt £· Soustava radiálních hrabel 2 se otáčí a'tlačí před sebou vrstvu slínku po roštu £ a pevné desce 6. Těsnicí uzávěr 13 je přes otvor 2 v pevné dečce £ zaplňován slínkem do té míry, do jaké je slínek vozíkovým podá4The hot alínac fired in the rotary kiln 4 falls through the heat head 2 into the shaft 1 on the grate. The radial rake system 2 rotates and pushes a layer of clinker over the grate 4 and the fixed plate 6 in front of it. The clinker 4 is filled with clinker to the extent that the clinker is conveyed by the wheelchair

236 972 vačem 8 vyhrabáván. Vozíkový podavač 8 je tak řízen, aby vrstva slínku na roštu £ a pevné desce 6 byla relativné vysoká, např. 1200 mm, jak bude ještě rozvedeno·236 972 digging cam 8. The truck feeder 8 is controlled so that the clinker layer on the grate 6 and the fixed plate 6 is relatively high, e.g. 1200 mm, as will be further distributed.

Do jednotlivých komor 11 je potrubími 12 dmychán chladicí vzduch. Tento vzduch prochází roštem £ ® relátivně vysokou vrstvou slínku na roštu £·Cooling air is blown through the ducts 12 into the individual chambers 11. This air passes through the grate £ ® through a relatively high layer of clinker on the grate £ ·

Vlivem toho, že vrstva slínku je relativně vysoká, je možné ji považovat za několik nižších dílčích vrstev na sobě; pak nejníže uložená dílčí vrstva přichází do styku se studeným chladícím vzduchem, výše uložená dílčí vrstva je chlazena vzduchem již částečně předehřátým z nejníže uložené dílčí vrstvy atd., až horní dílčí vrstva je chlazena vzduchem značně teplým,který se zde dále ohřívá na velmi vysokou teplotu. Proces výměny tepla se tak přibližuje tepelně nejefektivnější výměně tepla v protiproudu·Due to the fact that the clinker layer is relatively high, it can be considered as several lower sub-layers on top of each other; then the lowermost sub-layer comes into contact with cold cooling air, the highermost sub-layer is air-cooled already partially preheated from the lowermost sub-layer, etc., until the upper sub-layer is cooled with very warm air, which is further heated to a very high temperature . The heat exchange process thus approaches the most heat-efficient heat exchange in countercurrent ·

Vrstva slínku jako celek se po roštu £ a pevné desce 6 pohybuje, avšak různou rychlostí v jednotlivých dílčích vrstvách. Nejrychleji postupuje nejníže uložená dílčí 'vrstva, která je soustavou radiálních hrabel £ bezprostředně posunována, ve výše uložených dílčích vrstvách se rychlost postupu postupně snižuje .Dochází tak k relativnímu pohybu částic slínku ve vrstvě jako óelku, takže nahodile vzniklé místo možného průniku vzduchu se vzápětí ruší, což velmi přispívá k homogenitě tepelného procesu·The clinker layer as a whole moves along the grate 6 and the fixed plate 6, but at different speeds in the individual sub-layers. The lowest deposited layer, which is immediately displaced by the system of radial rakes, progresses most rapidly, and the rate of advancement gradually decreases in the layered layers above. The relative movement of the clinker particles in the layer is thus relative to the shaft. , which greatly contributes to the homogeneity of the thermal process ·

Ochlazený slínek z nejníže uložené dílčí vrstvy slínku je po jednom obejití roštu £ (v podstatě kruhového mezikruží) přes otvor 2. ^v pevné desce 6 vožíkovým podavačem 8 vyhrabán přes těsnicí uzávěr 11 a z dílčí vrstvy slínku výše uložené se stane dílčí vrstva slínku nejníže uložená. Obdobně je tomu s výše uloženými dílčími vrstvami, při čemž nejvýše uložené dílčí vrstva je stále tvořena žhavým slínkem z rotační pece J.The cooled clinker from the lowest clinker sub-layer is after one bypass of the grate 4 (substantially circular annulus) through the opening 2 ^{in the} fixed plate 6 by the feeder 8 through the sealing cap 11 and the clinker sub-layer above becomes the clinker sub-layer. The same applies to the above-mentioned partial layers, whereby the highest positioned partial layer is still formed by hot clinker from the rotary kiln J.

Pohyby soustavy radiálních hrabel 2 a vozíkového podavače 8 jsou vzájemně seřízeny tak, aby dílčí nejníže uložená vrstva slínku byla dobře vychlazena a pouze tato dobře vychlazená vrstva byla kontinuálně vyhrabávána·The movements of the radial rake assembly 2 and the carriage feeder 8 are aligned with each other so that the sub-lowest layer of clinker layer is well cooled and only this well-cooled layer is continuously digested.

Těsnící uzávěr 13 je za provozu stále zaplněn slínkem, což zamezuje při výhrabu nežádoucímu úniku vzduchu z prostoru nad roštem £· Rošt £ svým řešením neumožňuje nahodilý průpadThe sealing cap 13 is still filled with clinker during operation, which prevents unwanted air leakage from the space above the grate 4 when the grate is recovered.

238 972 částie alínku, a proto není třeba řešit jejich trvalý odsán·238 972 parts of alínka and therefore there is no need to solve their permanent exhaustion ·

Vysoce předehřátý vzduch z herní dílčí vrstvy slínku v šachtě χ ja veden přes žárovou hlavu £ de rotační pece J, kde je využíván ke spalování paliva přivádšháhe hořákem 16»The highly pre-heated air from the game clinker sublayer in the shaft χ is passed through the heat head 6 of the rotary kiln where it is used to burn fuel through the burner 16.

Žáruvzdorná vyzdívka 15 omezuje ztráty tepla a chrání kovová části před účinkem vysokých teplot* Dopravník 14 dopravuje ochlazený slínek k dalšímu zpracování·Refractory lining 15 reduces heat loss and protects metal parts from high temperatures * Conveyor 14 transports cooled clinker for further processing ·

Konstrukční pojetí zařízení odstraňuje negativní vliv rostou cích rozměrů u šachtových chladičů na rovnoměrnost a dokonalost teplovýměnnáho procesu, takže zařízení lze aplikovat i pro nejvyšěí požadovaná výkonnosti·The design of the device eliminates the negative influence of the increasing dimensions of the shaft coolers on the uniformity and perfection of the heat exchange process, so that the device can be applied to the highest performance required ·

Claims

OBJECT OF THE INVENTION 238 872

Device for cooling granular materials, especially cement clinker, which is designed as a vertical shaft of circular cross-section, connected in the upper part to the outlet end of the rotary kiln, characterized in that in the lower part it is provided with a circular ring-shaped grate (4) of fixed grids mounted on a set of fixed radial beams (5), dividing grate (4) radially into sections and at its intersection at the shaft axis (1) carrying a rotatably mounted set of radial rakes (9) rotatably movable over the grate (4), the grate (4) is replaced in at least one section by a fixed plate (6) 8 with at least one opening (7) adjoining the burrowing device.

Device according to claim 1, characterized in that a separate chamber (11) with separate cooling air inlet (12) is formed under each section of the grate (4) ·

Device according to Claims 1 to 2, characterized in that the radial rake assembly (9) is covered by a hub (10) in the central part under which the grate (4) is not located.