CS239876B1

CS239876B1 - Manhole heat exchanger

Info

Publication number: CS239876B1
Application number: CS84964A
Authority: CS
Inventors: Josef Hradsky
Original assignee: Josef Hradsky
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1984-02-10
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS96484A1

Abstract

Vynález se týká šachtového výměníku tepla pro předehřev práškového materiálu, zejména suroviny pro výpal cementářského slinku nebo práškového vápna. Účelem vynálezu je zlepšit vnitřní podmínky pro přestup tepla z odpadních horkých plynů vedených výměníkem do zpracovávané suroviny. Tohoto účelu je podle vynálezu dosaženo pomocí přídavného vstupu vzdušiny tangenciálně zaústěného do šachty výměníku přivádějícím další teplý vzduch do této části šachtv spolu se surovinou odebíranou ze zahušrovacích cyklonů či odprašovačů.The invention relates to a shaft heat exchanger for preheating powdered material, in particular raw material for firing cement clinker or powdered lime. The purpose of the invention is to improve the internal conditions for heat transfer from hot waste gases conducted through the exchanger to the processed raw material. According to the invention, this purpose is achieved by means of an additional air inlet tangentially opening into the exchanger shaft, supplying additional warm air to this part of the shafts together with the raw material taken from thickening cyclones or dedusters.

Description

(54)(54)

Šachtový výměník teplaShaft heat exchanger

Vynález se týká šachtového výměníku tepla pro předehřev práškového materiálu, zejména suroviny pro výpal cementářského slinku nebo práškového vápna. Účelem vynálezu je zlepšit vnitřní podmínky pro přestup tepla z odpadních horkých plynů vedených výměníkem do zpracovávané suroviny. Tohoto účelu je podle vynálezu dosaženo pomocí přídavného vstupu vzdušiny tangenciálně zaústěného do šachty výměníku přivádějícím další teplý vzduch do této části šachtv spolu se surovinou odebíranou ze zahušrovacích cyklonů či odprašovačů.The invention relates to a shaft heat exchanger for the preheating of powdered material, in particular a raw material for firing cement clinker or powdered lime. The purpose of the invention is to improve the internal conditions for the transfer of heat from the hot exchanger waste gases to the feedstock to be treated. This purpose is achieved according to the invention by means of an additional air inlet tangentially opening into the exchanger shaft supplying additional warm air to this part of the shafts together with the raw material taken from the thickening cyclones or dedusters.

239 876239 876

259 876259 876

239 876239 876

Vynález se týká šachtového výměníku tepla pro předehřev práškového materiálu, zejména suroviny pro výpal cementářského slínku nebo práškového vápna, opatřeného zahušíovacími cyklony, případně i odlučovači.The invention relates to a shaft heat exchanger for the preheating of powdered material, in particular a raw material for firing cement clinker or powdered lime, provided with thickening cyclones or possibly separators.

Šachtové výměníky tepla, jimiž je vybaveno technologické zařízení na výrobu cementu nebo práškového vápna pracuj·'*na principu protiproudého postupu zpracovávané suroviny a horkých kouřových plynů odtahovaných z rotační pece. Hlavním článkem výměníku je samonosná velká šachta kruhového průřezu zakončená dole kuželovou výsypkou, odkud ohřátá surovina padá skluzem do patního kusu rotační pece. Horké plyny z tohoto prostoru jsou kouřovodem tangenciálně přivedeny do spodní části velké šachty, čímž se jim udělí rotační pohyb. Studená surovina, přiváděná do malé šachty^předřazené velké šachtě, je strhávána proudem plynů a přes zahušTovací cyklony přichází na vstup velké šachty, kde je rozrážecím kuželem rozptylována do prostoru velké šachty. Vlivem vlastní hmotnosti a působení elektrostatických sil vznikajících při mletí surovin, se za rozrážecím kuželem vytváří materiálová clona válcového tvaru. Tato clona je zespodu proudícími horkými plyny obtékána pouze po svém obvodu, zatímco do středu této clony přes její stěny teplo prakticky nepronikne. Nížeji se sice clona působením vířivého pohybu tepelného toku rozpadá a dochází k lepšímu styku teplého vzduchu s jednotlivými částicemi suroviny, ale to již surovina z výměníku rychle postupuje dále. Je tedy účinnost takto provedeného výměníku nedostatečná, jak mimo jiné prokazuje i relativně vysoká teplota plynů na výstupu z výměníku a rychlý průchod suroviny výměníkem.The shaft heat exchangers equipped with the equipment for the production of cement or powdered lime operate on the principle of the countercurrent process of the processed raw material and the hot flue gases withdrawn from the rotary kiln. The main element of the exchanger is a self-supporting large shaft of circular cross-section terminated at the bottom by a conical hopper, from where the heated raw material falls by slip into the foot piece of the rotary kiln. The hot gases from this space are tangentially introduced into the lower part of the large shaft through the flue gas duct, thereby imparting a rotational movement to them. The cold raw material fed into the small shaft upstream of the large shaft is entrained by the gas stream and through the thickening cyclones it enters the large shaft entrance where it is scattered by the cone into the large shaft space. Due to its own weight and the influence of electrostatic forces arising during the grinding of raw materials, a material orifice of cylindrical shape is created behind the collision cone. This orifice is bypassed only by its peripheral hot gases, while heat does not penetrate the center of the orifice through its walls. Although the orifice disintegrates under the influence of the swirling movement of the heat flux and the hot air contacts the individual particles of the raw material better, the raw material from the exchanger proceeds quickly. Thus, the efficiency of the exchanger thus performed is insufficient, as evidenced, inter alia, by the relatively high temperature of the gases exiting the exchanger and the rapid passage of the feedstock through the exchanger.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u šachtového výměníku podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že velká šachta výměníku je v horní třetině své výšky opatřena alespoň *· 2 *The above-mentioned drawbacks are eliminated in the shaft exchanger according to the invention, which is based on the fact that in the upper third of its height the large exchanger shaft is provided with at least

239 876 jedním tangenciálně uspořádaným vstupem vzdušiny. Přiváděnou vzdušinou jsou s výhodou horké odpadní plyny odtahované ze systému, přičemž zvýšení účinku se dosáhne^ je-li tento přidaný vzduch přiváděn do horní části velké šachty současně se surovinou odebíranou buď na výstupu ze zahušTovacích cyklonů nebo ve formě odprašků z odlučovačů či kombinací obou.239 876 through one tangentially arranged air inlet. Preferably, the feed air is the hot exhaust gases withdrawn from the system, the effect being obtained when the added air is introduced into the upper part of the large shaft simultaneously with the raw material taken either at the exit of the thickening cyclones or in the form of dust from separators or combinations thereof.

Uvedenou úpravou se dosáhne rozrušení válcovité materiálové clony v horní části velké šachty a surovina se i v této části výměníku uvede do rotačního pohybu a dispersního stavu. Tím se prodlouží celková dráha jednotlivých částic v šachtě a zlepší se jejich rozptýlení v tomto prostoru, Čímž se prodlouží i doba vzájemného styku surovinových částic a horkých plynů. Důsledkem je pak podstatně vyšší přestup tepla z kouřových plynů do suroviny, která tak přichází k dalšímu tepelnému zpracování dokonaleji připravena. Z toho pak zcela jasně vyplývá i nižší spotřeba tepla na jednotku vyrobeného materiálu.By this treatment, the cylindrical material diaphragm is destroyed in the upper part of the large shaft and the raw material is also rotated and dispersed in this part of the exchanger. This extends the overall path of the individual particles in the shaft and improves their dispersion in this space, thereby extending the time of contact between the raw material particles and the hot gases. As a result, the heat transfer from the flue gases to the raw material is considerably higher, which is thus perfectly prepared for further heat treatment. This clearly results in lower heat consumption per unit of material produced.

Příklad provedení šachtového výměníku tepla podle vynálezu je uveden na přiložených výkresech, na nichž na obr. 1 je nakresleno schematické uspořádání výměníku s na pojením na patní kus rotační pece, na obr. 2 je výměník podle obr. 1 v řezu rovinou procházející přidanými vstupy vzdušiny, obr. 3 ukazuje uspořádání výměníku obdobné provedení dle obr. 1, doplněné o mechanické odlučovače a na obr. 4 je výměník podle obr. 3 v řezu rovinou procházející přidaným vstupem vzdušiny.An exemplary embodiment of a shaft heat exchanger according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a schematic arrangement of an exchanger with a connection to a foot piece of a rotary furnace. Fig. 2 is a sectional view of the exchanger according to Fig. 1 Fig. 3 shows an exchanger arrangement similar to that of Fig. 1, supplemented with mechanical separators, and Fig. 4 is a cross-sectional view of the exchanger of Fig. 3 taken through the added air inlet.

Základní provedení výměníku podle vynálezu, např. pro předehře v suroviny při výrobě práškového vápna, zůstává stejné jako u dosavadních typů. Samonosná velká šachta 1 kruhového průřezu, je zakončena kuželovou výsypkou 2, odkud je surovina skluzem J dopravena do patního kusu £ rotační pece Odpadní horké kouřové plyny z rotační pece jj jsou kouřovodem Jo přiváděny do spodní části velké šachty 1. Tangenciálním napojením kouřovodu 6 na velkou šachtu 1 je kouřovým plynům udělen rotační pohyb. Přívod 2 chladné suroviny je ve střední části malé šachty 8 tvořící vstupní část velké šachty 1. Surovina strhávaná proudem vzduchu je vedená do zahušíovacích cyklonů odkud jsou plyny odtahoványThe basic embodiment of the exchanger according to the invention, for example for preheating in the raw material in the production of powdered lime, remains the same as in the previous types. The self-supporting large shaft 1 of circular cross-section is terminated by a conical hopper 2, from where the raw material is conveyed by chute J to the foot piece 6 of the rotary kiln. the shaft 1 is provided with rotational movement of the flue gases. The cold material feed 2 is in the central part of the small shaft 8 forming the entrance of the large shaft 1. The raw material entrained by the air stream is led to the thickening cyclones from where the gases are drawn off

239 878 pecním ventilátorem^10, zatímco surovina je prvním surovinovým svodem 11 přiváděna na rozrážecí kužel 12 na vstupu do velké šachty 1 výměníku. V horní třetině výšky velké šachty ,1 jsou f>« dle vynálezu tangenciálně napojeny dva vzájemně symetricky uspořádané přídavné vstupy vzdušiny připojené pomocným kouřovodem 14 přes regulační klapky 15 na pecní ventilátor 10. Vzduch takto přiváděný do horní části velké šachty 1 rozruší materiálovou clonu pod rozrážecím kuželem 12 a uvede částice suroviny do fluidního stavu a vířivého pohybu. Pro zvýšení tohoto účinku jsou do přídavných vsiuf>Čt 13 zaústěny druhé svody 16 suroviny ze záhušťovacích cyklonů Rozdělaní suroviny ze zahušťovacích cyklonů % pňímo na rozrážecí kužel^nebo do přídavných vstupů 13 vzdušiny je řízeno dávkovačem 17»239 878 by the furnace fan 10, while the feedstock is fed by the first feedstock 11 to the cone 12 at the entrance to the large shaft 1 of the exchanger. In the upper third of the height of the large shaft 1, according to the invention, two mutually symmetrically arranged additional air inlets connected by an auxiliary flue gas duct 14 via the control flaps 15 to the furnace fan 10 are tangentially connected. cone 12 and bring the raw material particles into fluidized state and swirl. In order to increase this effect, second downpipes 16 of the thickened cyclones feed into the additional nodes> Th13. The distribution of the thickened cyclone raw materials 16 directly into the cone cone or into the additional air inlets 13 is controlled by a metering device 17 »

V případě použití takového výměníku tepla pro předehřev cementářské suroviny, je třeba na výstup plynů ze zahušťovacích cyklonů zařadit odlučovače 19. Odprašky je pak možno svodem 18 odprašků dopravit do velké šachty 1 výměníku bu3 přímo, nebo přes přídavné vstupy 13 vzdušiny, případně spolu se surovinou ze zahušťovacích cyklonů rovněž přídavnými vstupy 13 vzdušiny. Pomocný kouřovod 14 je i v tomto případě napojen na výstup pecního ventilátoru 10 pro odtah odpadního tepla z rotační pece Je však možno jej napojit i na ventilátor pro odtah teplého vzduchu z chladiče slínku.If such a heat exchanger is used to preheat cementitious raw materials, separators 19 must be included at the outlet of the gases from the thickening cyclones. Dusts can then be conveyed to the large shaft 1 of the exchanger 18 either directly or via additional air inlets 13 from the thickened cyclones also via additional air inlets 13. The auxiliary flue gas duct 14 is in this case also connected to the outlet of the furnace fan 10 for extracting waste heat from the rotary kiln. However, it can also be connected to a fan for extracting warm air from the clinker cooler.

Výše popsané řešení je možno využít jak u nových konstrukcí šachtových výměníků, tak i při rekonstrukci stávajících, neboť zcela ponechává celkovou dosavadní tvarovou i funkční koncepci těchto výměníků. Podstatným zlepšením podmínek pro přestup tepla z odtahovaných horkých plynů do přiváděné suroviny však zlepšuje celkovou tepelnou bilanci daného technologického procesu. Hodí se jak pro popsané účely výroby cementu či práškového vápna, tak i pro ohřev jiných práškových materiálů.The above-described solution can be used both in new designs of shaft exchangers and in the reconstruction of existing ones, as it completely leaves the overall shape and functional concept of these exchangers. However, by substantially improving the conditions for transferring heat from the exhausted hot gases to the feedstock, it improves the overall heat balance of the process. They are suitable both for the described purposes of cement or powdered lime production and for the heating of other powdered materials.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

239 876

Shaft heat exchanger for preheating of powdered material, in particular raw material for firing cement clinker or powdered lime, equipped with thickening cyclones or separators, characterized in that the large exchanger shaft (1) is provided with at least one tangentially arranged in the upper third of its height air inlet (13).

2. A shaft exchanger according to claim 1, characterized in that the additional air inlet (13) is provided with a raw material drain (16) from at least one thickening cyclone (9) and / or a dust collector (18) from at least one deduster (19). ·

A shaft exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the additional air inlet (13) is connected to the exhaust outlet of the exhaust gases from the exchangers.

A shaft exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the additional air inlet (13) is connected to the outlet of the furnace fan (10) for the removal of hot flue gases from the rotary kiln (5) downstream of the exchanger outlet.

A shaft exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the additional inlet / air is connected to the waste heat output of the clinker cooler.