CS241453B2 - Method of preheated powder raw materials' at least partial calcination and equipment for performance of this method - Google Patents

Description

Způsob' alespoň částečné kalcinace předehřáté· práškovité suroviny, tvořené uhličitanem vápenatým nebo obsahující uhličitan vápenatý, při kterém je tato surovina přítomna v kalcinačním pásmu ve stavu suspenze v plynu, a kalcinovaný produkt je strháván z kalcinačního pásma plynnými zplodinami, vznikajícími spalováním paliva a kalcinací, načež se kalcinovaný produkt od těchto spalin odděluje. Alespoň část předehřáté suroviny se podle vynálezu důkladně smísí · s palivem, kterým je buď hořlavý plyn, nebo materiál při styku s předehřátou surovinou uvolňující hořlavý plyn, a tento plyn · tvoří suspenzní prostředí pro práškovitou surovinu, s · níž vytváří první suspenzi, a · tato první suspenze se v kalcinačním pásmu 'uvádí do styku s prodem plynu obsahujícího kyslík, v němž se dále suspenduje a · vytváří s ním druhou suspenzi. Vynález se též vztahuje na zařízení pro provádění způsobu, zahrnující šachtu (1) a přívod vzestupného· proudu plynu, obsahujícího kyslík, šachtou, jejíž horní konec je spojen s · odlučovačem (5) · částic kalcinovaného produktu od plynu. S šachtou je podle vynálezu · spojena mísící komora (2), opatřená přívodem (4) práškovité suroviny a přívodem ' (7) paliva.

Vynález se týká kalcinace předehřáté práškové suroviny, tvořené uhličitanem vápenatým, nebo uhličitan vápenatý obsahující.

Výroba cementářského slínku se jak známo provádí v následujících čtyřech fázích:

— předehřívání surovinové moučky na teplotu kalcinace, tj. přibližně 870 °C, — kalcinace, . tj. vypuzování kysličníku uhličitého z uhličitanu vápenatého, která je vysoce endotermickým procesem, — další zahřívání na teplotu slinování, tj. přibližně 1300 ^CC, a slinování, — chlazení slinutého produktu.

Původně se první až třetí fáze prováděly v rotační peci. Později se dosahovalo úspor tepelné energie tím, že se pro první fázi používalo suspenzního. předehřívače. Jako tepelné médium se používal výstupní plyn z pece.

Ještě později se zjistilo, že dalších úspor tepelné energie lze dosáhnout tím, že se přemístí druhá fáze, tj. kalcinace, alespoň zčásti mimo rotační pec, a to například tím, že se kalcinace provádí ve fluidním loži při přidávání dalšího paliva do fluidního lože. Takové řešení je známé například z patentového· . spisu USA 3 022 989. Stejně .tak je možné přidávat další. palivo do dolní části suspenzního předehřívače.

Pokusy s kalcinaci ve fluidním loži, tj. s fluidizováním pomocí plynného proudu s dosti mírnou rychlostí, nebyly úspěšné. Naproti tomu se ukázalo, že · kalcinování v suspenzi, tj. · při fluidizaci s vysokou rychlostí proudu plynu, v němž je materiál plně suspendován a odnášen, je mnohem lepší metodou, neboť se vyznačuje následujícími výhodami oproti kalciování ve fluidním loží, a to:

— kratší dobou zpracování, která ve fluidním loži činí několik minut až více než hodinu, zatímco v suspenzi méně než pět minut, takže se snižuje nebezpečí zpětné karbom^r'4ce, tj. reakce kysličníku vápenatého· a kys’ičníku uhličitého na uhličitan vápenatý,

-- menším poklesem tlaku,

-- žádnými problémy se spékáním kalcinovan é bo m at er i á 1 u,

-- .snadnějším řízením procesu, —- - i · mším opotřebováním zařízení.

Klcinování v suspenzi je například známé z čs. patentového spisu č. 112 903, kde se předehřátá surovinová moučka suspenduje ve velmi . horkém plynu. Jelikož kalcinační proces je vysoce endotermický, musí mít tento plvn velmi vysokou teplotu, takže sa nelze v -1--o --i lokálnímu přehřívání. Přitom je však známo, že suroviny zpracovávaná při kiiicinacřse stávají lepivými při teplotách již mírně nad teplotou kalcinace, takže při řešení podle uvedeného čs. patentu dochází k jejich spékání. To má za následek. překážky nebo dokonce přerušení výrobního procesu.

Ze stejných důvodů není vhodné pro kalcinování předehřáté suroviny použít spalné zařízení -se spalovací komorou vně kalcinačního pásma, popisovaného v japonském patentovém spise 12 283/67. Toto zařízení kromě toho vykazuje · nedostatky kalcinování ve fluidním loži.

Byly rovněž prováděny pokusy s -odpovídající kalcinaci při přímém přivádění uhlí, hořlavého plynu nebo nafty do stoupajícího potrubí z rotační pece. Tyto pokusy ukázaly, že přehřívání je prakticky · nevyhnutelné. Nad místy, kde bylo přiváděno palivo, byly naměřeny teploty o 250 °C vyšší než v okolních -oblastech.

Ukázalo· se ledy potřebným najít způsob, při kterém kalcinace probíhá při nízké teplotě s rovnoměrným rozdělením teplot v kalcinačním pásmu. Tohoto cíle je · dosaženo způsobem alespoň částečné kalcinace předehřáté práškovité suroviny, tvořené uhličitanem vápenatým .nebo obsahující uhličitan vápenatý, při kterém je tato· surovina přítomna v kalcinačním. pásmu ve stavu suspenze v plynu, a kalcinovaný . produkt je strháván z . kalcinačního pásma plynnými zplodinami vznikajícími spalováním . paliva a kalcinaci, načež se kalcinovaný . produkt od těchto plynných zplodin odděluje, jehož podstatou je, že podle vynálezu se alespoň část předehřáté suroviny důkladně smísí s palivem, kterým je buď hořlavý plyn . nebo materiál při styku s předehřátou surovinou uvolňující hořlavý plyn, a tento plyn tvoří suspenzní prostředí pro práškovitou surovinu, s níž vytváří první suspenzi, a tato první suspenze se v kalcinačním pásmu uvádí do styku s proudem plynu obsahujícího kyslík, v němž se dále suspenduje a vytváří s ním druhou suspenzi.

Pro kalcinaci podle . vynálezu je tedy nutno uvést do vzájemného styku tři složky, a to předehřátou surovinu, palivo, a vzduch obsahující kyslík. Ke vzájemnému styku všech tří složek přitom . podle vynálezu nedochází. dříve, než když se vytvoří . druhá suspenze, tj. že kalcinační proces probíhá pouze ve druhé suspenzi.

Výhodou tohoto dvoustupňového uvádění tří složek do vzájemného styku je to, že se vytvářejí současně podmínky pro spalování a současně se tvoří stejnorodá směs tří složek. což vede k mimořádné stejnorodosti v kalcinačním pásmu. Měření v zařízeních pro provádění, tohoto způsobu v průmyslovém měřítku ukazují výchylky teploty v kalcinačním pásmu menší než 15 '^?C.

Praktický význam této stejnorodosti spočívá mimo jiné v tom, že kalcinování může probíhat při nízké teplotě, takže se . vyloučí problémy spojené se spékáním. Kalcinovaný produkt je velmi stejnorodý, tj. dosáhnou se velmi stabilní spalovací podmínky v rotační peci.

Podle výhodného provedení vynálezu se část předehřáté suroviny suspenduje přímo v proudu plynu obsahujícího kyslík bez předchozího suspendování v hořlavém palivovém plynu, a takto upravený proud plynu obsahující kyslík se v kalcinačním pásmu uvádí do styku s první suspenzí, s níž vytvoří druhou suspenzi.

S výhodou se vytvoří zásoba alespoň částečně fluidizované směsi plynule přiváděného paliva a předehřáté práškovité suroviny v · uzavřeném prostoru jako zdroj plynulé tvorby první suspenze pro uvedení do styku s proudem plynu obsahujícího kyslík. Tato směs se může udržovat v alespoň částečně fluidizovaném stavu jak topným plynem, tak i nehořlavým plynem zaváděným do směsi, ' který je alespoň zčásti tvořen plynnými zplodinami · z konečné kalcinace nebo následného tepelného zpracování produktu částečné kalcinace.

Před uvedením do styku s proudem plynu obsahujícího kyslík se podle dalšího znaku vynálezu předehřátá surovina vede . směrem dolů a potom vzhůru po dráze ve tvaru písmene V, přičemž palivo nebo směs paliva a nehořlavých, plynů se do suroviny zavádí v oblasti nejnižšího . bodu této dráhy nebo za tímto nejnižším bodem.

První suspenze se může přivádět do styku s nejméně jednou stranou vzhůru proudícího plynu, obsahujícího kyslík. Podle výhodného řešení je přiváděna do styku ,s proudem plynu obsahujícího kyslík v proudu ' směřujícím vzhůru.

Podle dalšího znaku vynálezu se palivo a práškovitá surovina směšují ve fluidním loži práškovité suroviny tím. že se do· fluidního lože zespodu přivádí palivo nebo směs paliva s nehořlavým plynem, a tyto plyny vytváří nad fluidním ložem strháváním částeček práškovité suroviny · první suspenzi. Fluidní lože může obklopovat proud plynu obsahujícího· kyslík. Stejně tak může být tímto plynem samo obklopováno.

Vynález se též vztahuje na zařízení pro provádění uvedeného způsobu, zahrnující šachtu a přívod vzestupného proudu plynu, obsahujícího kyslík, šachtou, jejíž horní konec je spojen s odlučovačem částic kalcinovaného· produktu od plynu, přičemž podle vynálezu je s šachtou spojena mísící komora, opatřená přívodem práškovité suroviny a přívodem paliva,.

Nejspodnější část šachty může být . rozšířena a tvořit kalcinační komoru, navazující přímo· na mísící komoru, přičemž od horního· konce kalcinační komory vede šachta k odlučovači částic kalcinovaného· produktu od plynu, · a do dna kalcinační · komory je zaústěn přívod plynu obsahujícího kyslík.

Mísící komora může být tvořena jedním nebo· více než jedním směrem vzhůru probíhajícím potrubím, ústícím na horním konci do· dna kalcinační komory a na dolním konci spojeným s přívodem práškovité suroviny, přičemž přívod paliva je do potrubí milici komory zaústěn mezi jeho dolním a horním koncem. Potrubí mísící komory ústí podle jednoho provedení do středu dna kalcinační komory a je soustředně obklopeno přívodem plynu obsahujícího kyslík. Podle · druhého · provedení ústí potrubí mísící komory do· dna · kalcinační · komory a soustředně obklopuje přívod plynu obsahujícího kyslík.

Mísící komora je s výhodou upravena jako nosič fluidního· lože, otevřený směrem nahoru do šachty, přičemž přívod paliva je veden dnem nosiče.

Podle jednoho · provedení vynálezu je nosič fluidního lože vytvořen ve dně kalcinační komory a přívod plynu obsahujícího kyslík je veden tímto nosičem. Podle dalšího · provedení vynálezu je nosič fluidního· lože vytvořen ve dně kalcinační komory a přívod plynu obsahujícího kyslík tento nosič obklopuje.

Podle jiného · provedení vynálezu je nosič fluidního lože vytvořen ve dně kalcinační komory a má prstencovitý tvar, obklopující vrchol výstupního nástavce přívodu plynu obsahujícího kyslík, probíhajícího středem dna kalcinační komory směrem vzhůru. Prstencovitý nosič může mít trojúhelníkový průřez, jehož jeden vrchol je obrácen směrem dolů, přičemž tento průřez je vymezován vodorovnou rovinou vedenou · vrcholem výstupního · nástavce, stěnou výstupního · nástavce, a kuželovitou dnovou stěnou kalcinační komory, spadající směrem k výstupnímu nástavci. · Výstupní nástavec · přívodu plynu obsahujícího kyslík je s výhodou výškově přestavitelný.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladech · provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňují obr. 1 svislý schematický řez zařízením pro kalcinaci cementářské suroviny, obr. 2 schematický bokorys zařízení z obr. 1, obr. 3 · obměnu zařízení z obr. · 1, obr. 4 schematický bokorys zařízení · z obr. 3, obr. 5 půdorysný schematický řez rovinou VI—VI zařízením z obr. 2· a 5, obr. 6 další obměnu zařízení podle vynálezu ve svislém řezu, obr. 7 schematický půdorysný řez rovinou VII—VII zařízením z obr. 6, obr. 8 obměnu zařízení z obr. 6 v půdorysném řezu, obr. 9 další obměnu zařízení podle vynálezu ve svislém řezu, obr. 10 další obměnu zařízení podle vynálezu ve svislém řezu, obr. 11 další obměnu zařízení · podle · vynálezu ve svislém řezu, obr. 12 půdorysný schematický řez rovinou XII—XII z obr. · 11, obr. 13 další · obměnu zařízení podle vynálezu ve svislém řezu, obr. 14 schematický půdorysný řez rovinou XIV—XIV z obr. 13, obr. 15 schematické uspořádání úplného výrobního zařízení na pálení cementu, jehož částí mohou být zařízení na kalcinaci cementářské suroviny, znázorněná na předchozích výkresech.

Zařízení · na kalcinaci suroviny podle vynálezu znázorněné na obr. 1, 2 a 5 má šachtu 1 · čtvercového průřezu · opatřenou ohnivzdornou výstelkou. Při provozu zařízení se δ

spojen š dolní částí cyklónu znázorněna pouze dolní část 5. .

proudí předehřátá surovina přívodu 4 toho fluistoupat v přiváděný přivádí zespodu do šachty 1 plyn · obsahující kyslík.

Šachta 1 je sdružena s mísící komorou 2 tvaru písmene V, vytvořenou jako fluidizační lože o dvou větvích, z nichž jedna je spojena otvorem 3 s vnitřním · prostorem šachty 1. Druhá větev je spojena potrubím tvořícím přívod 4 práškovité suroviny, jehož horní konec je

5. Na obr. 1 je tohoto cyklónu

Při provozu _ plynule z cyklónu 5 přívodem 4 práškovité suroviny dolů do mísící komory 2 a,, vytváří na jejím dně zásobu 6 předehřáté suroviny.

Ze dna komory 2 vyčnívají ústí několika rovnoměrně uspořádaných trubek. Druhé konce trubek jsou připojeny k příčným trubkám, ' které jsou spojeny s hlavním přívodem 7 paliva. Přívodem 7 paliva se přivádí plynule olej nebo· hořlavý plyn do· trubek a jimi do zásoby 6 suroviny. Je-li přiváděn plyn, pak proniká d.o té části zásoby 6 suroviny, uložené ve větvi spojené s šachtou 1,· fluidizuje část 9 zásoby 6, zatímco· zásoba , v protilehlé větvi tvoří ucpávku, která účinně brání vstupu plynu do práškovité suroviny, v důsledku dizovaná část · 9 materiálu bude příslušné větvi mísící komory 2.

Je-li přiváděným palivem olej, přívodem 7 paliva, vypaří se stykem s horkou surovinou a projevuje se jako· hořlavý plyn, fluidizující část S zásoby 6 materiálu. Výsledný efekt je stejný, bez ohledu na to, je-li použito hořlavého plynu nebo· oleje.

Může být výhodné zvýšit fluidizaci. K tomu slouží přívodní potrubí 8 nehořlavého plynu, · kterým může· být například atmosférický vzduch. Potrubí 8. se rozvětvuje do řady trubek, které rovnoměrně ústí dnem do mísící komory 2, jak patrné z obr. 2. Není-li zapotřebí dodatečné fluidizace, pak se přívod plynu potrubím 8 uzavře. Kromě toho, , že hořlavý · ' plyn alespoň přispívá k fluidizaci části 0 zásoby 6 suroviny, důklad-, ně ji promíchává. Po ’ dobu, v níž se potrubím 8 nepřivádí vzduch nebo jiný plyn obsahující kyslík, není v části 9 zásoby 6 materiálu žádný kyslík a v důsledku toho nedochází ke kalcinaci materiálu. Je-li však potrubím 8 dodáván atmosférický vzduch, nebo jiný plyn obsahující kyslík, vzniknou dva účinky; jeden spočívající v tom, že surovinová ucpávka v levé větvi mísící komory 2 se do· určité míry vyplní vzduchem a materiál nadlehčí, takže bude snadněji , proudit z levé do· pravé větve mísící komory 2 a druhý účinek, že se přivede určité množství kyslíku do zásoby 6 materiálu, smíšeného s palivem, takže dojde k mírné kalcinaci, která sama o sobě je nežádoucí, ale vzhledem k malému rozsahu nemá praktický · vliv.

Současně proud plynu, pronikající do části 9 zásoby 6 materiálu a přispívající k její fluidizaci, unáší částice suroviny ze zásoby 8 a vytváří nad · ní jako· nad zdrojem suspenzi materiálu v plynu, ve které při styku s povrchem plynu obsahujícím kyslík, dochází alespoň k částečné kalcinaci jednotlivých částic suspenze. Ke kalcinaci však dochází teprve když suspenze prošla otvorem 3 mezi mísící komorou 2 a šachtou 1. Otvor 3 má spodní okraj 11, tvořený pronikem šachty 1 a mísící komory 2. Mezi částí 9 zásoby 6 materiálu a prostorem, v němž · se nalézá suspenze materiálu v plynu, se vytvoří přechodné pásmo 10, v němž se materiál nechová jako plyn, ale přibližuje se povaze velmi tekuté kapaliny. Přetéká okraj 11, vytváří vír 12, který je zachycen proudem plynu · stoupajícím šachtou 1.

Jak je naznačeno na obr. 1, dochází ke styku mezi suspensí materiálu v plynu a proudem · plynu obsahujícím kyslík, podél pomyslné hranice nebo v hraničním pásmu 13. K počátku kalcinace č^á^ísic suroviny dojde · v pásmu 13, v němž se částice materiálu a hořlavý plyn setkávají s kyslíkem z plynu, obsahujícího kyslík. Z tohoto pásma jsou výhodně z větší · části kalcinované částice unášeny proudícím plynem, v němž se dokončuje kalcinace. · Povrch pásma 13 je skloněn, jelikož kyslík z plynu, obsahujícího kyslík, se při kalcinaci spotřebuje, takže plyn zabírá menší prostor. Naopak suspenze materiálu v plynu po levé straně povrchu pásma 13 bude zabírat větší prostor, jelikož při kalcinaci dochází k uvolňování kysličníku uhličitého z uhličitanu vápenatého obsaženého v surovině. *

Ňa obr. 3, 4 a 5 jsou · znázorněna obměnná zařízení pro kalcinaci suroviny pro výrobu cementu. Zařízení se v podstatě neliší -od zařízení znázorněných na obr. 1, 2 a 5 a jejich stejné části jsou označeny stejnými vztahovými značkami. Základním rozdílem je, že v tomto · případě není mísící komora 2 rozvětvena do dvou větví, takže se nevytváří těsnění popsané v souvislosti se zařízením podle obr. 2. Dále se jako palivo předpokládá uhelný prach. Uhelný prach je dodáván do· · fluidizované zásoby 6 suroviny šroubovým dopravníkem 14, který jej do· zásoby 6 materiálu vtlačuje. Při styku uhelného prachu s horkou surovinou se uvolňuje hořlavý plyn, zejména kysličník uhelnatý, methan apod. Při použití uhelného prachu jako· paliva je zapotřebí zvláštní fluidizace, takže zařízení podle obr. 3 je opatřeno přívodním potrubím 8 s příslušnými rozváděcími trubkami pro přívod zvláštního· fluidizačního plynu. Způsob provozu zařízení podle obr. 3, 4 a 5 je shodný s provozem zařízení podle · obr. 1.

Na obr. 6 a 7 je znázorněno zařízení na kalcinaci cementářské suroviny, které má podstatné výhody ve srovnání se zařízeními podle obr. 1 až 5. Konstrukce tohoto zařízení se však od již popsaných zařízení liší jen málo, · takže je možné ve značné -míre použít stejných vztahových značek. Šachta 1 tohoto zařízení nemá čtvercový, ale kruhový průřez, jak je znázorněno na obr. 7 a je ve spodní části rozšířena tak, že tvoří kalcinační komoru 15, navazující přímo na mísící komoru 2. Přechod rozšířené části, tvořící kalcinační komoru 15, do tělesa vlastní šachty 1, tvoří kuželovitá část 16.

Lze si představit, že popisovanou šachtu 1 lze vytvořit otočením zařízení znázorněného na obr. 3 okolo jeho svislé osy o 180°. Výsledkem jo, že nosič fluidizované suroviny 0 je prstenc-ovitý a má středově uložený otvor, ukončený v hořejší části rovněž kruhovým okrajem 11. Tímto otvorem proudí do šachty 1 plyn, obsahující kyslík, přiváděný přívodem v dolní části šachty 1.

Předehřátá surovina se přivádí do šachty na dvou protilehlých místech, spojených oddělenými přívody 4, které jsou opatřeny samostatnými cyklóny 5. Z obsahu obr. 6 a 7 i z předchozího popisu je zřejmé, že při použití tohoto zařízení bude kalcinace intenzivnější a výsledný produkt stejnorodější, než lze docílit u předchozích provedení. Pomyslné hraniční pásmo 13 je podle obr, 6 kuželovou plochou. V podstatě je však způsob provozu tohoto zařízení shodný s provozem zařízení dle výše popsaných provedení.

Na obr. 6 a rovněž na obr. 1 a 3 značí uzavřené křivky v šachtě 1 nebo její kale!·· načni komoře 15 tvorbu vířivých proudů suspenze materiálu v plynu. Tyto víry mají osy otáčení v podstatě vodorovné a působí, že nezkalcinované částice jsou plynule přiváděny к hraničnímu pásmu 13 ke kalcinaci. Navíc vytváří víry tepelně izolační mrak, chránící stěny šachty 1 nebo její kalcinační komory 15 před účinkem vyvíjeného tepla v hraničním pásmu 13 nebo kolem něj.

Místo použití jediného velkého přívodu 17 plynu obsahujícího kyslík, lze použít několika přívodů menšího průměru, uspořádaných souměrně. Takové řešení je patrné z obr. 8, který znázorňuje schematicky vodorovný řez rovinou. VII -- VII, zařízením podle obr. 6, se třemi přívody. Na obr. 8 jsou viditelné horní konce těchto přívodů s okraji 11. Tato obměna zařízení podle vynálezu je výhodná pro velkokapacitní výrobu a zaručuje zvětšený styk suspenze materiálu v plynu na větších plochách s plynem, obsahujícím kyslík.

Zařízení znázorněné na obr. 9 má podobně jako zařízení podle obr. 6 mísící komo_x ru 2, navazující přímo na kalcinační komoru 15, tvořenou rozšířenou dolní částí šachty 1. Kalcinační komora 15 Je spojena s vlastním tělesem šachty 1 kuželovitou částí 16 a s přívodem 17 plynu, obsahujícího kyslík, kuželovitou dnovou stěnou 18. IJ tohoto řešení je upuštěno od fluidního lože a к promíchávání suroviny s palivem dochází v přívodech 4 práškovité suroviny, které mohou být jeden, dva nebo· skupina tří i více. Na obr. 9 jsou znázorněny dva přívo dy 4 práškovité suroviny. Palivo se přivádí přímo do každého přívodu 4 a v pravé části obr. 9 je znázorněn příklad provedení zařízení se šroubovým dopravníkem 14 pro přívod uhelného prachu, a na levé části příklad provedení s několika přívody 7 paliva pro přívod oleje, nebo plynu, opatřenými samostatnými ovládacími ventily.

Přesto, že konstrukce zařízení podle obr. 9 je jednodušší než konstrukce zařízení do-, sud popisovaných, dosahuje se v něm velmi důkladného promíchání suroviny s palivem. Suspenze materiálu v plynu se plynule přivádí dolními konci přívodů 4 radiálně směrem dolů a dovnitř preti proudu plynu, obsahujícího kyslík, proudícímu vzhůru střední částí mísící komory 2. Rovněž v tomto případě je suspenze nucena к vířivým proudům 10 znázorněným šipkami na obr. 9, čímž se dosahuje rychlé kalcinace při poměrně nízké teplotě po styku s proudem plynu, obsahujícího kyslík. Po kalcinaci jsou částice materiálu, podobně jako и dřívějších provedení, unášeny vzhůru horní částí Г šachty a v odlučovači od proudu plynu oddělovány.

Obměna zařízení podle vynálezu znázorněná na obr. 10 se liší od zařízení podle obr. 9 tím, že přívody práškovité suroviny mají tvar písmene V, se svislou větví tvořící vlastní přívod 4A a šikmou větví, tvořící mísící komoru ve tvaru šikmého potrubí. Palivo se přivádí do mísící komory 4B a hořlavý plyn, popřípadě s určitým množstvím nehořlavého plynu, se přivádí potrubím 8 v nejnižším místě této potrubní sestavy ve tvaru písmene V a fluidizuje surovinu v mísící komoře 4B. Surovina v přívodu 4A tvoří ucpávku, takže dochází к mohutnému čerpacímu účinku podobně jako и zařízení podle obr. 1. přičemž směs suroviny a paliva přirozeně stoupá mísící komorou 4B do spodní části kalcinační komory 15. U tohoto řešení se dosahuje opět obzvláště dobrého promíchání suroviny s palivem a kalcinace při nízké teplotě, což dovoluje rychlé přivádění suroviny přívodem 4A a snížení konstrukční výšky celého zařízení.

Zařízení znázorněné na ohr. 11. a 12 se liší od uspořádání podoe oor. 10 tím, že větev potrubního útvaru tvořícího písmeno V, která je na obr. 10 šikmá. Je při řešení dle obr. 11 svislá, leží ve svislo ose kalcinační komory 15 a tvoří mísící komoru 4И. Mísící komora 4B ústí do drm kalcr l:omory 15 a. je obklopeim přívodem 17 phmu obsahujícího kyslík. Palivo,. opět mmmsí ne-* hořlavého plynu, je-li toho zapotřebí, se přivádí do spodní čest! rodeí komory 4B přívodem 7-palivu. V dmu prípeuč je přívod 17 plynu, •cmsahvjícun· kvslík. veden z boku, a ústí do šnekového prodloužení 17A, která uděluje plynu impuls к šroubovému pohybu, takže potom proudí šroubovým pohybem vzhůru kalcinační komorou

15, jak je naznačeno šipkami. V tomto případě nedojde k vytvoření vířivých proudů znázorněných křivkami a šipkami 19 u příkladů provedení znázorněných na dřívějších výkresech, avšak šroubovitý pohyb plynu má týž účinek jako víry,, ačkoliv v tomto' případě je společná osa otáčení proudu plynu svislá, na rozdíl od vodorovné u dřívějších provedení.

V příkladu provedení znázorněném na obr. 13 a 14 je použito obdobné kalcinační komory jako u zařízení znázorněných na obr. 9 až 12, avšak podobně jako na obr. 6 je vytvořen prstencovitý nosič fluidního lože na dně komory, k němuž je surovina přiváděna přívodem nebo přívody 4. V důsledku tvaru dnové kuželovité stěny 18 komory a svislé orientace výstupního nástavce 20 , přívodu 17, má nosič fluidního lože trojúhelníkový průřez. Toto· je zvlášť výhodné a dovoluje účinnou a rychlou kalcinaci při stálé nízké · teplotě bez přídavku jakéhokoliv nehořlavého fluidizačního plynu a při použití pouze jediné prstencovité soustavy přívodů 7 paliva pro jeho odpaření a spalování. ^r=omě toho stačí v komoře udržovat pouze srovnatelně malé množství fluidizovaného materiálu. .

Výstupní nástavec 20 je teleskopicky posuvný vůči přívodu 17, a je v něm utěsněn kluznou ucpávkou 21 a ve dnu kalcinační komory 15 kluznou ucpávkou 22. Výhodou toho ' je, že při mírném spuštění výstupního, nástavce 20 přeteče plynule materiál z fluidního' lože přes okraj výstupního nástavce 29 do proudu plynu, obsahujícího , · kyslík, podobně jako tomu bylo u ' provedení podle obr., 1, 3 a G. Další výhodou je, že po' spuštění vrcholu výstupního nástavce 20 do úrovně dna komory může materiál fluidního lože vyprázdnit dno komory směrem dolů do přívodu 17 a · do zásobníku 23 tvořícího sběrnou, komoru. Tento pochod se provádí při občasném, přerušení provozu, když sa velké kusy suroviny nebo cizí předměty usadily ve fluidním loži. Pak se výstupní nástavec , 29 opět vysune do žádané výšky a provoz zařízení lze znovu zahájit.

Materiál v zásobníku 23 neovlivňuje tok plynu, obsahujícího kyslík vzhůru přívodem, 1*7 do kalcinační komory 15, neboť tento plyn je přiváděn bočním potrubím 24, které vede do přívodu .17 nad zásobníkem 53. Do zásobníku 23 ústí dále dmychací potrubí · pro zpětné vyfukování jemných částic rna··r iálu do přívodu 17. Hroudy materiálu neoo cizí tělesa ' zbylá v zásobníku 23 .se po ochlazení odstraňují otevřením šoupátka B.

Na obr. 15 je · znázorněno schematicky úplné zařízení na výrobu · cementu, jehož částí jo zařízení pro kalcinaci podle obr. 3 s tím, že zařízení podle obr. 15 předpokládá vytápění olejem. Je zřejmé, že obdobně je do dále popisované soustavy možné vřadit kalcinační zařízení podle dalších provedení z předchozích obrázků. Na obr. 15 je opět znázorněna šachta 1, mísící komora 2 s okrajem 11, spojená s šachtou ' 1 otvorem 3, přívod 4 předehřáté práškovité suroviny a dále cyklón ' 5. Dále jsou znázorněny přívod ' 7 paliva pro přivádění oleje a potrubí 8 pro přívod dodatečného· fluidizačního plynu.

Horní konec šachty 1 je připojen k vodorovnému potrubí 27, jímž je tangenciálně přiváděna suspenze úplně nebo částečně kalcinované suroviny do cyklónu 28, ve kterém jsou plyn a materiál oddělovány. Materiál klesá potrubím' 29 přímo* do rotační pece 30, v níž je částečně nebo· úplně kalcinovaný materiál, podroben konečnému pálení na slínek. Přívod materiálu do rotační pece 30 je obklopen skříní 31 a podobná skříň 32 je upravena na druhém konci pece. Tato· pec 30 je spojena na dolním konci s chladičem 33 slínku roštového· typu. Slínky padají na rošt · a pohybují se po něm zprava .doleva, a jsou ochlazovány proudem vzduchu přiváděného potrubím 35. Po průchodu vrstvou slínku vstupuje vzduch do skříně 32, k jejímuž vrchu je připojena šachta 1. Část použitého chladicího· vzduchu tedy do· ní vstupuje a tvoří · výše zmíněný plyn, obsahující kyslík. Zbylá část · vzduchu je nasávána do rotační pece 30 a tvoří sekundární spalovací vzduch pro plamen na konci hořákového potrubí 36, vyčnívajícího do pece, v níž dochází ke · slinování předehřáté a kalcinované suroviny. Chladič 33 nemusí být roštového typu, aby mohl sloužit jako zdroj plynu obsahujícího kyslík, přiváděného do · spodní · části šachty 1. K tomuto účelu lze užít i chladičů jiných typů, například nezávisle · otočného· planetového · chladiče anebo bubnového chladiče.

V cyklónu 28 se zcela nebo· částečně zkalcinovaná surovina oddělí od plynu, v němž byla suspendována. Plyn opouští cyklón 28 stoupacím potrubím 37, které ústí tangenciálně do cyklónu 5, tvořícího jeden cyklón dvoustupňového· cyklónového předehřívače. Z horní části předehřívače vede stoupací potrubí 38 do dalšího cyklónu 39. Z cyklónu 39 vede další potrubí 40 k sací straně ventilátoru 41, který vytváří podtlak, takže atmosférický vzduch je nasáván potrubím 33 a pak · dále proudí přes skříň 32, šachtu 1, vodorovné potrubí 27, cyklón 28, stoupací potrubí 37, cyklón 5, stoupací potrubí 38, cyklón 39, další potrubí 40 a .ventilátor 41. Ventilátor 41 vytlačuje plyn · do elektrostatického odlučovače 42 prachu, v němž je prach unášený plynem odlučován a vyčištěný plyn opouští odlučovač 42 potrubím · 43 do neznázorněného větracího výdechu.

Surovina určená k předehřívání v cyklónovém předehřívači, tvořeném cyklóny 37,

5, 38, 39, ke kalcinaci v šachtě í a dále k pálení v rotační peci 30 na slínek, který se nakonec chladí v chladiči 33, přichází do násypky 44. Násypka 44 ústí do potrubí opatřeného hradítkem 46 vhodné kon241433 strukce, které dovoluje svislý průchod suroviny potrubím 45 a brání průchodu plynu. Potrubí 45 je níže připojeno k svislé části stoupacího potrubí 38, v němž se surovina setkává se stoupajícím proudem plynu, a je tímto proudem ohřívána, zatímco plyn se ochlazuje.

Podle principu známého u cyklónových předehřívačů, se surovina spolu s plynem zavádí do cyklónu 39, v němž jsou obě prostředí oddělována. Plyn pak stoupá potrubím 48, zatímco surovina prochází potrubím 47, opatřeným hradítkem 48 stejného typu, jako je hradítko* 46, do stoupacího potrubí 37 . poblíž jeho dolního konce. V důsledku toho je . surovina předehřívána více, neboť plyn, s nímž se setkává ve · stoupacím potrubí 37, je teplejší než plyn, který proudí stoupacím potrubím 38. V cyklónu 5 jsou obě prostředí opět odlučována. Plyn, jak bylo uvedeno výše, stoupá vzhůru stoupacím potrubím 38, zatímcoi plně předehřátá surovina je vedena přívodem 4 do· mísící komory 2, v níž probíhá již popsaný kalcinační proces, a dále pak dó šachty 1, která je s mísicí komorou 2 spojena.

Je účelné poznamenat, že ke kalcinaci a předehřívání suroviny nedochází jako obvykle horkými plyny v· rotační peci, ale zvláštním palivem smíšeným s atmosférickým vzduchem. Výstupní plyny ze slinovacího procesu, probíhajícího' v rotační peci 30, musí být využity jinak · a s výhodou tak, aby se využilo· teplo v nich obsažené. Takové možnosti jisou znázorněny na obr. 15 čerchovanou čarou.

Je-li vyžadována zvláštní fluidizace suroviny v mísicí komoře 2, lze k tomu účelu užít částí výstupních plynů z rotační pece

Claims (21)

1. Způsob alespoň částečné kalcinace předehřáté práškovité suroviny, tvořené uhličitanem vápenatým nebo uhličitan vápenatý obsahující, při kterém je tato surovina přítomna v kalcinačním pásmu ve stavu suspenze v plynu, a kalcinovaný produkt je strháván z kalcinačního· . pásma plynnými zplodinami vznikajícími spalováním paliva a kalcinaci, načež se kalcinovaný produkt od těchto plynných zplodin odděluje, vyznačený tím, že alespoň část předehřáté suroviny se · důkladně smísí s palivem, kterým je buď hořlavý plyn nebo materiál uvolňující při styku s předehřátou surovinou hořlavý plyn a tento plyn tvoří suspenzní prostředí . pro· práškovitou surovinu, s níž vytváří první suspenzi, a tato první suspenze se v kalcinačním pásmu uvádí do styku s proudem plynu obsahujícího kyslík, v němž se dále suspenduje a vytváří s ním druhou suspenzi.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že část předehřáté suroviny se suspenduje přímo v proudu plynu obsahujícího· · kyslík bez předchozího suspendování v hořlavém

30, jak je naznačeno . čerchovanou čarou, končící v potrubí 8. Zbytek · plynů nebo všechny plyny mohou sledovat čerchovaně vyznačenou dráhu 50, tj. lze je zavést do stoupacího' potrubí 37 spodního cyklónu 28, nebo čerchovaně vyznačenou dráhu 51, tj. lze je zavést do· proudu plynu těsně před ventilátorem 41. V tomto · druhém· případě se však teplota plynů nevyužije. Naopak je často nutné vést plyny chladicí věží 52, jak je vyznačeno na obr. 15. V ní jsou plyny chlazeny dříve, než vstoupí do elektrostatického · odlučovače 42, který by nesnesl plyny přesahující určitou teplotu. Kromě toho není vhodné, jestliže plyn nemá určitý stupeň vlhkosti, který se mu samočinně dodá při průchodu chladicí věží 52. Dále je na obr. 15 · vyznačeno schematicky čerchovanou čarou 53, že část předehřáté suroviny může být přiváděna přímo do· spodní části šachty 1, místo aby byla vedena. · přívodem 4 do mísicí komory 2. Spolu s plynem obsahujícím · kyslík pak · stoupá vzhůru šachtou 1.

Možnost snížení výšky zařízení tím, že se sdruží · přívod 4A a mísicí komora 4B do potrubní sestavy ve tvaru písmene V, znázorněné např. na obr. 10, se u zařízení znázorněného· na obr. 15 výhodně uplatní. V tom případě je možno· horní konec každé mísicí komory 4B spojit se spodní částí šachty 1, která může být kratší. To má za následek snížení polohy šoupátka 26, cyklónu 5, cyklónu 39 a odlučovače 42, což prakticky znamená snížení výšky · celého· zařízení. Ohyb v místě propojení přívodu 4A a mísicí komory 4B lze pak umístit na úrovni ústí potrubí 35 nebo· dokonce ještě níže.

vynalezu palivovém plynu, a takto· upravený proud plynu, obsahující kyslík, se v kalcinačním pásmu uvádí do styku s první suspenzí, s níž vytvoří druhou suspenzi.

3. Způsob podle bodu 1 nébo ·2 vyznačený tím, že se vytvoří zásoba alespoň částečně fluidizované směsi plynule přiváděného paliva a předehřáté práškovité suroviny v uzavřeném prostoru jako zdroj plynulé tvorby první suspenze · pro uvedení do styku s proudem plynu obsahujícího· kyslík.

4. Způsob podle bodu 3 vyznačený· tím, že je směs udržována v alespoň částečně fluidizovaném stavu jak topným plynem, tak i nehořlavým plynem zaváděným do směsi, který je alespoň zčásti tvořen plynnými zplodinami z konečné kalcinace nebo následného tepelného zpracování produktu částečné · kalcinace.

5. Způsob podle bodů 1, 3 · nebo 4 vyznačený tím, že předehřátá surovina se před uvedením do styku s proudem plynu ‘obsahujícího kyslík vede .směrem dolů a potom vzhůru po dráze ve tvaru písmene V, při

1В čemž palivo nebo směs paliva, a nehořlavých plynů se do suroviny zavádí v oblasti nejnižšího bodu této dráhy nebo za tímto nejnižším bodem.

6. Způsob podle bodů 1 až 5 vyznačený tím, že první suspenze se přivádí do styku s nejméně jednou stranou směrem vzhůru proudícího proudu plynu obsahujícího kyslík.

7. Způsob podle bodu 6 vyznačený tím, že první suspenze je přiváděna dp styku s proudem plynu obsahujícího kyslík v proudu směřujícím vzhůru.

8. Způsob podle bodů 1 až 7 vyznačený tím, že palivo· a práškovitá surovina se směšují ve fluidním loži práškovité suroviny tím, že se do fluidního lože zespodu přivádí palivo nebo směs paliva s nehořlavým plynem, a tyto plyny vytváří nad fluidním ložem strháváním částeček práškovité suroviny první suspenzi.

9. Způsob podle bodu 8 vyznačený tím, že fluidní lože obklopuje proud plynu obsahujícího kyslík.

10. Způsob podle bodu 8 vyznačený tím, že fluidní lože je obklopováno proudem plynu obsahujícího kyslík.

11. Zařízení pro provádění způsobu podle bodů 1 až 10 zahrnující šachtu a přívod vzestupného proudu plynu obsahujícího kyslík šachtou, jejíž horní konec je spojen s odlučovačem částic kalcinovaného produktu od plynu, vyznačené tím, že s šachtou (1) je spojena mísící komora (2, 4B), opatřená přívodem (4) práškovité suroviny a přívodem (7) paliva.

12. Zařízení podle bodu 11 vyznačené tím,. že nejspodnější část šachty (1) je rozšířena a tvoří kalcinační komoru (15), navazující přímo na mísící komoru (2), přičemž od horního· konce kalcinační komory (15) vede šachta (1) к odlučovači (28) částic kalcinovaného produktu od plynu, a do dna kalcinační komory (15) je zaústěn přívod (17) plynu obsahujícího kyslík.

13. Zařízení podle bodu 11 nebo 12 vyznačené tím, že mísící komora (4B) je tvořena jedním nebo více než jedním směrem vzhůru probíhajícím potrubím, ústícím na horním konci do dna kalcinační komory (15) a na dolním konci spojeným s přívo dem (4A) práškovité suroviny, přičemž přívod (7) paliva je do potrubí mísící komory (4B) zaústěn mezi jeho dolním a horním koncem.

14. Zařízení podle bodu 13 vyznačené tím, že potrubí mísící komory (4B) ústí do středu dna kalcinační komory (15) a je soustředně obklopeno přívodem (17) plynu obsahujícího kyslík.

15. Zařízení podle bodu 13 vyznačené tím, že potrubí mísící komory (4B) ústí do dna kalcinační komory a soustředně obklopuje přívod plynu (17) obsahujícího' kyslík.

16. Zařízení podle bodu 11 nebo 12 vyznačené tím, že mísící кощога (2) je upravena jako nosič fluidního lože, otevřený směrem nahoru do šachty (1), přičemž přívod paliva (7) je veden dnem nosiče.

17. Zařízení podle bodů 11 až 16 vyznačené tím, že nosič fluidního lože je vytvořen ve dně kalcinační komory (15) a přívod (17) plynu obsahujícího kyslík je veden tímto nosičem.

18. Zařízení .podle bodů 11 až 16 vyznačené tím, že nosič fluidního lože je vytvořen ve dně kalcinační komory (15) a přívod (17) plynu obsahujícího kyslík tento· nosič obklopuje.

19. Zařízení podle bodů 11 až 17 vyznačené tím, že nosič fluidního lože je vytvořen ve dně kalcinační komory (15) a má prstencovitý tvar, obklopující vrchol výstupního nástavce (20) přívodu (17) plynu obsahujícího kyslík, probíhajícího středem dna kalcinační komory (15) směrem vzhůru.

20. Zařízení podle bodu 19 vyznačené tím, že prstencovitý nosič fluidního lože má trojúhelníkový průřez, jehož jeden vrchol je obrácen směrem dolů, přičemž tento průřez je vymezován vodorovnou rovinou vedenou vrcholem výstupního nástavce (20), stěnou výstupního nástavce (20), a kuželovitou dnovoú stěnou (18) kalcinační komory (15), spadající směrem к výstupnímu nástavci (20).

21. Zařízení podle bodu 19 nebo> 20 vyznačené tím, že výstupní nástavec (20) přívodu (17) plynu obsahujícího kyslík je výškově přestavitelný.