CS247070B2 - Production method of cement and apparatus to perform this method - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby cementu, při kterém se surová moučka před odkyselením v kalcinátoru a následném vypálení v peci předehřívá ve vícestupňovém tepelném výměníku proudy spalin z pece a z kalcinátoru ve dvou rovnoběžných spalinových větvích, přičemž proud surové moučky se vede vystřídané z jednoho tepelně-výměníkového stupně jedné spalinové větve к tepelně-výměrúkovému stupni druhé spalinové větve, jakož i zařízení к provádění tohoto způsobu.

Pro zdokonalení odkyselení v kalcinátoru zmenšením parciálního tlaku kysličníku uhličitého a pro zdokonalení predehřívání surové moučky před vstupem do kalcinátoru je již známé, viz například vyložená přihláška vynálezu NSR č. 29 31 590, zásobovat kalcinátor nikoli spalinami z pece, nýbrž chladicím vzduchem, který se ohřívá při ochlazování již vypáleného cementového slínku. Proudy spalin z pece a z kalcinátoru se vedou ve dvou navzájem oddělených, rovnoběžných spalinových větvích vícestupňového tepelného výměníku, přičemž proud surové moučky se vede vystřídané z jednoho tepelně-výměníkového stupně jedné spalinové větve к jednomu tepelně-výměníkovému stupni druhé spalinové větve až do kalcinátoru. Dík těmto opatřením nevzniká nežádoucí působení spalin z pece na kalcinátor. Mimoto lze horkými spalinami z pece přivádět proud surové moučky v tepelně-výměmkovém stupni, který je z hlediska proudění surové moučky bezprostředně předřazen kalcinátoru, na vyšší předehrívací teplotu než při jednoproudém vedení spalin, protože teplota spalin z pece je vyšší než teplota spalin z kalcinátoru. Nevýhodná u tohoto známého způsobu je však ta skutečnost, že surovou moučku je třeba přivádět ve dvou dávkovaných dílčích proudech, aby se zajistily alespoň zhruba shodné teplotní poměry obou proudů spalin na studeném konci tepelného výměníku.

Tyto oba dílčí proudy se sice opět sjednotí a společně se vedou sem a tam mezi tepelně-výměníkovými stupni spalinových větví, avšak takové vedení surové moučky znamená nejen vyšší náklady, avšak také horší využití tepla, protože při jinak stejných podmínkách závisí výstupní teplota proudů spalin na hmotnostním poměru mezi surovou moučkou a spalinami. К tomu přistupuje ještě ta skutečnost, že pro každý proud spalin je třeba samostatné dmýchadlo, protože vzhledem к rozdílným teplotám a tlakům spalin by bylo třeba jinak použít značně předimenzovaného společného dmýchadla. Další nevýhoda spočívá v tom, že obě spalinové větve tepelného výměníku musí být vzhledem к rozdílným proudům spalin vytvořeny různě, přičemž koncentrace odpadních látek náchylných к připékání je v pecní větvi podstatně vyšší než ve větvi kalcinátoru, což za jistých okolností vyžaduje vytvářet zvláštní opatření pro pecní větev.

Vynález si klade za úkol odstranit uvedené nedostatky a zdokonalit způsob pro výrobu cementu v úvodu popsaného druhu tak, aby se jednak podstatně zmenšily náklady na zařízení, a jednak zvýšila tepelná účinnost.

Vytčený úkol se řeší způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že proud spalin z pece se po předání tepla surové moučce v tepelně-výměníkovém stupni, který je z hlediska proudění surové moučky bezprostředně předřazen kalcinátoru, směšuje s proudem spalin z kalcinátoru ještě před tím, než se směsný proud spalin rovnoměrně rozdělí do spalinových větví tepelného výměníku.

Smícháním proudů spalin z pece a z kalcinátoru se nejjednodušším způsobem zajistí shodné poměry pro spalinové větve tepelného výměníku, takže rozdělování proudu surové moučky do dílčích proudů při přívodu surové moučky může zcela odpadnout. Tím se dosahuje dokonalejšího využití odpadního tepla proudů plynů při úpravě zjednodušeného zařízení a zmenšení nákladů, protože spalinové větve tepelného výměníku lze vytvořit v souhlasném provedení. Množství spalin, která proudí jednotlivými tepelně-výměníkovými stupni jsou pro obě spalinové větve stejně velká a mají shodnou úroveň tlaku. Mimoto se dosahuje v obou spalinových větvích stejné koncentrace odpadních látek, která je nižší nežli koncentrace odpadních látek v samostatné pecní větvi, takže se dosahují výhody i z hlediska nebezpečí připékání.

Vzhledem к tomu, že jsou v obou , spalinových větvích stejné tlakové poměry, lze části směsného proudu spalin před vyfukováním do okolního ovzduší, bez problému zase spojit, což umožňuje využití jednoho společného dmýchadla.

Při konstrukci zařízení к provádění popsaného způsobu lze s výhodou vycházet ze zařízení s pecí pro pálení odkyselené syrové moučky a s kalcinátorem, který je předřazen peci, a ke kterému je předřazen vícestupňový tepelný výměník, jehož tepelně výměníkové jednotky jsou zapojeny za sebou do dvou rovnoběžných, ke spalinovým potrubím pece a kalcinátoru připojených spalinových větví, přičemž vynášecí potrubí surové moučky tepelně-výměníkových jednotek jedné spalinové větve jsou vystřídané spojené s plnicími potrubími tepelněvýměníkových jednotek druhé spalinové větve. Pokud podle podstaty vynálezu vyúsťují plynové výstupní potrubí bezprostředně na spalinové potrubí pece připojené tepelně-výměníkové jednotky a spalinové potrubí kalcinátoru ve směšovací komoře, ke které jsou připojena plynová přívodní potrubí pro obě spalinové větve, vytvoří se velmi jednoduchými způsobem směsný proucí ze spalin pece a ze spalin kalcinátoru a tento· směsný proud spalin se rozdělí spalinovým větvím tepelného· výměníku, a pokud je 'to · nutné lze zajistit ·regulaci -množství - a požadované rozdělení do obou spalinových větví - regulátorem. -Směšovací komora nepotřebuje k tomuto, -účelu zpravidla žádné zvláštní vytvoření. Spojení plynového výstupního potrubí tepelně-výměníkové jednotky, bezprostředně připojené na spalinové -potrubí pece, se spalinovým potrubím kalcinátoru zpravidla -dostačí -pro uspokojivé směšování - proudů spalin - z pece -a z kalcinátoru.

Vynález je -v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení - ve spojení -s výkresovou částí.

Na obr. je znázorněno zařízení к provádění způsobu podle vynálezu pro výrobu cementu ve zjednodušeném - blokovém schématu.

Surová moučka, jejíž tok je schematicky vyznačen - čárkovaně, se přivádí plnicím potrubím 1 do vícestupňového tepelného výměníku, který je vytápěn spalinami z válcové rotační pece 2- - pro -vypalování předehřáté a kalcinované surové moučky a spalinami kalcinátoru 3, který je - předřazen před válcovou ratační -pec 2. Tento tepelný výměník má dvě rovnoběžné spalinové větve 4 a 5, které jsou tvořeny cyklónově vytvořenými tepelně-výměníkovými jednotkami 4a, 4b a 4c na straně jedné a tepelně-výměníkovými jednotkami 5a, 5b, a 5c na straně druhé. Jak je patrno z průtokového schématu proudů spalin, zakresleného plnými čarami, jsou spalinové větve 4 a 5 tepelného- výměníku připojeny na směšovací komoru 6, do které vyúsťují spalinové potrubí 7 - kalcinátoru 3 a plynové výstupní potrubí 8 tepelně-výměníkové jednotky 10, připojené na spalinové potrubí 9 z pece, přičemž vynášecí potrubí 11 tepelně-výměníkové jednotky 10 pro surovou moučku je spojeno- s kalcinátorem 3. Po průchodu oběma spalinovými větvemi 4 a 5 se oba dílčí proudy opět spojí a jsou vyfukovány do- okolního- -ovzduší společným dmýchadlem 12.

Surová moučka, přiváděná do- tepelného výměníku plnicím potrubím 1 se dostává nejprve do- tepelně-výměníkové jednotky 4c, odkud se proud surové moučky přivádí vynášecím potrubím 13 do tepelně-výměníkové jednotky 5c spalinové větve 5, v jejímž plnicím potrubí 14 vyúsťuje vynášecí potru bí 13. V dalším je proud surové moučky veden vystřídané sem a tam mezi tepelně-výměníkovými jednotkami spalinových větví 4 a - 5, - přičemž - surová moučka - - se stupňovitě ohřívá. Před - tím, než se - surová moučka přveďe - do- kalcinátoru -3, vstoupí do tepelně-výměníkové jednotky 10, která je vyhřívána toliko - spalinami z pece 2, - což umožňuje její -přivedení na vyšší -předehřívací teplotu, protože spaliny z -pece -2- jsou teplepší než proud -spalin z -kalcinátoru 3. - S tímto vedením pecního plynu je spojeno odpovídající - chlazení pecních spalin, - což zajišťuje nižší oblast teploty ve směšovací komoře >6 a tím· .i --nižší teplotu spalin v oblasti dmýchadla 12.

V kalcinátoru 3 se surová -moučka odkyseluje, přičemž - k tomu potřebné přídavné množství tepla se přivádí přes -hořák 15. Jako spalovací vzduch se s výhodou používá část - ohřátého chladicího -vzduchu z chladiče 16, který je zařazen za válcovou rotační pecí -2, . a do kterého- se přivádí surová moučka vypálená ve válcové rotační peci 2 na cementový slínek. Další část chladicího vzduchu z -chladiče 16 - se přivádí - do - válcové rotační pece 2 jako spalovací vzduch. Surová moučka odkyselená v kalcinátoru 3 se spolu s proudem spalin z kalcinátoru 3 přivádí do cyklónového odlučovače 17, jehož vynášecí potrubí 18 surové moučky vyúsťuje ve válcové rotační peci 2. Pro ovládání potřebného množství spalovacího vzduchu pro kalcinátor 3 v závislosti na příslušném množství paliva je upravena regulační klapka 19.

I když na základě souhlasné konstrukce spalinových větví 4 a 5 tepelného výměníku proudí všeobecně shodné množství spalin spalinovými větvemi 4 a 5, lze zajistit i nucené rozdělení směsného proudu spalin prostřednictvím odpovídajícího ovládacího ústrojí.

Jak je zřetelně patrno z blokového schématu zařízení pro výrobu cementu podle vynálezu, vytvoří se míšením spalinových proudů z pece 2 a z kalcinátoru 3 pro obě spalinové větve 4 a 5 tepelného- výměníku vhodné, podmínky, které jednak zajišťují zjednodušení celého zařízení a jednak umožňují výhodný způsob z hlediska tepelné účinnosti, který mimo- to podstatně zmenšuje nedostatky spojené s vysokou koncentrací odpadních látek, jinak vznikajících- v pecní spalinové větvi.

Claims (4)

1. Způsob výroby cementu, při kterém se surová moučka před odkyselením v kalcinátoru a následném: vypálení v peci předehřívá ve vícestupňovém tepelném výměníku proudy spalin z pece a z kalcinátoru ve dvou rovnoběžných spalinových větvích, přičemž proud surové moučky se vede vystřídané z jednoho tepelně-výměníkového stupně jedné spalinové větve к tepelně-výměníkovému stupni druhé spalinové větve, vyznačený tím, že zhruba 1 200 °C horký proud spalin z pece se po předání tepla surové moučce o teplotě zhruba 1 000 ^CC směšuje se zhruba 950 °C horkým proudem spalin z kalcinátoru a potom se směsný proud spalin přivádí zhruba v množství 50 % do obou spalinových větví.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že dílčí proudy směsného proudu spalin se před vypuštěním opět sjednotí.

3. Zařízení к provádění způsobu podle bodu 1 nebo 2 s pecí pro vypalování odkyselené surové moučky a s kalcinátorem, kte-

VYNÁLEZU rý je předřazen peci a ke kterému je předřazen vícestupňový tepelný výměník, jehož tepelně-výměníkové jednotky jsou zapojeny za sebou do dvou rovnoběžných, ke spalinovým potrubím pece a kalcinátoru připojených spalinových větví, přičemž vynášecí potrubí surové moučky tepelně-výměníkových jednotek jedné spalinové větve jsou vystřídané spojena s plnicími potrubími tepelně-výměníkových jednotek druhé spalinové větve, vyznačené tím, že plynové výstupní potrubí (8) bezprostředně na spalinové potrubí (9) pece (2) připojené tepelně-výměníkové jednotky (10) a spalinové potrubí (7) kalcinátoru (3) vyúsťují ve směšovací komoře (6), ke které jsou připojena plynová přívodní potrubí pro obě spalinové větve (4, 5).

4. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že spalinové větve (4, 5) tepelného výměníku, vycházející ze směšovací komory (6), jsou připojeny ke společnému dmýchadlu (12) na spalinové plyny.

1 list výkresů