CS248164B1 - Způsob tepelné přípravy jemně zrnitých a práškových materiálů a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu a zařízení pro tepelnou přípravu jemně zrnitých a práškových materiálů. Sdílení tepla při předehřevu a případně i částečné dekarbonizaci materiálu probíhá v oblasti vysokých teplot souproudým nebo protiproudým způsobem, případně kombinací těchto dvou způsobů, přičemž v oblasti nižších teplot probíhá předehřev způsobem sdílení tepla vstřícnými proudy. Zařízení sestává z cyklonových nebo šachtových, případně šachto-cyklonových předehřívačů, jejichž nízkoteplotní část je tvořena jedním nebo několika teplovýměnnými stupni se vstřícnými proudy.

Description

Vynález se týká způsobu tepelné přípravy jemně zrnitých a práškových materiálů, jako například předehřevu, případně i částečné dekarbonizaoe oementářské suroviny, práškového vápence, magnezitu, Al^O^ atd. a zařízení k provádění způsobu.

Pro výše uvedenou tepelnou přípravu je u současných teplovýměnných, převážně disperzních systémů využíváno souproudého, protiproudého nebo souproudého i protiproudého způsobu sdílení tepla současně. Jako zařízení je k tomu používáno cyklonových, šachtových nebo šachto-cyklonových předehřívačů.

Efektivnost sdílení tepla, která vyjadřuje požadavek na dosaženi maximální intenzity přestupu tepla při minimálním obestavěném prostoru a udržení nákladů na energii, spotřebovanou na překonávání tlakových ztrát při průtoku médií systémem, na přijatelné ekonomické úrovni, je u těchto systémů poměrně uspokojivá, zejména v oblasti předehřevu s vysokými teplotami plynů a předehřívaného média, tedy v horké zóně, kde je nutné, aby zařízení bylo i co nejjednodušší s ohledem na náchylnost k tvorbě nálepků z předehřívaného materiálu.

V oblasti nižších teplot předehřevu, tedy v chladnější zóně, je celková efektivnost sdílení tepla nižší. Snaha o dosažení lepšího využití tepla k předehřevu, tedy účelného snížení teplot odpadních plynů z předehřívače vede u současných systémů k připojování dalšího jednoho nebo dvou cyklonových teplovýměnných stupňů, což přináší nežádoucí zvýšení stavební výšky a tlakové ztráty předehřívače, tedy zvýšení investičních i provozních nákladů. Toto zvýšeni je však neúměrné vzhledem k dosaženému efektu.

Podstata způsobu tepelné přípravy zrnitých a práškových materiálů podle vynálezu spočívá v tom, že v chladnější zóně je využíván efektivnější způsob sdílení tepla vstřícnými proudy, zatímco v horké zóně je zachováno sdílení tepla v souproudu, protiproudu nebo souproudu i protiproudu současně.

Vstřícné proudy lze charakterizovat jako dva proudy disperzní směsi mraku částice-plyn, které jsou přiváděny dvěma kanály, jejichž osy se protínají, většinou pod úhlem 180°. V místě styku těchto dvou proudů dochází ke zvýšené koncentraci tuhých částic a k místnímu zintenzívnění transportních procesů mezi částicemi a plynem.

V důsledku tangenciálních vstupů se vytváří v šachtě nebo cyklonu intenzívni krouživé nebo vířivé proudění plynů, kde nastává výměna tepla mezi plyny a částicemi.

Hlavní výhody řešení podle vynálezu jsou v tom, že u cyklonových nebo šachtových předehřivačů je namísto připojení dalších dvou cyklonových stupňů v horní části předehřívače připojen pouze jeden teplovýměnný stupeň se vstřícnými proudy, nebo namísto připojení jednoho cyklonového stupně jsou jeden nebo dva cyklonové stupně horní části stávajícího předehřívače rekonstruovány na teplovýměnné stupně se vstřícnými proudy při zachování, resp. mírném snížení stavební výšky stávajícího předehřívače.

Na výkresu je na obr. 1 naznačen v nárysu příklad provedení zařízení podle vynálezu a na obr. 2 jiné příkladné provedení.

Zařízení (obr. 1) sestává z předehřívače i horké zóny, sestaveného z jednoho nebo více cyklonových, šachtových nebo cyklonových i šachtových teplovýměnných stupňů současně a z předehřívače 10 chladnější zóny. Předehřívač 1, horké zóny je ve směru proudění horkých plynů zakončen dvojicí potrubí 2, do něhož je zaústěna dvojice přívodního potrubí 3 předehřívaného materiálu. Dvojice potrubí 2 je zaústěna do křížového kusu j4, jenž je propojen dvojicí odtahového potrubí 5 a dvojicí cyklonových stupňů 6, jejichž výpadová část je propojena dvojicí potrubí 2 ^s předehřívačem 2 horké zóny na dvojici cyklonových stupňů £ je napojeno odtahové potrubí jí·

Dvojice potrubí 2, dvojice přívodního potrubí 3 předehřívaného materiálu křížový kus 4, dvojice odtahového potrubí 5, dvojice cyklonových stupňů j6 a dvojice potrubí 7 tvoří jeden teplovýměnný stupeň 9 se vstřícnými proudy.

Jeden nebo více na sebe navazujících teplovýměnných stupňů 9 se vstřícnými proudy pak tvoří předehřívač 10 chladnější zóny. Horké plyny z předehřívače T horké zóny vstupují dvojicí potrubí 2, do něhož je dvojicí přívodního potrubí 3 předehřívaného materiálu 2 přiveden předehřívaný materiál, do křížového kusu 4, kde dochází v důsledku střetu směsi přiváděného horkého plynu a předehřívaného materiálu k intenzívní výměně tepla. Z křížového kusu £ je pak směs plynů a předehřátého materiálu dopravena dvojicí odtahového potrubí 5 do dvojice cyklonových stupňů jj, kde dochází za současně probíhající výměny tepla v souproudu k odloučení předehřívaného materiálu od plynů. Předehřívaný materiál je zaveden dvojici potrubí 7_ do předehřívače £ horké zóny a plyny jsou potrubím £ odvedeny z předehřívače 10 chladnější zóny 9 a tím i z celého zařízení.

Na obr. 2 předehřívač 10 chladnější zóny sestává ze dvou na sebe navazujících teplovýměnných stupňů 9 se vstřícnými proudy.

U tohoto zařízení jsou plyny, vycházející z dvojice cyklonových stupňů £ prvého teplovýměnného stupně 5· se vstřícnými proudy zavedeny potrubím 2 do navazujícího druhého teplovýměnného stupně 2 ^se vstřícnými proudy, odkud jsou teprve potrubím 11 odvedeny ze zařízení.

Claims (2)

1. Způsob tepelné přípravy jemně zrnitých a práškových materiálů, probíhající v horké a chladnější zóně, přičemž tepelná příprava v horké zóně probíhá při souproudém, protiproudém nebo souproudém i protiproudém způsobu sdílení tepla, vyznačující se tím, že tepelná příprava v chladnější zóně probíhá způsobem sdílení tepla vstřícnými proudy.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 sestávající z předehřívače horké zóny a předehřívače chladnější zóny, přičemž předehřívač horké zóny je tvořen cyklonovými, šachtovými, nebo cyklonovými i šachtovými teplovýměnnými stupni a je ve směru proudění horkých plynů zakončen dvojicí potrubí, kterou plyny z předehřívače horké zóny vstupuji do předehřivače chladnější zóny, vyznačené tím, že předehřívač (10) chladnější zóny je tvořen alespoň jedním teplovýměnným stupněm (9) se vstřícnými proudy, jenž sestává z dvojice potrubí (2) s dvojicí přívodních potrubí (3) předehřívaného materiálu, propojených křížovým kusem (4) s dvojicí odtahového potrubí (5) opatřených dvojicí cyklonových stupňů (6) s dvojicí potrubí