CS252651B1

CS252651B1 - Method of thermal preparation for powdered mostly carbonate or clayey raw material sintering and equipment for realization of this method

Info

Publication number: CS252651B1
Application number: CS573080A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Michalek; Jaromir Horcicka; Zdenek Krucek; Ladislav Kristek; Josef Plsek; Jaroslav Pospisil
Original assignee: Zdenek Michalek; Jaromir Horcicka; Zdenek Krucek; Ladislav Kristek; Josef Plsek; Jaroslav Pospisil
Priority date: 1980-08-21
Filing date: 1980-08-21
Publication date: 1987-09-17

Abstract

Vynález se týká způsobu tepelné přípravy ke slinováni práškové, převážně karbonátové nebo jílové suroviny a zařízení k provádění tohoto způsobu. Tepelná příprava práškové převážně karbonátové nebo jílové suroviny ke slinování spočívá v tepelném rozkladu - předkalcinaci - předem předehřáté suroviny před jejím vstupem do slinovacího zařízení, například do rotační pece. U známých postupů předkalcinace dodává teplo potřebné k rozkladu určité části suroviny jen jediný proud plynů, přivedený budto ze slinovacího zařízení, nebo ze zvláštního kalcinačního topeniště, nebo nej častěji vytvořený smísením plynů ze slinovacího zařízení a ze zvláštního topeniště, přičemž k míšení dvou složek do jednoho proudu dochází nejpozději v tom prostoru kde předkalcinace probíhá - tj. v kalcinátoru. Nevýhodami těchto známých postupů je jednak poměrně krátká doba průchodu práškové suroviny - nebo alespoň její podstatné části - kalcinátorem a nutnost přivádět veškeré teplo potřebné k předkalcinaci tímto jediným proudem plynů, což ztěžuje úplné dokončeni tepelného rozkladu suroviny před vstupem do rotační pece a vede k požadavku vysokých teplot při předkalcinaci nebo k vysoké spotřebě paliva přidávaného do kalcinátoru, protože nejteplejší plyny se setkávají bu3to s nejchladnějši surovinou (při souproudém únosu suroviny v plynech), Čímž dochází k degradaci tepla,'nebo - při protiproudém postupu zahuštěné suroviny vůči proudu plynů - se nejteplejší plyny setkávají s nerovnoměrně, ale v průměru vysoko zkalcinovanou surovinou, což ztěžuje kontrolu předkalcinace a vede k nalepování suroviny.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for the thermal preparation for powder sintering, predominantly carbonate or clay raw materials and apparatus for carrying out the method. The thermal preparation of a predominantly carbonate or clay raw material for sintering rests in thermal decomposition - precalcination - of the pre-heated raw material before it enters the sintering equipment, such as a rotary kiln. In known precalcination processes, it supplies the heat needed to decompose a certain portion of the feedstock only a single gas stream brought either from the sintering plant or from a special calcining plant furnace, or more often formed by mixing gases from the sintering plant and from a special one the furnace, the mixing of the two components into one stream occurs at the latest in the space where the precalcination takes place - ie in the calciner. The disadvantages of these known processes are the relatively short passage time of the powder raw material - or at least a substantial part of it - by a calciner and the need to supply all heat needed to precalcine this single gas stream, making it difficult to complete the thermal process decomposition of the feedstock before entering the rotary kiln and leads to the requirement of high temperatures in precalcination or the high fuel consumption added to the calciner because of the hottest gases they meet with the coldest raw material (in co-abduction of raw material in gases), heat degradation occurs, or, in a countercurrent process, thickened feedstock gases - the hottest gases meet unevenly, but highly calibrated on average raw material, which makes it difficult to control precalcination and leads to sticking of the raw material.

Description

iand

Vynález se týká způsobu tepelné přípravy ke slinováni práškové, převážně karbonátové nebo jílové suroviny a zařízení k provádění tohoto způsobu.The present invention relates to a method of thermal preparation for sintering of a powdered, predominantly carbonate or clay raw material and to an apparatus for carrying out the method.

Tepelná příprava práškové převážně karbonátové nebo jílové suroviny ke slinování spočívá v tepelném rozkladu - předkalcinaci - předem předehřáté suroviny před jejím vstupem do slinovacího zařízení, například do rotační pece.The thermal preparation of the powdered predominantly carbonate or clay raw material for sintering involves thermal decomposition - precalcination - of the pre-heated raw material before it enters the sintering device, for example a rotary kiln.

U známých postupů předkalcinace dodává teplo potřebné k rozkladu určité části suroviny jen jediný proud plynů, přivedený budto ze slinovacího zařízení, nebo ze zvláštního kalcinačního topeniště, nebo nej častěji vytvořený smísením plynů ze slinovacího zařízení a ze zvláštního topeniště, přičemž k míšení dvou složek do jednoho proudu dochází nejpozději v tom prostoru kde předkalcinace probíhá - tj. v kalcinátoru.In the known precalcinating processes, the heat required to decompose a portion of the feedstock supplies only a single stream of gases, either supplied from the sintering device or from a separate calcining furnace, or most commonly formed by mixing gases from the sintering device and a separate furnace. Current occurs at the latest in the area where the precalcination takes place - ie in the calciner.

Nevýhodami těchto známých postupů je jednak poměrně krátká doba průchodu práškové suroviny - nebo alespoň její podstatné části - kalcinátorem a nutnost přivádět veškeré teplo potřebné k předkalcinaci tímto jediným proudem plynů, což ztěžuje úplné dokončeni tepelného rozkladu suroviny před vstupem do rotační pece a vede k požadavku vysokých teplot při předkalcinaci nebo k vysoké spotřebě paliva přidávaného do kalcinátoru, protože nejteplejší plyny se setkávají bu3to s nejchladnějši surovinou (při souproudém únosu suroviny v plynech), Čímž dochází k degradaci tepla,'nebo - při protiproudém postupu zahuštěné suroviny vůči proudu plynů - se nejteplejší plyny setkávají s nerovnoměrně, ale v průměru vysoko zkalcinovanou surovinou, což ztěžuje kontrolu předkalcinace a vede k nalepování suroviny.The disadvantages of these known processes are, on the one hand, the relatively short passage time of the powdered feedstock - or at least a substantial part of it - through the calciner and the need to supply all the heat required for precalcination with this single gas stream, making it difficult to complete the thermal decomposition of the feedstock before entering the rotary kiln. temperatures during precalcination or high fuel consumption to the calciner, since the hottest gases encounter either the coldest feedstock (with the concurrent abduction of the feedstock in the gases), resulting in heat degradation, or - in the countercurrent flow of the concentrated feedstock to the gas stream. the gases encounter uneven, but on average highly calcined feedstock, which makes it difficult to control precalcination and leads to sticking of the feedstock.

Uváděné nevýhody odstraňuje způsob tepelné přípravy suroviny dle vynálezu v podstatě tim, že rozklad a další ohřev předem předehřáté suroviny probíhá ve dvou z hlediska vedení suroviny sériově zařazených a z hlediska proudu teplonosných plynů paralelních stupních, přičemž v prvním stupni spočívajícím v rozkladu větší části karbonátů nebo jílů je surovina vedena sestupně převážně v protiproudu k vzestupně vířící směsi hořícího paliva a vzduchu a samospádem je přiváděna do druhého stupně tepelné přípravy, spočívajícího v dokončování rozkladu karbonátů a jílů za dalšího ohřevu suroviny unášené souproudně plyny obsahujícími kyslík a přiváděnými ze slinováni odděleně od proudu plynů v prvním stupni tepelné přípravy a obsahujícími dále hořící zbytky paliva z prvního stupně nebo další zvlášt přidávané palivo tak, že po spálení hořlavých látek je alespoň část suroviny z proudu horkých plynů odloučena ke slinování a alespoň část suroviny může procházet tímto druhým stupněm několikrát a přičemž paralelně vedené proudy plynů z obou stupňů tepelné přípravy se alespoň z části po dokončení tepelné přípravy spojují k zajištěni předehřevu suroviny předcházejícímu tepelné přípravě.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the method of thermal preparation of the raw material according to the invention essentially in that the decomposition and further heating of the pre-heated raw material takes place in two parallel stages of the feed line and heat transfer gas streams, in the first stage consisting of decomposition of most carbonates or clays. the raw material is led downwardly in countercurrent to an ascending swirling mixture of burning fuel and air and is gravitationally supplied to the second stage of heat preparation, which consists in completing the decomposition of carbonates and clays with further heating of the raw material entrained by the oxygen-containing gases co-flowing from the sintering separately a first heat treatment stage and further comprising burning fuel residues from the first stage or other separately added fuel such that at least a portion of the raw material after combustion of the combustible materials from the hot gas stream separated to sintering, and at least a portion of the feedstock may pass through this second stage several times, and wherein the parallel-directed gas streams from the two cooking stages combine at least in part to complete preheating of the feedstock prior to heat treatment.

Zařízení k provádění způsobu zahrnuje disperzní předehřívač s alespoň jednou válcovou předehřívači částí šachtou opatřenou v dolní třetině tangenciálně zaústěným hrdlem pro přívod plynů, kalcinátor uspořádaný jako kuželová výsypka šachty, která navazuje horním okrajem většího průměru souose na dolní okraj této šachty a je opatřena nejméně jedním přívodem paliva a nejméně jedním přívodem vzduchu z chladiče a zaústěna do spádového potrubí suroviny, další kalcinátor tvořený svislou nebo od svislice nejvíce o 40° odkloněnou šachticí, která je opatřena alespoň přívodem paliva, nebo směsi paliva se surovinou a je spojena dole s výstupním hrdlem plynů ze slinovacího zařízení a nahoře se vstupním hrdlem odlučovače.The apparatus for carrying out the method comprises a dispersion preheater with at least one cylindrical preheater portion with a shaft provided in the lower third with a tangentially mouthed gas inlet, a calciner arranged as a conical hopper chute which adjoins the upper edge of larger diameter coaxially to the lower edge of the shaft and provided fuel and at least one air inlet from the cooler and connected to the downcomer of the feedstock, another calciner consisting of a vertical or 40 ° diverted shaft that is at least 40 ° diverted and which is provided with at least fuel feed or fuel / feed mixture and connected downstream to the gas outlet sintering device and top with separator inlet neck.

Potrubí suroviny z prvního kalcinátoru je zavedeno do druhého kalcinátoru, přičemž výsypka suroviny odlučovače je propojena se slínovacím zařízením nebo i se šachticí druhého kalcinátoru a kalcinátor přeš výstupní hrdlo plynů odlučovače je propojen s hrdlem alespoň jedné šachty, nebo i s bypassovým zařízením pro odloučení těkavých škodlivin. Řešením podle vynálezu se jednak zvýší stupeň dekarbonizáoe suroviny, čímž se zintenzivní tepelné zpracování suroviny, jednak se dosáhne rovnoměrnějšího jejího tepelného zpraoování.The raw material piping from the first calciner is introduced into the second calciner, wherein the separator raw material hopper is connected to the sintering device or even to the second calciner shaft and the calciner through the outlet gas neck of the separator is connected to the neck of at least one shaft or even bypass device for separating volatile pollutants. The solution according to the invention firstly increases the degree of decarbonisation of the feedstock, thereby intensifying the heat treatment of the feedstock, and at the same time achieving a more uniform heat treatment thereof.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je schematicky v nárysném pohledu znázorněno na výkrese.An exemplary embodiment of the device according to the invention is schematically shown in a side view in the drawing.

Disperzní předehřiyač je tvořen válcovou předehřívači šachtou JL, která je ve své dolní třetině opatřena tangenciálně zaústěným hrdlem 2 pro přívod plynů. Kalcinátor 2 j^e uspořádán jako kuželová výsypka šachty 2» která navazuje horním okrajem většího průměru souose na dolní okraj této šachty 1 a je opatřena přívodem ý paliva a přívodem 2 vzduchu z neznázorněného chladiče a zaústěna do spádového potrubí 6 suroviny.The dispersion preheater consists of a cylindrical preheater shaft 11, which in its lower third is provided with a tangentially connected neck 2 for the gas supply. The calciner 2 ^e j arranged as a conical hopper shaft 2 »which adjoins the upper edge of greater diameter concentrically with the lower edge of the shaft 1 and is provided with a supply of fuel and characterized inlet 2 and the air from the cooler, not shown and ends in the downfalling pipe 6 feedstock.

Další kalcinátor T. j® tvořen svislou šachticí (může být od svislice i odkloněna až o 40°) , která je opatřena rozprašovacím přívodem jJ paliva, nebo směsi paliva se surovinou a je spojena dole s výstupním hrdlem 2 plynů ze slinovacího zařízení 10 a nahoře se vstupním hrdlem odlučovače 11. Potrubí 2 suroviny z kalcinátoru 3 je zavedeno do kalcinátoru J7, přičemž výsypka suroviny Odlučovače 11 je propojena se slínovacím zařízením 10 nebo i se šachticí kalcinátoru 2 a kalcinátor J7 přes výstupní hrdlo plynů odlučovače 11 je propojen alespoň s hrdlem 2 šachty 2, nebo i-s dalším předehřívačem nebo i bypassovým zařízením pro odloučení těkavých škodlivin.Another calciner T. j® is formed by a vertical shaft (can be inclined up to 40 ° from the vertical), which is provided with a spraying inlet of fuel or a mixture of fuel and raw material and is connected downstream to the gas outlet 2 of sintering device 10 and above. with the inlet throat of the separator 11. The raw material piping 2 of the calciner 3 is introduced into the calciner 17, wherein the hopper of the separator 11 is connected to the sintering device 10 or even to the shaft of the calciner 2. shaft 2 or with another preheater or bypass device for separating volatile pollutants.

Zařízení pro tepelnou přípravu ke slinování 150 tun cementářské suroviny za hodinu pro 100 tun slínku za hodinu příkladně pracuje a je uspořádáno takto:The heat preparation apparatus for sintering 150 tons of cement raw material per hour for 100 tons of clinker per hour works by way of example and is arranged as follows:

Surovina obsahuje na každý kilogram slínku cca 0,5 kg karbonátově vázaného CO₂ a v protiproudé předehřívači šachtě 2 j® předehřátá na cca 750 °C. Do kalcinátoru 2 navazujícího na dolní okraj šachty 2 sestupuje předehřátá surovina v protiproudu k toku vířící hořící směsi paliva přiváděného z přívodu 2 a vzduchu z přívodu 2 zahřátého v chladiči slínku na cca 750 °C - přičemž množství přiváděného paliva se udržuje tak, aby teplota hořící směsi v každém místě prvniho kalcinátoru 2 nebyla vyšší než o 50 °C oproti příslušné rovnovážné teplotě suroviny v tomtéž místě kalcinátoru 3, určené z rovnovážného stupně rozkladu a aby surovina na výstupu z kalcinátoru 2 měla stupeň rozkladu největší, ale menši než 80%, což odpovídá 0,4 kg uvolněného CC>2 na každý kg slínku a rovnovážné teplotě suroviny cca 800 °C, tzn. teplotě hořící směsi paliva a vzduchu uprostřed kalcinátoru 2 cca 850 °C a na dolním okraji šachty 2 cca 800 °C.The raw material contains about 0.5 kg of carbonate-bound CO ₂ per kilogram of clinker and preheated to about 750 ° C in a countercurrent preheater shaft 2 j ®. Preheated feedstock flows countercurrently to the calciner 2 downstream of the shaft 2 to the flow of the swirling burning fuel mixture from the inlet 2 and the air from the inlet 2 heated in the clinker cooler to about 750 ° C - maintaining the amount of fuel supplied so that the mixture at each point of the first calciner 2 was not higher than 50 ° C above the respective equilibrium temperature of the feedstock at the same point of the calciner 3 determined from the equilibrium degree of decomposition and that the feedstock at the outlet of the calciner 2 had a degree of decomposition but less than 80% corresponds to 0.4 kg of released CC> 2 for each kg of clinker and the raw material equilibrium temperature is about 800 ° C, ie. the temperature of the burning fuel-air mixture in the center of the calciner 2 is about 850 ° C and at the lower edge of the shaft 2 is about 800 ° C.

Potrubím 2 padá surovina do šachtice kalcinátoru 7_, ve které se disperguje do cca 1 000 °C teplých, cca 4% kyslíku obsahujících plynů přiváděných ze slinovacího zařízení 10, přičemž teplem těchto plynů a jen z menši části i teplem paliva z rozprašovacího přívodu 2 ^se rozklad suroviny dokončuje.Line 2 falls feedstock to the shaft calciner 7, in which is dispersed to about 1000 ° C hot, approximately 4% of oxygen-containing gas supplied from the sintering device 10, while the heat of these gases, and only a minor part and supplies the fuel from the spray inlet ² the decomposition of the raw material completes.

Po spálení téměř všech hořlavých látek v kalcinátoru 7_ se kalcinovaná surovina a plyn vede do odlučovače 21» kde se větší část cca 850 °C teplé suroviny z proudu 860 až 900 ° C horkých plynů odloučí a svede spádem do slinovacího zařízení 10 a část suroviny' se spolu s plyny přes šachtu 2 hrdlem 2 nebo i z výsypky odlučovače 11 přímo vrací do dolní části kalcinátoru 7.After the combustion of almost all of the combustible substances in the calciner 7, the calcined feedstock and gas are fed to a separator 21 where a major portion of about 850 ° C of hot feedstock is separated from the hot gas stream 860 to 900 ° C. together with the gases via the shaft 2 through the neck 2 or from the hopper of the separator 11 directly returns to the lower part of the calciner 7.

V šachtě 2 ^se spojují oba proudy plynů z kalcinátoru 2 ^a 2. éo jednoho proudu teplého cca 850 °C sloužícího k předehřevu suroviny na 750 °C.In the shaft 2 ^{, the} two gas streams from the calciners 2 ^and 2 are combined.

Tímto postupem se dosáhne snížení měrné spotřeby paliva, poněvadž do kalcinátoru 3 přiváděný vzduch není třeba ohřívat až na výstupní teplotu plynů 860 až 900 °C, nezbytnou pro dokončení kalcinace. Zároveň se zmenší nebezpečí přehřívání a lepení suroviny na stěny, protože do kalcinátoru 7_ se přivádí k dokončení kalcinace jen 1 000 °C teplé plyny, nebo jen malé množství - nejvýše 15% - z celkové spotřeby paliva, což vzhledem k množství suroviny zvětšenému ještě oběhem části suroviny z odlučovače 21» zabraňuje nebezpečnému zvýšení teplot a usnadňuje tahovou regulaci systému.This procedure results in a reduction of the specific fuel consumption, since the incoming air to the calciner 3 does not need to be heated up to a gas outlet temperature of 860 to 900 ° C necessary to complete the calcination. At the same time, the risk of overheating and sticking of the raw material to the walls is reduced, since only 1000 ° C of hot gases or only a small amount - not more than 15% - of the total fuel consumption are supplied to the calciner 7 to complete calcination. parts of the feedstock from the separator 21 prevent hazardous temperatures rise and facilitate tensile control of the system.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method of thermal preparation for sintering of a pre-heated, predominantly carbonate or clay feedstock to a decomposition temperature, characterized in that the decomposition and further heating of the pre-heated feedstock takes place in two series-parallel and parallel-stage streams of heat transfer gases. In the first stage, consisting of decomposition of most of the carbonates or clays, the raw material is led downwardly mainly in countercurrent to an ascending swirling mixture of burning fuel and air and is fed by gravity to the second stage of heat preparation. feedstock co-flowing with gases containing kaylic and fed from the sintering separately from the gas stream in the first cooking stage and containing further burning fuel residues from the first stage or additionally added at least a portion of the feedstock is separated from the hot gas stream for sintering; and at least a portion of the feedstock can pass through this second stage several times, and wherein the parallel guided gas streams from the two cooking stages are at least partially after the cooking has been completed. combine to ensure the preheating of the raw material prior to heat preparation.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising dispersing preheaters with a cylindrical preheating shaft (1) provided in the lower third with a tangentially connected gas inlet (2), a calciner (3) arranged as a conical hopper of the shaft (1) an edge of a larger diameter coaxial to the lower edge of the shaft (1) and is provided with at least one fuel inlet (4) and at least one cooler air inlet (5) and connected to a downcomer (6) of the feedstock; or a vertical shaft which is at most 40 ° diverted and which is provided with at least one fuel spray feed (8) or a mixture of fuel and feedstock and is connected at the bottom to the gas outlet (9) of the sintering device (10) and up to the separator inlet (11), characterized in that the raw material piping (6) from the calciner (3) is introduced into the calciner (7), the separator (11) feedstock is connected to the sintering device (10) or even to the shaft of the calciner (7) and the calciner (7) via the gas outlet neck of the separator (11) is at least connected to the neck (2) of the shaft (1); another preheater or bypass device for separating volatile pollutants.

1 drawing