CS253301B1

CS253301B1 - Device for preheating and calcining powdered raw material

Info

Publication number: CS253301B1
Application number: CS821962A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Pospisil; Josef Zajdlik; Zdenek Michalek; Jiri Safar; Ladislav Kristek; Alois Sehnalek; Petr Krejci; Karel Klusak
Original assignee: Jaroslav Pospisil; Josef Zajdlik; Zdenek Michalek; Jiri Safar; Ladislav Kristek; Alois Sehnalek; Petr Krejci; Karel Klusak
Priority date: 1982-03-22
Filing date: 1982-03-22
Publication date: 1987-11-12
Also published as: CS196282A1

Abstract

Zařízení pro předehřev a kalcinaci práškové suroviny tvořené šachtovým protiproudým předehřívačem sé zahuštovacím stupněm anebo se zahuštovacím stupněm a souproudým cyklonovým stupněm nad sebou v jeho horní části a spodním souproudým cyklono.vým stupněm a středním souproudým cyklonovým stupněm zapojenými v sérii s předřazenými v jeho dolní části s tangenciálním propojením na dolní část protiproudé šachty a s prostředky pro přívod a odvod suroviny a plynu. Potrubí plynů, vystupující ze vstupní komory rotační pece je propojeno se spodním cyklonovým stupněm.Device for preheating and calcining powdered raw material consisting of a shaft countercurrent preheater with a thickening stage or with a thickening stage and a cocurrent cyclone stage above each other in its upper part and a lower cocurrent cyclone stage and a middle cocurrent cyclone stage connected in series with the upstream ones in its lower part with a tangential connection to the lower part of the countercurrent shaft and with means for the supply and discharge of raw material and gas. The gas pipeline exiting the inlet chamber of the rotary kiln is connected to the lower cyclone stage.

Description

Vynález se týká zařízení se šachtovým a cyklonovým výměníkem tepla, které slouží k předehřevu a kalcinaci práškové suroviny, především cementářské a vápenioké, před jejím dalším tepelným zpracováním příkladně v rotační peci. iThe invention relates to a device with a shaft and a cyclone heat exchanger, which serves for preheating and calcining the pulverulent raw material, in particular cement and lime, before its further heat treatment, for example in a rotary kiln. and

U dosud známých zařízení je šachtový výměník řešen s jedním nebo se dvěma souproudými cyklonovými stupni v jeho horní části, přičemž tepelná výměna probíhá ve vlastní šachtě protiproudně a v cyklonových odlučovačích souproudně. Nevýhodou tohoto uspořádání je, že tepelná účinnost poměrně vysoké vertikální protiproudé šachty je zejména u větších jednotek nízká, což zhoršuje celkový efekt tepelné výměny pecní linky.In the known devices, the shaft exchanger is designed with one or two co-current cyclone stages in its upper part, whereby the heat exchange takes place countercurrent in the shaft itself and co-current in the cyclone separators. A disadvantage of this arrangement is that the thermal efficiency of the relatively high vertical countercurrent shaft is low, especially for larger units, which worsens the overall heat exchange effect of the furnace line.

Dále je známo zařízení, kde vertikální protiproudé Šachtě je předřazen cyklonový odlučovač. I zde při poměrně velké stavební výšce šachty nedosahuje tepelný proces ve vlastní protiproudé šachtě požadovaný stupeň účinnosti vzhledem k jejím rozměrům.Furthermore, a device is known where a vertical countercurrent shaft is preceded by a cyclone separator. Even here, at a relatively high shaft height, the thermal process in the actual counterflow shaft does not achieve the required degree of efficiency with respect to its dimensions.

Popsané nevýhody se odstraní zařízením pro předehřev a kalcinaci práškové suroviny tvořeným šachtovým stupněm, na jehož výstupní potrubí plynů jsou připojeny dva cyklonové stupně a na jeho vstupní potrubí plynů taktéž dva cyklonové stupně, přičemž všechny stupně jsou z hlediska postupu plynů řazeny za sebou a kterýkoliv z nich je tvořen jedním nebo více paralelně řazenými cyklony nebo šachtami, a dále tvořeným prostředky pro přívod a odvod suroviny a plynů, podle vynálezu v podstatě tím, že kanál plynů ze vstupní komory rotační pece je propojen se spodním cyklonovým stupněm, výpad suroviny ze spodního oyklonového stupně je zaústěn do patního kusu rotační pece a výpad suroviny ze středního oyklonového stupně je zaústěn do kanálu plynů vedoucího ze vstupní komory rotační pece do spodního oyklonového stupně.The disadvantages described are overcome by a shaft stage preheating and calcining apparatus consisting of a shaft stage, to which two cyclone stages are connected to the gas outlet line and two cyclone stages to its gas inlet line, all stages being sequentially sequential in gas flow and any one of them. These are constituted by one or more parallel-connected cyclones or shafts, and further comprising means for supplying and discharging feedstock and gases, according to the invention essentially in that the gas channel from the inlet chamber of the rotary kiln is connected to the lower cyclone stage. The discharge of the raw material from the middle cyclone stage is connected to the gas channel leading from the inlet chamber of the rotary oven to the lower cyclone stage.

Do kanálu plynů ze vstupní komory do spodního oyklonového stupně je zavedeno potrubí terciárního spalovacího vzduchu. Přívod tuhého paliva je zaveden do výpadu suroviny ze středního oyklonového stupně. Přívodní potrubí pro tuhé palivo je zavedeno do spodní části středního oyklonového stupně.A tertiary combustion air duct is introduced into the gas passage from the inlet chamber to the lower cyclone stage. The solid fuel supply is fed into the raw material outflow from the intermediate cyclone stage. The solid fuel feed line is routed to the bottom of the middle ocyclone stage.

Zařízením podle vynálezu se dosáhne sníženi výšky šachty šachtového předehřivače na hodnotu, při které je účinnost tohotp výměníku optimální - vztaženo na jeho rozměry a hmotnost - a také s tím, že u větších jednotek tangenciální vstupy plynů do spodní části šachty mohou být umístěny v rozdílných výškách.The device according to the invention achieves a reduction of the shaft height of the shaft preheater to a value at which the efficiency of this exchanger is optimal - in terms of its size and weight - and also that for larger units tangential gas inlets to the bottom of the shaft can be located at different heights .

Navržené řešení také umožňuje - v případech kdy z důvodu obtížných seismických a povětrnostních podmínek bývá navrhována rozměrná nosná konstrukce pro uložení celé výměníkové částiThe proposed solution also allows - in cases where due to difficult seismic and weather conditions it is proposed to propose a large supporting structure to accommodate the entire exchanger part

- využití samonosných vlastností snížené šachty výměníku k docílení úspor na investicích. Předřazení předehřívacího oyklonového stupně má navíc příznivý vliv na životnost dílů šachtového předehřivače, zajištujících disperzi suroviny do proudu plynů. Zařízení podle vynálezu je vhodné zejména pro jednotky vyšších výkonů, u kterých dovoluje použití šachtového předehřívače v jednovětvovém provedení.- utilizing the self-supporting properties of the lower exchanger shaft to achieve investment savings. In addition, the pre-heating cyclone stage has a beneficial effect on the service life of the shaft preheater parts which ensure the dispersion of the feedstock into the gas stream. The device according to the invention is particularly suitable for higher power units in which it allows the use of a shaft preheater in a single-strand design.

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

Na vstupní komoru 2 rotační pece i je napojen kanál 2 plynů ústící do spodního cyklonového stupně, který je vytvořen jedním velkoprostorovým spodním cyklonem 2· Výpad 2 suroviny ze spodního cyklonu 4_ je napojen na vstupní komoru 2 rotační pece 2·The inlet chamber 2 of the rotary kiln 1 is connected to a gas passage 2 leading to the lower cyclone stage, which is formed by one large space lower cyclone 2. The outlet 2 of the raw material from the lower cyclone 4 is connected to the inlet chamber 2 of the rotary furnace 2.

Výstup plynů 6 ze spodního cyklonu 2 3^e napojen na střední cyklonový stupeň, který je vytvořen dvěma středními cyklony T_. Výpady 2 suroviny jsou napojeny na kanál 3 plynů ze vstupní komory 2 rotační pece 2· Cyklony 2 středního oyklonového stupně jsou napojený potrubími 9 tangenciálně do spodní části válcové protiproudé šachty 20, která ve své horní části přechází v malou šachtu 12 s vyústěním do zahuštovaoích cyklonů 22» jejichž výpady 14 jsou zaústěny do horní části šachty 25.· Spodní část šachty 10 je výpadovým potrubím 11 suroviny spojena s výstupem 2 plynů.The output gas from the lower cyclone 6 2 ³ and connected to the middle cyclone stage which is formed by two secondary cyclones T_. The raw material outlets 2 are connected to the gas duct 3 from the inlet chamber 2 of the rotary kiln 2 The cyclones 2 of the middle cyclone stage are connected via pipes 9 tangentially to the bottom of the cylindrical countercurrent shaft 20. 22, the outlets 14 of which are connected to the upper part of the shaft 25. The lower part of the shaft 10 is connected to the gas outlet 2 by the raw material outlet pipe 11.

ΓΓ

Alternativně může být nad horním prostorem malé šachty 12 uspořádán ještě horní cyklonový stupeň, sestávající z horních cyklonů 16 a propojený se zahuštovacími cyklony 13 pomocí kanálů 15. Výpady 17 suroviny z horních cyklonů 16 jsou zaústěny do malé šachty 12. Každý horní cyklon 16 je opatřen samostatným vývodem 18.Alternatively, an upper cyclone stage consisting of upper cyclones 16 and connected to the thickening cyclones 13 via channels 15 may be provided above the upper space of the small shaft 12. The discharge cycles 16 of the raw cyclone 16 feed into the small shaft 12. Each upper cyclone 16 is provided with separate outlet 18.

Pro alternativní případ, že je v horní části šachty 10 použito jen jednoho zahušřovacího cyklonu 13 _z je surovina dávkována do malé šachty 12 vstupním potrubím 22. Je-li alternativně použito dvou zahušňoVacích cyklonů 13 a dvou horních cyklonů 16, je surovina dávkována do kanálu 15 potrubím 20.Alternatively, if only one thickening cyclone 13 _z is used at the top of the shaft 10, feedstock is metered into the small shaft 12 via an inlet conduit 22. If two thickening cyclones 13 and two upper cyclones 16 are alternatively used, the feedstock is metered into channel 15 pipeline 20.

V kanále 2 plynů může být zabudován pro zvýšení stupně kalcinace suroviny hořák 21 s přívodem spalovacího vzduchu z rotační pece 2 nebo separátním potrubím 24 terciárního vzduchu ústícím do kanálu 2 plynů.A burner 21 with a combustion air supply from the rotary kiln 2 or a separate tertiary air duct 24 leading to the gas channel 2 may be incorporated in the gas passage 2 to increase the degree of calcination of the feedstock.

Alternativně je pro pevná paliva přívodní potrubí 22 pro tuhé palivo zaústěno do výpadu ze středního cyklonu T. nebo přívod 23 tuhého paliva je zaústěn do výpadu 2 suroviny vystupujícího ze středního cyklonu 1_,Alternatively, for solid fuels, the solid fuel feed line 22 leads to a discharge from the central cyclone T. or the solid fuel supply 23 leads to a discharge 2 of the feedstock leaving the central cyclone 7,

Surovina je dávkována potrubími 20 do kanálů 22' ^ze kterých je pak unesena plyny do horních cyklonů 22' odkud po odloučení přepadává výpady 17 do malé šachty 12, ze které s proudem plynů vstupuje do zahuštovacích cyklonů 22.' ^ze kterých po odloučení je výpady 14 zaváděna do horní části šachty 10.The feedstock is fed through conduits 20 to the channels 22 ' ^from which it is then carried by the gases to the upper cyclones 22' from where, after separation, the outflows 17 fall into a small shaft 12 from which they enter the thickening cyclones 22 '. ^of which, after separation, the discharges 14 are introduced into the upper part of the shaft 10.

Při alternativě s jedním zahuštovacím cyklonem·13 v horní části šachty 10 je surovina zaváděna vstupním potrubím 19 zaústěným do malé šachty 12, kterou surovina v proudu plynů je unášena do zahuštovacího cyklonu 13 a z něho jedním nebo více výpady 14 vypadává do horní části šachty 10.In an alternative with one thickening cyclone 13 at the top of the shaft 10, the feedstock is introduced through an inlet conduit 19 leading to a small shaft 12 through which the feedstock in the gas stream is carried to the thickening cyclone 13 and from it one or more outflows 14 falls into the top of the shaft 10.

Jemně rozptýlená surovina v proudu plynů postupuje protiprojudně šachtou 10, ze které je pak výpadovým potrubím 11 zavedena do výstupu 6 plynů, kterými je pak unesena do středních cyklonů 7_, Po odloučení ve středních cyklonech ]_ vypadává surovina výpady 2 do kanálu 2 plynů, kterými je unesena do spodního cyklonu 4_, odkud po odloučení výpadem 2 zaváděna již předehřátá a přiměřeně zkalcinovaná do vstupní komory 2 a rotační pece 2 k. dokončení výpalu.The finely dispersed feedstock in the gas stream passes through the shaft 10 from which it is led through the discharge pipe 11 to the gas outlet 6, which is then carried to the intermediate cyclones 7. It is carried to the lower cyclone 4, from where it has been separated by discharge 2, and is pre-heated and adequately calcinated into the inlet chamber 2 and the rotary kiln 2 to complete the firing.

Při požadavku na zvýšený stupeň předkalcinace suroviny je přiváděno palivo hořákem 21 do kanálu 2 plynů. Spalování paliva probíhá za pomoci spalovacího vzduchu přiváděného rotační pecí 2 nebo separátním potrubím terciárního vzduchu 24.If an increased degree of precalcination of the feedstock is required, the fuel is supplied by the burner 21 to the gas duct 2. The combustion of the fuel takes place by means of combustion air supplied by the rotary kiln 2 or by a separate tertiary air duct 24.

Pro paliva tuhé konzistence, která mají delší dráhu vyhořívání, je pevné palivo zavedeno do výpadu středního cyklonu 7_ přívodním potrubím 22 paliva nebo přívodem 23 paliva do výpadu 2 suroviny vystupujícího ze středního cyklonu Ί_. Palivo se na delší dráze předehřeje na zápalnou teplotu a jeho spalování probíhá pak za přítomnosti spalovacího vzduchu přiváděného rotační pecí 2' nebo separátním potrubím 24 terciárního vzduchu za spoluúčasti přiváděné suroviny v kanále 2 plynů a ve spodním cyklonu 4.For solid consistency fuels having a longer burn-out path, the solid fuel is introduced into the central cyclone 7 outlet through the fuel supply line 22 or the fuel supply 23 into the raw material outlet 2 from the central cyclone 7. The fuel is preheated to an ignition temperature over a longer path and is then combusted in the presence of combustion air supplied by the rotary kiln 2 'or a separate tertiary air duct 24 with the input of the feedstock in the gas duct 2 and the lower cyclone 4.

Horké plyny vystupují z rotační pece 2 vstupní komorou 2 <1° kanálu 2 plynů, kterým jsou zaváděny do spodního cyklonu 4_. Z tohoto výstupem6 plynů jsou vedeny do středních cyklonů z nichž pak potrubími 2 jsou tangenciálně zavedeny do protiproudé šachty 10. Plyny pak za stálé rotace přestupují do malé šachty 12, ^ze které jsou zavedeny do zahuštovacích cyklonů 13♦The hot gases exit the rotary kiln 2 through the inlet chamber 2 < From this gas outlet 6, they are led to central cyclones, from which they are tangentially introduced into the countercurrent shaft 10 via conduits 2. The gases then transfer into a small shaft 12 ^from constant rotation, ^from which they are introduced into the thickening cyclones 13 ♦

Alternativně při napojení horních cyklonů 16 v horní části zařízení jsou plyny kanály 15 zavedeny do cyklonů 22· Plyny pak vystupují vývody 18 mimo tepelný proces.Alternatively, when the upper cyclones 16 are connected at the top of the apparatus, the gases 15 are introduced into the cyclones 22 through the conduits. The gases then exit the outlets 18 outside the thermal process.

Claims

1. Apparatus for preheating and calcining pulverized feedstock consisting of a shaft stage, to which two cyclone stages are connected to the gas outlet line and two cyclone stages to its gas inlet line, all stages being sequentially sequential in gas flow and any one of them formed by one or more parallel-connected cyclones or shafts, and further comprising means for supplying and discharging feedstock and gases, characterized in that the gas passage (3) from the inlet chamber (2) of the rotary kiln (1) is connected to the lower cyclone stage ( 4), the raw material discharge (5) from the lower cyclone stage (4) is connected to the foot piece (2) of the rotary kiln (1) and the raw material discharge (8) from the intermediate cyclone stage (7) is connected to the gas channel (3) from the inlet chamber (2) of the rotary kiln (1) to the lower cyclone stage (4).

Device according to Claim 1, characterized in that at least one calcining burner (21) is connected to the gas channel (3) leading from the inlet chamber (2) to the lower cyclone stage (4).

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that a tertiary combustion air duct (24) is introduced into the gas channel (3) from the inlet chamber (2) to the lower cyclone stage (4).

Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the solid fuel supply (23) is introduced into the raw material discharge (8) from the intermediate cyclone stage (7).

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the solid fuel supply line (22) is introduced into the lower part of the intermediate cyclone stage (7).