CS255401B1 - Způsob tepelného zpracováni práškovitých jemnozrnných materiálů a zařízeni k prováděnítohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Vyššího stupně tepelného zpracování materiálu se dosáhne v prodlouženém šachtovém disperzním předehřívači, jehož prodloužení tvoři přímo napojená nístěj s fluidující jemnozrnnou hmotou, v níž je rozptylovaná hořlavina v podstatě tím, že energie potřebná pro tepelné zpracování přiváděného materiálu se získává spalováním hořlavého plynu vznikajícího při podstechiometrickém spalování rozptýlené hořlaviny v nístěji, přičemž horké spaliny vznikají spálením hořlavého plynu vycházejícího z fluidující jemnozrnné hmoty po smíšení s potřebným spalovacím vzduchem přiváděným bezprostředně nad fluidní vrstvou.

Description

Vynález se týká způsobu tepelného zpracování práškovitých a jemnozrnných materiálů, jako vápence, magnezitu, dolomitu, kysličníku hlinitého, cementářské suroviny apod. v prodlouženém šachtovém disperzním předehřívači, v němž jsou předehřátý odpadním teplem a zařízení k provádění navrhovaného způsobu, které je tvořeno k tomu účelu uzpůsobenou nístějí, přímo a souose napojenou ke spodní části protiproudého šachtového předehřívače přechodovým kusem.

Stupeň tepelného zpracování materiálu v šachtovém disperzním předehřívači je závislý nejen na jeho druhu, ale zejména na maximálním čase setrvání materiálových částic v reakčním prostoru s maximální teplotou, což jsou základní předpoklady pro fyzikálně-chemické přeměny, potřebné pro dosažení požadovaných vlastností produktu’nebo poloproduktu. Proto jsou pracovní prostory šachtových předehřívačů prodlužovány nebo jsou k nim připojovány další nástavby - kalcinátory, v nichž je spalováno palivo, případně je zpracovávaný materiál v nejníže položených výpadových dílech pozdržován v sesuvné nebo fluidující vrstvě za současného přívodu paliva a vzduchu do pozdržovaného materiálu.

Je však známo, že v prostorech příliš zahuštěných zpracovávaným materiálem, přiváděné palivo velmi obtížně hoří, zejména palivo o nižší výhřevnosti. Rovněž je známo, že se velmi obtížně vytváří sesuvná nebo fluidující vrstva dostatečné výšky a hmotnosti, zejména v případech, kdy granulometrie zpracovávaných částic má charakter práškovitých nebo jemně zrnitých hmot.

Vynález si klade za cíl dosáhnout vyššího stupně tepelného zpracování materiálu v prodlouženém šachtovém disperzním předehřívači, jehož prodloužení tvoří přímo napojená nístěj s fluidující jemnozrnnou hmotou, v níž je rozptylována hořlavina v podstatě tím, že energie potřebná pro tepelné zpracování přiváděného materiálu se získává spalováním hořlavého plynu vznikajícího při podstechiometrickém spalování rozptýlené hořlaviny v nístěji, přičemž horké spaliny vznikající spálením hořlavého plynu vycházejícího z fluidující jemnozrnné hmoty po smíšení s potřebným spalovacím vzduchem přiváděným bezprostředně nad fluidní vrstvu, jsou vedeny protiproudně vzhůru vzhledem ke klesajícímu dispergovanému proudu předehřátého zpracovávaného materiálu, který za současné výměny tepla intenzivně kalcinuje a zahušťuje se do částicového mraku nád povrchem fluidní vrstvy, odkud je kontinuálně odváděn jako hotový produkt nebo meziprodukt, za současného, avšak odděleného odvodu popelovin ze spodní části fluidující jemnozrnné hmoty, vytvářené bud přívodem tuhé hořlaviny o granulometrii do 4 mm, nebo výhradně inertního materiálu granulometricky ekvivalentního, do něhož je nastřikována tekutá hořlavina.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je tvořeno protiproudým šachtovým disperzním předehřívačem, opatřeným ve spodní části nístějí, se kterou je přímo a souose přechodovým dílem, jehož podstatou je, že do spodní části nístěje je pod úrovní hladiny fluidující jemnozrnné hmoty bočně 2aústěn přívod tuhé hořlaviny, nebo alternativně nástřik tekuté hořlaviny.

Výhody zařízení k tepelnému zpracování práškovitých a jemnozrnných materiálů podle vynálezu spočívají v tom, že umožňuje aplikovat způsob podle vynálezu, při kterém je možno k tepelnému zpracování, zejména práškovitých materiálů s výhodou využít tepelné energie méněhodnotných paliv, což lze uplatnit zejména při kalcinaci cementářské suroviny. Navíc celý tepelný agregát tvoří kompaktní celek, čímž se snižuje tepelná spotřeba, investiční a provozní náklady a zvyšuje se provozní spolehlivost.

Příkladně provedené řešení podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiloženém výkrese, kde obr. 1 představuje hlavní vyobrazení zařízení, jehož známá část - předehřívač, je zobrazen v pohledu a část dle předmětových nároků je zobrazena v řezu; obr. 2 pak představuje symbol sekundárního vzduchu, obr. 3 symbol zpracovávaného materiálu, obr. 4 symbol odpadních plynů a obr. 5 symbol přiváděné tuhé hořlaviny, používané v hlavním vyobrazení zařízení.

Vlastni zařízení je sestaveno tak, že spodní část protiproudého šachtového předehřívače je přímo a souose propojeno prostřednictvím kónického přechodového kusu s nístějí 2 obsahující fluidující jemnozrnnou hmotu, do níž je z boku zaústěn přívod 2 tuhé hořlaviny nebo alternativně nástřik 2 tekuté hořlaviny. Pod úrovní těchto přívodů hořlaviny jsou napříč průřezem nístěje 1. umístěny fluidační trubice £, která jsou připojeny na centrální přívod 5 primárního vzduchu od neznázorněného zdroje. Středem - v geometrické ose nístěje je uloženo potrubí 6, jehož ústí převyšuje povrch fluidující jemnozrnné hmoty 7, přičemž jeho výstup na opačné straně je opatřen řízeným uzávěrem 2 spojeným s regulátorem 11 a čidlem 13 teploty, umístěným bočně v nistěji 1_ mezi horní hladinou fluidující jemnozrnné hmoty 2 a zaústěným kanálem 2· Nad ústím potrubí se nachází alespoň jeden tangenciálně zaústěný přívodní kanál 2 sekundárního vzduchu, dodávaného neznázorněným zdrojem.

Spodní část nístěje 2 má tvar kužele, jehož boční vástup je opatřen řízeným výhrabem 10, propojeným s regulátorem 12 a čidly 14, 15 tlaku, umístěnými bočně v nistěji 2 ^v rovinách fluidních trubic 2 ^a kanálu ji·

Funkce zařízení je pak následující: materiál určený k tepelnému zpracování, je přiváděn do horní části protiproudého šachtového disperzního předehřívače, kde se předehřívá známým způsobem od odpadních plynů vstupujících do předehřívače, přičemž částice předehřátého materiálu klesají směrem dolů, zatímco odpadni plyny jsou odtahovány vzhůru a odváděny mimo systém.

V připojené nistěji 2 se nachází jemnozrnná hmota 2 fluidující v důsledku přiváděného primárního vzduchu - vstupujícího rovnoměrně do průřezu nístěje 2 prostřednictvím fluidačních trubic 2 známé konstrukce. Fluidující hmotu tvoří směs složená z převážné části popelin a rozptýlených částic hořlaviny, přiváděné ve formě zrn o velikosti do 4 mm přívodem 2 nebo alternativně nástřikem 2> pokud jde o tekutou hořlavinu. V případě užití tekuté hořlaviny tvoří fludující obsah inertní materiál, granulometricky ekvivalentní s popelovinou. Hořlavina rozptýlená ve fluidující hmotě částečně hoří úměrně k přiváděnému primárnímu vzduchu a dále se pouze zplyňuje. Vzniklý hořlavý plyn uniká z fluidující vrstvy a při styku se sekundárním vzduchem přiváděným kanálem 8 intenzivně hoří v rotačním víru, přičemž spaliny za rotace stoupají vzhůru do předehřívače, kde se eventuálně mísí s odpadními spalinami přiváděnými do předehřívače z vnějšího neznázorněného tepelného agregátu. Částice materiálu předehřáté v předehřívači při tom volně postupují dolů do napojené nístěje, kde v rotujícím víru hořícího plynu intenzivně kalcinují a vytváří zahuštěný částicový mrak 16 nad vlastní fluidní vrstvou. Teplota mraku částic je sledována jako určující technologická hodnota a na základě jejího vyhodnocení regulátorem 11 je prováděno odpouštění materiálových částic výpustí 9 ^z agregátu jako hotového produktu nebo meziproduktu pro další zpracování. Popeloviny tvořící se spalováním tuhé hořlaviny jsou kontinuálně odpouštěny ze spodní části fluidní vrstvy výhrabem 10 na základě vyhodnocení snímaného diferenčního tlaku regulátorem 12, a to tak, aby hmotnostní náplň fluidni vrstvy byla konstantní.

V. případě užití tekuté hořlaviny, kdy fluidující hmotu tvoří inertní materiál, je jeho úbytek hrazen nově přiváděným inertem, přičemž jako dávkovači zařízení slouží původní přívod tuhé hořlaviny.

Claims (10)

1. Způsob tepelného zpracování práškovitých a jemnozrnných materiálů v prodlouženém šachtovém disperzním předehřívači, jehož prodloužení tvoří přímo napojená nístěj s fluidující jemnozrnnou hmotou, v níž je rozptylována hořlavina, vyznačený tím, že energie potřebná pro tepelné zpracování přiváděného materiálu se získává spalováním hořlavého plynu vznikajícího při podstechiometrickém spalování rozptýlené hořlaviny v nistěji, přičemž horké spaliny vznikající spálením hořlavého plynu vycházejícího z fluidující jemnozrnné hmoty při smíšení s potřebným spalovacím vzduchem přiváděným bezprostředně nad fluidní vrstvu, jsou vedeny protiproudně vzhůru vzhledem ke klesajícímu dispergovanému proudu předehřátého zpracovávaného materiálu, který za současné výměny tepla intenzivně kaícinuje a zahuštuje se do částicového mraku povrchem fluidní vrstvy, odkud je kontinuálně odváděn jako hotový produkt nebo meziprodukt, za současného, avšak odděleného odvodu popelovin ze spodní části fluidující, jemnozrnné hmoty, vytvářené bud přívodem tuhé hořlaviny o granulometri i do 4 mm, nebo výhradně inertního materiálu granulometricky ekvivalentního, do něhož je nast ři kována tekutá hořlavina.

2. Zařízení k p; ovádéní způsobu dle bodu 1, sestávající z protiproudého šachtového disperzního j ní .v .to. , opatřeného ve spodní části nístějí, se kterou je přímo a souose spojen přechodovým dílem, vyznačené tím, že do spodní části nístěje (1) je pod úrovní hladiny Cluidujicí jemnozrnné hmoty (7) bočně zaústěn přívod (2) tuhé hořlaviny nebo alternativně nástřik (3) tekuté hořlaviny.

3. Zařízeni dle bodu 2 vyznačené tím, že pod úrovní přívodu (2) nebo nástřiku (3) hořlaviny, je napříč nístěje (1) umístěna roštová plocha, tvořená fluidaČními trubicemi (4), napojenými na centrální přívod (5) primárního vzduchu.

4. Zařízení podle bodu 2 vyznačené tím, že v nístějí (1) se nachází potrubí (6) pro odvod tepelně zpracovaného materiálu, přičemž toto potrubí je umístěno v geometrické ose nístěje (i) a jeho ústí převyšuje povrch fluidující jemnozrnné hmoty (7).

5. Zařízení podle bodu 2 vyznačené tím, že nad ústím potrubí (6) pro odvod tepelně zpracovávaného materiálu se po obvodě nístéje (1) nachází alespoň jeden tangenciálně zaústěný přívodní kanál -(8) sekundárního vzduchu.

6. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že potrubí (6) pro odvod tepelně zpracovávaného materiálu je na své výstupní straně opatřeno řízeným uzávěrem (9), který vzduchotechnicky odděluje prostor nad fluidní vrstvou proti atmosféře.

7. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že spodní část nístěje (1) je opatřena řízeným výhrabem (10) popelovin.

8. Zařízení podle bodu 6 až 7, vyznačené tím, že řízený uzávěr (9) a řízený vyhrab (10) jsou pro ovládání podle vyhodnoceného údaje teploty zahuštěného částicového mraku (16) a hmotnosti fluidující jemnozrnné hmoty (7) funkčně spojeny s regulátory (11, 12).

9. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že čidlo (13) ke snímání teploty zahuštěného částicového mraku (16) je umístěno bočně v nístějí (1) mezi horní hladinou fluidující jemnozrnné hmoty (7) a přívodním kanálem (8) sekundárního vzduchu.

10. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že pro odvození údaje hmotnosti fluidující jemnozrnné hmoty (7), je opatřeno čidly (14, 15) tlaků, umístěnými v rovině fluidačních trubic (4) a rovině zaústěného přívodního kanálu (8) sekundárního vzduchu.