CS258137B2 - Method of fine-grained material thermal treatment,especially cementation raw material mixture burning and equipment for realization of this method - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu tepelného zpracování jemnozrnného materiálu, zejména pálení cementářské surovinové směsi, u kterého se zpracovávaný materiál předehřívá vícestupňovou výměnou tepla pomocí směsi spalin z pece a reakční nádoby ve dvou paralelních spalinových větvích při střídavém přivádění materiálu ze stupně tepelného výměníku jedné spalinové větve do stupně tepelného výměníku druhé spalinové větve, a to před tím, než se po ohřátí přivádí výlučně v proudu spalin pece do reakční nádoby a potom do pece, jejíž spaliny se po ohřátí zpracovávaného materiálu ve stupni tepelného výměníku, který je z hlediska proudu materiálu bezprostředně předřazen před reakční nádobu, slučují se spalinami z reakční nádoby na směs spalin pro obě spalinové větve, jakož i zařízení к provádění tohoto způsobu.

Aby při výrobě cementu jednak nebylo nutné působit nepříznivě na kalcinátor pecními spalinami a jednak bylo možné využívat vyšší teploty spalin pece pro předehřívání cementářské suroviny ve stupni tepelného výměníku, který je bezprostředně předřazen před kalcinátorem, aniž by bylo nutné se smířit s tím nedostatkem, že jedna spalinové větev tepelného výměníku je ohřívána výlučně spalinami z kalcinátoru a druhá spalinové větev je ohřívána výlučně spalinami z pece, je známé, viz například rakouský patentový spis č. 375 628, směšovat proud spalin z pece po předání tepla na surovinu ve stupni tepelného výměníku, který je z hlediska proudu cementářské suroviny bezprostředně předřazen před kalcinátor, a to ještě před tím, než se proud smíšených spalin rozdělí rovnoměrně na obě spalinové větve. Toto směšování spalin z pece a spalin z kalcinátoru se provádí ve směšovací komoře, která samozřejmě zvyšuje celkovou konstrukční výšku. Mimoto nelze tímto rovnoměrným rozdělením proudu smíšených spalin na obě spalinové větve tepelného výměníku dosáhnout přizpůsobení různým poměrům v obou spalinových větvích. Vzhledem к tomu, že teplota suroviny, která se vede vystřídané ze stupně tepelného výměníku jedné spalinové větve ke stupni tepelného výměníku druhé spalinové větve až ke kalcinátoru, je ve spalinových větvích různá, vytvářejí se v obou spalinových větvích různé podmínky, takže je žádoucí, aby bylo možné přizpůsobovat proudy spalin v obou spalinových větvích pro dosažení optimalizace celého způsobu.

Vynález si klade za úkol zdokonalit způsob v úvodu uvedeného druhu tak, aby bylo možné prostřednictvím jednoduchých prostředků brát zřetel na navzájem odlišné poměry v obou spalinových větvích tepelného výměníku z hlediska vedení spalin.

Vytčený úkol se řeší způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že spaliny se odebírají z reakční nádoby ve dvou dílčích proudech pro vždy jednu spalinovou větev a že do každého z dílčích proudů spalin z reakční nádoby se přivádějí spaliny z pece.

Odváděním spalin z reakční nádoby ve dvou dílčích proudech se vytvoří jednoduchá možnost přivádět do každé spalinové větve tepelného výměníku jeden proud smíchaných spalin, který je přizpůsoben okamžitým poměrům v této spalinové větvi z hlediska teploty, případně složení. Do obou dílčích proudů spalin z reakční nádoby lze přivádět různá množství spalin z pece. Protože množství spalin, které se vede spalinovou větví, je závislé na výkonu dmychaddla к dané spalinové větvi přiřazeného, zůstává celkové množství spalin v obou spalinových větvích navzdory různému podílu spalin z pece a z reakční nádoby shodný, což zajišťuje shodné vytvoření obou spalinových větví tepelného výměníku.

Protože se mimoto spaliny z pece přimíchávej! к dílčím proudům spalin z reakční nádoby bez nutnosti dodatečného rozdělování, odpadá zcela směšovací komora, čímž se výhodně zmenšuje celková konstrukční výška.

Zvláště příznivých poměrů se dosáhne, pokud se spaliny z pece rozdělují pro oba dílčí proudy spalin z reakční nádoby v předem stanoveném poměru. Tímto poměrem dělení lze dosáhnout vždy nejvýhodnějších podmínek z hlediska teploty spalin, případně složení spalin v obou spalinových větvích, čímž se zajistí nejen výhodný průběh zpracovávání, nýbrž také malé nebezpečí spékání, které je závislé na koncentraci neužitečných průvodních látek a tepelných poměrech.

I když se tento způsob zvláště hodí pro výrobu cementu, v žádném případě se neomezuje na tuto oblast použití. Lze jej použít všude tam, kde se podrobuje jemnozrnný materiál tepelnému zpracovávání, a to v reakční nádobě a v za ní zařazené peci, jako je tomu například při výrobě železa.

Pro provádění způsobu podle vynálezu lze vycházet ze zařízení s reakční nádobou, předřazenou před pecí, a s vícestupňovým výměníkem pro předehřívání materiálu, který je připojen к reakční nádobě a jehož jednotky tepelného výměníku jsou zapojeny za sebou ve dvou paralelních spalinových větvích, které jsou spojeny jednak vždy jedním přívodním plynovým potrubím s výstupním plynovým potrubím jednotky tepelného výměníku, připojené bezprostředně ke spalinovému potrubí pece, a jednak s vedením spalin z reakční nádoby, přičemž vynášecí potrubí pro zpracovávaný materiál jednotek tepelného výměníku jedné spalinové větve je vystřídané připojeno к plnicím potrubím jednotek tepelného výměníku druhé spalinové větve. Podstata tohoto zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že vedení spalin reakční nádoby je tvořeno dvěma oddělenými spalinovými potrubími, která obsahují vždy jeden odlučovač materiálu, která jsou spojena vždy s jedním přívodním plynovým potrubím spalinových větví, a která jsou vždy jedním spojovacím potrubím připojena na výstupní plynové potrubí té jednotky tepelného výměníku, která je bezprostředně předřazena před pec.

Hlavní výhody tohoto zařízení spočívají v tom, že lze velmi jednoduše rozdělovat proud spalin z reakční nádoby na obě spalinové větve tepelného výměníku při současném přimíchávání spalin z pece, aniž by se ovlivňoval proud smíšených spalin pro jednu spalinovou větev složením proudu smíšených spalin druhé spalinové větve. Vedení spalinových potrubí z reakční nádoby přes odlučovač materiálu v každém z nich přitom zabezpečuje zvláště nízkou konstrukční výšku, protože rozdělení proudu spalin z reakční nádoby do dvou dílčích proudů není třeba provádět za odlučovačem.

Aby se umožnilo jednoduchým způsobem seřizovat poměry směšování v obou spalinových větvích, lze podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu opatřit spojovací potrubí mezi výstupním plynovým potrubím jednotky tepelného výměníku, která je bezprostředně předřazena před pecí, a mezi spalinovými potrubími reakční nádoby nastavitelnými škrticími orgány, například hradítky, čímž je možné nastavovat nasávané množství spalin z pece společně se spalinami z reakční nádoby přes příslušný tepelný výměník, případně jeho spalinovou větev.

Na připojených výkresech je znázorněn příklad provedení zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu pro tepelné zpracování jemnozrnného materiálu.

Na obr. 1 je znázorněno zařízení podle vynálezu pro výrobu cementu ve zjednodušeném blokovém schématu.

Obr. 2 představuje konstrukční variantu tohoto zařízení v oblasti stupně tepelného výměníku vytápěného výlučně spalinami z pece.

Cementářská surovina, jejíž schéma toku je vyznačeno čárkovaně, se přivádí plnicím potrubím 1 do vícestupňového tepelného výměníku, který je vytápěn spalinami z pece 2 pro vypalování předehřáté a kalcinované cementářská surovinové směsi a spalinami z reakční nádoby 3, která je předřazena před válcovou rotační pec 2, a ve které se odpovídajícím přívodem tepla surovina odkyseluje. Tento tepelný výměník má dvě paralelní spalinové větve 4, 5, které jsou tvořeny jednak jednotkami 4a, 4b, 4c tepelného výměníku, vytvořenými jako cyklóny, a jednak jednotkami 5a, 5b, 5c tepelného výměníku, které jsou rovněž vytvořeny jako cyklóny. Jak je patrno ze schématu toku, které je pro proudy spalin vyznačeno plnými čarami, jsou spalinové větve 4, 5 tepelného výměníku připojeny na dvě spalinová potrubí 7, 8 reakční nádoby 3, která jsou vedena přes odlučovače 7a, 8a materiálu, vytvořené jako cyklónové odlučovače. Vynášecí potrubí těchto odlučovačů 7a, 8a materiálu vyúsťují v peci 2, kde se kalcinovaná surovina pálí na cementový slínek. Vypálený cementový slínek se potom ochlazuje v chladiči 10, přičemž část ohřátého chladicího vzduchu se přivádí do pece 2 jako spalovací vzduch. Přídavná množství tepla, potřebná pro odkyselení surové moučky v reakční nádobě 3, se přivádějí do reakční nádoby 3 prostřednictvím hořáku 11, pro jehož spalovací vzduch, se využívá část chladicího vzduchu z chladiče 10.

V tepelném výměníku se předehřátá surovina, jak je to patrno z obr. 1, přivádí na vyšší předehřívací teplotu prostřednictvím spalin z pece, které mají vyšší teplotu než spaliny z reakční nádoby 3, v jednotce 12 tepelného výměníku, která je bezprostředně předřazena před reakční nádobu 3. К tomu účelu je jednotka 12 tepelného výměníku spojena s pecí 2 prostřednictvím spalinového potrubí 13. Výstupní plynové potrubí 14 bezprostředně к peci připojené jednotky 12 tepelného výměníku je připojeno vždy jedním spojovacím potrubím 14a, 14b к spalinovému potrubí 7, 8, takže v přívodních plynových potrubích 15 obou spalinových větví 4, 5 tepelného výměníku působí směs spalin z pece 2 a reakční nádoby 3, a to se zřetelem na stanovený poměr směšování pro každou z obou spalinových větví 4, 5. Pro nastavení tohoto směšovacího poměru jsou ve spojovacích potrubích 14a, 14b upraveny nastavitelné škrticí orgány 16, přičemž tyto škrticí orgány 16 jsou s výhodou vytvořeny jako hradítka. To umožňuje přizpůsobit proud smíšených spalin pro každou z obou spalinových větví 4, 5 okamžitým poměrům v těchto spalinových větvích 4, 5, což zajišťuje výhodné provádění způsobu podle vynálezu. Po průtoku oběma spalinovými větvemi 4, 5 se oba proudy smíšených spalin opět sloučí a dmychadlem 17 se vyfouknou do okolního ovzduší.

Surovina, která se přivádí plnicím potrubím 1 do tepelného výměníku, se dostává nejprve do jednotky 4c tepelného výměníku, odkud se proud suroviny přivádí vynášecím potrubím 18 do jednotky 5c tepelného výměníku druhé spalinové větve 5, do jejíhož plnicího potrubí 19 vyúsťuje vynášecí potrubí 18. V dalším je proud suroviny veden vystřídané mezi jednotkami tepelných výměníků spalinových větví 4, 5 sem a tam, přičemž se surovina stupňovitě ohřívá, a to v každé ze spalinových větví 4, 5 za v daném okamžiku nejpříznivějších podmínek. Za posledním předehřívacím stupněm v jednotce 12 tepelného výměníku prochází surovina jejím vynášecím potrubím 20 do reakční nádoby 3, ve které se surovina za přívodu tepla odkyseluje. Kalcinovaná surovina se dopravuje ve dvou dílčích proudech v souladu s vedením spalin z reakční nádoby 3 a přes odlučovače 7a, 8a materiálu se dostává к pálení do pece 2.

Na rozdíl od zařízení podle obr. 1, má zařízení podle obr. 2 místo jednotky 12 tepelného výměníku, která je předřazena bezprostředně před reakční nádobou 3, a která je vytápěna spalinami pece 2, stupeň tepelného výměníku se dvěma paralelně vedle sebe zapojenými jednotkami 12a, 12b tepelného výměníku, takže spojovací potrubí 14a, 14b nevycházejí z výstupního plynového potrubí 14 jedné jednotky 12 tepelného výměníku, nýbrž z obou oddělených jednotek 12a,

Claims (4)

1. PŘEDMĚT

   1. Způsob tepelného zpracování jemnozrnného materiálu, zejména pálení cementářské surovinové směsi, u kterého se zpracovávaný materiál předehřívá vícestupňovou výměnou tepla pomocí směsi spalin z pece a reakční nádoby ve dvou paralelních spalinových větvích při střídavém přivádění materiálu ze stupně tepelného výměníku jedné spalinové větve do stupně tepelného výměníku druhé spalinové větve, a to před tím, než se po ohřátí přivádí výlučně v proudu spalin pece do reakční nádoby a potom do pece, jejíž spaliny se po ohřátí zpracovávaného materiálu ve stupni tepelného výměníku, který je z hlediska proudu materiálu bezprostředně předřazen před reakční nádobu, slučují se spalinami z reakční nádoby na směs spalin pro obě spalinové větve, vyznačený tím, že spaliny se odebírají z reakční nádoby ve dvou dílčích proudech pro vždy jednu spalinovou větev a že do každého z dílčích proudů spalin z reakční nádoby se přivádějí spaliny z pece.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že spaliny z pece se dělí pro oba dílčí proudy spalin z reakční nádoby v předem stanoveném poměru.
3. 3. Zařízení pro provádění způsobu podle bodu 1 nebo 2 s pecí, s reakční nádobou předřazenou před pecí a s vícestupňovým výměníkem pro předehřívání materiálu, který je připojen к reakční nádobě a jehož jed-

   12b tepelného výměníku tohoto stupně tepelného výměníku. V souladu s tím se rozděluje spalinové potrubí 13 z pece 2 a vynášecí potrubí pro zpracovávaný materiál z jednotky 5a tepelného výměníku spalinové větve 5 na obě jednotky 12a, 12b tepelného výměníku. Zpracovávaný materiál, který se ohřívá v obou jednotkách 12a, 12b tepelného výměníku tohoto výlučně spalinami z pece 2 vytápěného stupně tepelného výměníku, se potom opět společně přivádí do reakční nádoby 3.

   VYNÁLEZU notky tepelného výměníku jsou zapojeny za sebou ve dvou paralelních spalinových větvích, které jsou spojeny jednak vždy jedním přívodním plynovým potrubím s výstupním plynovým potrubím jednotky tepelného výměníku, připojené bezprostředně ke spalinovému potrubí pece, a jednak s vedením spalin z reakční nádoby, přičemž vynášecí potrubí pro zpracovávaný materiál jednotek tepelného výměníku jedné spalinové větve je vystřídané připojeno к plnicím potrubím jednotek tepelného výměníku druhé spalinové větve, vyznačené tím, že vedení spalin reakční nádoby (3) je tvořeno dvěma oddělenými spalinovými potrubími (7, 8), která obsahují vždy jeden odlučovač (7a, 8a) materiálu, která jsou spojena vždy s jedním přívodním plynovým potrubím (15) spalinových větví (4, 5), a která jsou vždy jedním spojovacím potrubím (14a, 14b) připojena na výstupní plynové potrubí (14) jednotky (12) tepelného výměníku, která je bezprostředně předřazena před pec (2).
4. 4. Zařízení podle bodu 3 vyznačené tím, že spojovací potrubí (14a, 14b) mezi výstupním plynovým potrubím (14) jednotky (12) tepelného výměníku, která je bezprostředně předřazena před pec (2), a mezi spalinovými potrubími (7, 8) reakční nádoby (3) jsou opatřena nastavitelnými škrticími orgány (16), například hradítky.