CS260405B1 - Způsob chlazení horkého eementářského slínku - Google Patents

Abstract

Je řešen způsob chlazení horkého cementářského slínku, vystupujícího z vypalovací pece studeným vzduchem, při minimálních ztrátách tepla povrchovými ztrátami a ztrátami na vychlazeném slínku. Při hodnotě těchto ztrát do 15 % se všechen chladicí vzduch při chlazení slínku ohřívá na stejnou a co nejvyšší teplotu minimálně 60 stupňů Celsia. Dále se 20 až 35 % chladicího vzduchu vede příčně přes pohybující se vrstvu nejteplejšího slínku. Rovněž se 20 až 35 % chladícího vzduchu vede přes vrstvu nejteplejšího slínku, udržovanou průchodem tohoto chladicího vzduchu ve vířivém pohybu.

Description

Vynález se týká způsobu chlazeni horkého cementářského slínku, vystupujícího z vypalovací pece, studeným vzduchem a jeho účelem je zvýšit využití tepla z ochlazovaného slínku ve srovnání se způsoby chlazení užívanými v současné době.

Při výpalu cementářského slínku vystupuje horký stínek z rotační pece do chladiče, kde se ochlazuje na nízkou teplotu, která vyhovuje návazné technologické fázi výroby. Při tom je snahou vracet teplo získané z chlazení horkého slínku zpět do procesu výpalu. Užívané způsoby chlazení a typy chladiče toho však dosahují jon v určité míře. Značná část tepla, zpravidla více než 30 %, se ztrácí.

U roštových chladičů je to především v odpadním vzduchu, n jiných chladicích zařízení jsou ztráty představovány hlavně vysokou teplotou vychlazeného slínku a vysokými ztrátami tepla povrchem chladiče. Snaha o maximální vrácení tepla ze zóny chlazení do vypalovacího procesu vedla i ke stavbě šachtových chladičů s protiprondou výměnou tepla, které mají pracovat bez odpadního vzduchu. Ani zde se však nepodařilo najít uspokojivé a provozně spolehlivé řešení.

Obtížnost daného problému spočívá v tom, že slínek, vycházející z vypalovací pece, obsahuje velké množství tepla (v závislosti na jeho teplotě 1 380 až 1 500 kj . kg^-1 slínku), které lze vracet do vypalovacího procesu prakticky jen prostřednictvím ohřevu sekundárního spalovacího vzduchu.

Při suchém způsobu výpalu a při stále nižších spotřebách tepla na výpal slínku je množství spalovacího vzduchu poměrně malé. Při použití pevného paliva se sekundární vzduch dále zmenšuje o zvýšené množství primárního vzduchu. Množství sekundárního vzduchu, pomocí kterého lze vracet teplo z chlazení slínku, dosahuje cca 0,75 až 0,88 Nm³ . kg^-1 slínku. Aby se vrátilo do procesu výpalu veškeré teplo z ochlazovaného slínku, musela by teplota sekundárního spalovacího vzduchu dosahovat hodnot 1100 až 1 300 °C. Naděje dosáhnout spolehlivého konstrukčního řešení konce pece navazujícího na zónu chlazení (žárové hlavy, hořáku a výstupního konce pece apod.) pro uvedené vysoké teploty, je malá, nehledě na to, že by také slínek na vstupu do chladiče dosahoval příliš vysokých teplot.

Dosavadní způsob chlazení slínku s minimálními ztrátami tepla povrchem a vychlazeným produktem pomocí roštového chladiče se vyznačuje tím, že značná část tepla, kterou již nelze vrátit do procesu výpalu, je odváděna odpadním vzduchem. Jeho teplota je relativně nízká 200 až 250 °C a tedy pro odvedení daného množství tepla je jeho množství značné, kolem 1,5 Nm³ . .kg^-1 slínku. Jeho odprášení si vyžaduje investičně i provozně nákladné řešení a možnost využití jeho tepla je značně omezená vzhledem k jeho relativně nízké teplotě.

Ani dosavadní využití protiproudé výměny tepla u šachtových chladičů nedosahuje očekávaných výsledků. To proto, že chlazený materiál ve vrstvě nemá rovnoměrnou granulometrii, nebot při nesypání žhavého slínku o velmi vysoké teplotě z pece do minimálně se pohybující vrstvy u šachtového chladiče dochází ke slepování granulí sliním do bloků. To podstatně narušuje rovnoměrný průchod chladicího vzduchu vrstvou. U šachtových chladičů se chladicí vzduch přes naznačené nedostatky ohřívá na vysokou teplotu, což zvyšuje teplotu slínku na vstupu do šachty chladiče a podmínky pro slepování materiálu do bloků se zvýrazíiují.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem chlazení horkého cementářského slínku, vystupujícího z vypalovací pece studeným vzduchem podle vynálezu, při minimálních ztrátách tepla povrchovými ztrátami a ztrátami na vychlazeném slínku, jehož podstata spočívá v tom, že při hodnotě těchto ztrát do 15 % se všechen chladicí vzduch při chlazení slínku ohřívá na stejnou a co nejvyšší teplotu minimálně 600 °C, nepřesahující však maximálně přípustnou teplotu určenou podmínkami konstrukčního provedení konce pece, přičemž 80 až 65 % chladicího vzduchu se vede v protiproudu proti postupu chlazeného slínku a 20 až 35 procent se vede odděleně přes nejteplejsí slínek přímo za výpadem z vypalovací pece pro chlazení slínku z nejvyšších teplot na teplotu neohrožující slepováním slínku následné intenzívní protiproudé chlazení v málo pohyblivé vrstvě, načež část ohřátého chladicího vzduchu, převyšující množství potřebného spalovacího vzduchu se odvádí mimo vypalovací proces k jinému využití tepla.

Způsob chlazení horkého cementářského slínku se dále vyznačuje tím, že 20 až 35 % chladicího vzduchu se vede příčně přes pohybující se vrstvu nejteplejšího slínku.

Způsob chlazení horkého cementářského slínku podle vynálezu se dále vyznačuje tím, že 20 až 35 % chladicího vzduchu se vede přes vrstvu nejteplejšího slínku udržovanou průchodem tohoto chladicího vzduchu ve vířivém pohybu.

Výhody způsobu ochlazení horkého comeiitářskébo slínku podle vynálezu spočívají v tom, že při zhruba stejných ztrátách tepla povrchem chladiče a teplotou vychlazeného slínku odvádí mimo vypalovací proces část tepla, kterou nelze z konstrukčních důvodů vracet do vypalovacího procesu, vzduchem ohřátým na stejnou úroveň jako u spalovacího vzduchu, tedy na teplotu až cca 800 °C. To vytváří podmínky pro dokonalé a výhodné využití daného množství tepla. Tím, že přebytečné teplo je odváděno vzduchem o vysoké teplotě, je jeho množství malé a tedy i nároky na jeho odprášení jsou odpovídající malému množství, které je cca 5krát menší než při chlazení pomocí roštových chladičů. Při teplotě tohoto vzduchu cca 800 °C bude se jeho množství pohybovat jen kolem 0,3 Nm³ . kg^-1 simku. Vzduch s tak vysokou teplotou lze mimo jiné efektivně využít i pro výrobu páry pro energetické účely.

Pro dosažení vysoké efektivnosti chlazení bude při tomto způsobu chlazení použito v rozhodující míře protiproudé výměny tepla mezi vrstvou chlazeného simku a chladicím vzduchem při jejich vzájemně protisměrném postupu. Vysoká efektivnost takové výměny tepla zajistí dostatečně nízkou teplotu vychlazeného produktu a vysokou teplotu chladicího vzduchu, dosaženou průchodem vrstvou chlazeného materiálu, při poměrně malém celkovém množství chladicího vzduchu. To bude prakticky určováno horní přípustnou teplotou spalovacího vzduchu, odváděného do vypalovací pece a bude cca poloviční ve srovnání s dnešním chlazením pomocí roštového chladiče.

Aby bylo možno využít mimořádné intenzity protiproudé výměny tepla při protisměrném postupu vrstvy chlazeného materiálu a chladicího vzduchu, procházejícího vrstvou, musí být materiál ve vrstvě co nejrovnoměrnější z hlediska granulometrie.

Aby se zabránilo slepování slínku, které značně znehodnocuje teoretické možnosti zvoleného způsobu výměny tepla, způsob chlazení horkého cementářského slínku podle vynálezu uplatňuje intenzívní předchlazení slínku z vysoké teploty na výstupu z vypalovací pece na teplotu, kdy již nehrozí slepování slínku v málo pohyblivé vrstvě slínku v protiproudé šachtě. Při tomto intenzívním předchlazení, které také zlepšuje mineralogickou skladbu slínku, jsou granálie slínku ve vzájemném pohybu, což zabraňuje jejich slepování. I když intenzita přestupu tepla je zde nižší, dosáhne se díky vysokému teplotnímu spádu i ohřátí chladicího vzduchu v této části na vysokou teplotu, odpovídající mezní hodnotě plynoucí z konstrukčního provedení konce vypalovací pece s příslušenstvím.

Způsobem chlazení horkého cementářského slínku podle vynálezu s využitím protiproudého přestupu tepla je převážná část studeného chladicího vzduchu 80 až 65 % vedena proti postupu chlazeného slínku a chladí horký slínek s využitím maximální efektivnosti protiproudé výměny tepla a menší část studeného chladicího vzduchu (20 až 35%) je vedena odděleně přes nejteplejší slínek přímo za výpadem z pece a intenzívně chladí slínek z pece z nejvyšších teplot na teplotu, která neohrožuje slepováním slínku plynulost a dokonalost následného protiproudého chlazení slínku v málo pohyblivé vrstvě.

Konkrétní provedení způsobu chlazení slínku používá pro předchlazení slínku před vstupem do zóny protiproudého chlazení, ochlazování s využitím kříženého postupu pohybující se vrstvy ve vířivé vrstvě chlazeného slínku.

Tedy 20 až 35 % studeného chladicího vzduchu pro předchlazení slínku ihned za výpadem z pece z nejvyšších teplot na teploty vyhovující následnému protiproudému chlazení ve vrstvě je vedeno přes příčně postupující pohyblivou vrstvu slínku s nejvyššími teplotami.

Podle dalšího provedení způsobu podle vynálezu 20 až 35 % studeného chladicího vzduchu pro předchlazení slínku ihned za výpadem z pece z nejvyšších teplot na teploty vyhovující následnému protiproudému chlazení ve vrstvě je vedeno přes vrstvu nejteplejšího slínku, udržovanou průchodem tohoto chladicího vzduchu ve vířivém pohybu.

Claims (3)

1. PREDMET

   1. Způsob chlazení horkého cementářského slínku, vystupujícího z vypalovací pece, studeným vzduchem při minimálních ztrátách tepla tvořených povrchovými ztrátami chladicího zařízení a ztrátami na vychlazeném slínku, vyznačující se tím, že při hodnotě těchto ztrát do 15 % se všechen chladicí vzduch při chlazení slínku ohřívá na stejnou a co nejvyšší teplotu minimálně 600 stupňů Celsia, nepřesahující však maximálně přípustnou hodnotu určenou podmínkami konstrukčního provedení konce pece, při čemž 80 až 65 % chladicího vzduchu se vede v protiproudu proti postupu chlazeného slínku a 20 až 35 % se vede odděleně přes nejtepleší slínek přímo za výpadem z vypalovací pece a chladí slínek z nejvyšších teplot na teplotu neohrožující slepováním slínku následné intenzívní protiproudé chlazení v málo pohyblivé vrstvě, načež část ohřátého chladicího vzduchu, převyšující množství potřebného spalovacího vzduchu, se odvádí mimo vypalovací proces k jinému využití tepla.
2. 2. Způsob chlazení horkého cementářského slínku podle bodu 1, .vyznačující se tím, že 20 až 35 % chladicího vzduchu se vede příčně přes pohybující se vrstvu nejteplejšího slínku.
3. 3. Způsob chlazení horkého cementářského slínku podle bodu 1, vyznačující se tím, že 20 až 35 % chladicího vzduchu se vede přes vrstvu nejteplejšího slínku, udržovanou průchodem tohoto chladicího vzduchu ve vířivém pohybu.