CS265905B1

CS265905B1 - Equipment for cement shade firing

Info

Publication number: CS265905B1
Application number: CS866547A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Filous; Petr Nemecek; Stanislav Ing Marek; Jaroslav Ing Podmolik
Original assignee: Filous Jiri; Petr Nemecek; Marek Stanislav; Podmolik Jaroslav
Priority date: 1986-09-11
Filing date: 1986-09-11
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS654786A1

Abstract

Řešení se týká předehřívání a částečné kalcinace materiálu pro výrobu cementářs- kého slínku, v šachtovém předehřivači. Podstatou řešení je šachta předehřívače odplněná fluidním reaktorem pro výrobu hořlavého plynu z méněhodnotného paliva, který se zavádí do šachty, aby zde hořel se vzduchem ze spalin z rotační pece. Hořlavé plyny se zavádí do šachty tangenciálně pod přívodem spalin z rotační pece a šikmo dolů, ve stejném směru proudění jako u spalin z rotační pece, dochází zde k intenzivnímu promíchávání všech složek a k hoření v dolní části šachty uvolněné teplo způsobuje předehřívání a čátečnou kalcinaci materiálu. Spalování hořlavého plynu se nepřenáší do horní části šachty, kde by neplnilo svou funkci. Řešení se uplatní při výrobě cementářské- ho slínku, při předehřívání a částečné kalcinaci materiálu v šachtovém předehří- vači.The present invention relates to preheating and partial calcination of cement clinker material in a shaft preheater. The essence of the solution is a preheater shaft filled with a fluidized bed reactor for producing combustible gas from a less valuable fuel that is introduced into the shaft to burn with the air from the rotary kiln. Combustible gases are introduced into the shaft tangentially below the flue gas inlet from the rotary kiln and obliquely downward, in the same direction as the rotary kiln flue gas, to intensively mix all the components, and the heat released in the lower shaft causes preheating and early calcination of the material. Combustion of combustible gas is not transmitted to the top of the shaft where it will not function. The solution will be used for the production of cement clinker, preheating and partial calcination of the material in the shaft preheater.

Description

Vynález se týká zařízeni pro výpal oementářského slinku, které sestává ze šachtového disperzního předehřívače suroviny, rotační pece a z chladiče slinku, přičemž tepelná energie pro provádění dílčí předkalcinace se získává spalováním méně hodnotného paliva.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for firing cementary clinker comprising a shaft dispersion preheater of feedstock, a rotary kiln and a clinker cooler, the thermal energy for performing partial precalcination being obtained by burning less valuable fuel.

Pro spalování méně hodnotného paliva bylo navrženo využití dvoustupňového fluidniho rtp.-ι Itiv.ín í . Prvý iiliipnň npalování ρ.-ι I I vn probíhá vo riiildním I opon I ií I t . zde no méně hodnot né palivo spaluje za podsteohlometrického přívodu vzduchu. Palivo se nedokonale spaluje a zplyňuje, vzniká směs horkých hořlavých plynů. Tyto se zavádí do místa předkalcinace, kde za přívodu další části spalovacího vzduchu nastává druhý stupeň spalování a uvolněné teplo se využívá k předkalcinaci suroviny.For the combustion of less valuable fuel, it has been proposed to use a two-stage fluid rtp.-i Itiv. The first firing of ρ.-ι I I nn takes place in the direction of the curtains. here, however, the less valuable fuel burns with a sub-stoichiometric air supply. The fuel is incompletely burned and gasified, producing a mixture of hot flammable gases. These are introduced into the precalcination site, where a second stage of combustion occurs at the inlet of another portion of the combustion air and the released heat is used to precalculate the feedstock.

U stávajících pecních linek při náhradě části ušlechtilého paliva palivem méně hodnotným, je výhodné využití zařízení podle čs. AO 240 675. Fluidní topeniště je přistavěno k šachtě předehřívače suroviny a vzniklé horké plyny se zavádí do spodní části šachty předehřívače.In the existing furnace lines when replacing a portion of the noble fuel with less valuable fuel, it is advantageous to use the device according to CS. AO 240 675. The fluidized furnace is added to the feed preheater shaft and the resulting hot gases are introduced into the bottom of the preheater shaft.

Toto uspořádání umožňuje u již existujících zařízeni přístavbu fluidniho topeniště bez narušení provozu pecní linky, pouze napojení potrubí hořlavých plynů na šachtu předehřívače si vyžaduje kratší odstávku provozu.This arrangement allows the installation of a fluidized bed furnace without disturbing the operation of the furnace line in existing installations, only connecting the combustible gas pipes to the preheater shaft requires a shorter shutdown.

Problémem u tohoto zařízení je dosažení dobrých podmínek pro spalování zaváděného hořlavého plynu do spodní části šachty. Jinak se projevuje na vzrůstu teplot plynů odcházejících z předehřívače a zhoršení celkové ekonomie výpalu.The problem with this device is to achieve good conditions for combustion of the injected combustible gas into the lower part of the shaft. Otherwise, it leads to an increase in the temperatures of the gases leaving the preheater and a deterioration of the overall firing economy.

U zařízení podle vynálezu se uvedené nevýhody odstraní tim, že výstupní potrubí horkých plynů z fluidniho topeniště je zaústěno do šachty předehřívače tangenciálně ve směru proudění pecních plynů z rotační pece a nejvýše v rovině tangenciálního zaústění potrubí pecních plynů. Výstupní potrubí horkých plynů z fluidniho topeniště je před napojením na šachtu předehřívače skloněné ve směru postupu plynů, přičemž osa tohoto potrubí svírá s vodorovnou rovinou úhel 15° až 40°. Při použití dvouvětvového šachtového předehřívače je fluidní topeniště propojeno rozvětveným výstupním potrubím horkých plynů z fluidniho topeniště s oběma šachtami předehřívače. Výhodné je, kdy šachtový předehřívač je v horní své části opatřen dvěma cyklonovými teplovýměnnými stupni.In the device according to the invention, these disadvantages are overcome by the fact that the hot gas outlet pipe from the fluidized bed is connected into the preheater shaft tangentially in the direction of the furnace gas flow from the rotary kiln and at most in the plane of the tangential outlet of the gas pipe. The hot gas outlet pipe from the fluidized bed is inclined in the direction of gas advance before being connected to the shaft of the preheater, and the axis of the pipe forms an angle of 15 ° to 40 ° with the horizontal. When using a twin shaft preheater, the fluidized bed is connected by a branched hot gas outlet pipe from the fluidized bed to both of the preheater shafts. Advantageously, the shaft preheater is provided in its upper part with two cyclone heat exchange stages.

Řešením podle vynálezu se docílí intenzívní promíchávání a smísení hořlavých plynů z fluidniho topeniště s pecními plyny z rotační pece obsahujícími přebytečný vzduch a předehřívané suroviny v nístěji šachty předehřívače. Ke spalování a ke kalcinaci suroviny se tak využije i spodní výpadová část šachty předehřívače. To umožňuje ukončit proces spalování z převážné části v oblasti spodní části šachty předehřívače a nenastane zvýšení teploty odpadních plynů odcházejících z předehřívače.The solution according to the invention achieves intensive mixing and mixing of combustible gases from the fluidized bed with rotary kiln gases containing excess air and preheated raw materials in the hearth of the preheater shaft. The lower discharge part of the preheater shaft is also used for combustion and for calcining the raw material. This makes it possible to terminate the combustion process largely in the region of the lower part of the preheater shaft and there will be no increase in the temperature of the waste gases leaving the preheater.

Příkladné provedeni zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 1 až 3, kde představují obr. 1 toto zařízení s jednou šachtou předehřívače, obr. 2 tangenciální napojení na šachtu Výstupního potrubí horkých plynů z fluidniho topeniště a potrubí pecních plynů z rotační pece ve stejném směru proudění těchto plynů, obr. 3 představuje napojení fluidniho topeniště na dvě šachty předehřívače.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in Figures 1 to 3, wherein Figure 1 shows the device with a single preheater shaft, Figure 2 tangential connection to the shaft of the hot gas outlet pipe from the fluidized bed and the kiln gas pipe from the rotary kiln in the same direction 3 shows the connection of a fluidized bed furnace to two wells of a preheater.

Zařízení na obr. 1 sestává z rotační pece 1_, z předehřívače suroviny tvořeného šachtou 2, malou šachtou 3 a zahuštovacími cyklony £ a z fluidniho topeniště 5 pro zpracování méně hodnotných tuhých paliv. Chladič slinku navazující na rotační pec j. není na vyobrazení nakreslen. Šachta předehřívače 2 suroviny je propojena potrubím £ pecních plynů a výpadovým potrubím 13 suroviny s rotační pecí K Fluidní topeniště 5 je vybaveno přívodem 9 vzduchu do roštového systému, dávkovačem 8 paliva a je propojeno výstupním potrubím 7 horkých plynů se spodní částí šachty 2 předehřívače a potrubím 10 pro odvod spalin s rotační peci 1.The apparatus of FIG. 1 consists of a rotary kiln 7, a feed preheater consisting of a shaft 2, a small shaft 3 and thickening cyclones 5, and a fluidized bed 5 for treating less valuable solid fuels. The clinker cooler following the rotary kiln is not shown in the illustration. The feedstock preheater shaft 2 is connected to the furnace gas line 6 and the feedstock discharge pipe 13 to the rotary kiln. The fluidized bed 5 is equipped with an air supply 9 to the grate system, a fuel dispenser 8 and connected via a hot gas outlet 7 to the bottom of the preheater shaft 2 and 10 for flue gas exhaust with rotary kiln 1.

Méně hodnotné pevné palivo se podává do spodní části fluidniho topeniště 5 dávkovačem 8 paliva. Toto působením fluidisačního vzduchu přiváděného přívodem 9 vzduchu do roštového systému vytváří fluidní vrstvu, ve které při podstechiometrickém množství vzduchu nastává nedokonalé částečné spalování paliva a jeho zplyňování. Vznikají horké hořlavé plyny, které se odvádí z rozšířené horní části fluidního topeniště 5 výstupním potrubím 7_ horkých plynů do spodní části šachty 2 předehřívače. Toto výstupní potrubí 7 horkých plynů je zaústěno do šachty 2 předehřívače tangenciálně ve stejném směru proudění plynů přiváděných tangenciálně potrubím 6 pecních plynů z rotační pece 2, což je znázorněno na obr. 2. Přitom je výstupní poli ulil 7 lun Itýi-li plynů lili liiiiěiié vn uničili puntupu plynů šlkinn dolil n svírá s vodorovnou rovinou úhel 15° až 40^u. Ve spodní části a ve výpadkovém kuželi šachty 2 předehřívače nastává tak intenzivní promíchávání hořlavých plynů přiváděných výstupním potrubím 7_ horkých plynů z fluidního topeniště 5 a spalin přiváděných potrubím 2 pecních plynů z rotační pece 2» které obsahují přebytečný nespálený vzduch. Hořlavé plyny za přítomnosti vzduchu se spalují a uvolněné teplo se využívá k předkalcinaci suroviny.The less valuable solid fuel is fed to the bottom of the fluidized bed 5 through the fuel feeder 8. This, by the action of the fluidizing air supplied by the air inlet 9 to the grate system, creates a fluidized bed in which an imperfect partial combustion of the fuel and its gasification occurs at a substoichiometric amount of air. Hot combustible gases are produced which are discharged from the enlarged upper portion of the fluidized bed 5 through the hot gas outlet pipe 7 to the lower portion of the preheater shaft 2. This hot gas outlet pipe 7 opens into the preheater shaft 2 tangentially in the same flow direction of the gases supplied tangentially through the furnace gas pipe 6 from the rotary kiln 2, as shown in FIG. vn leaked puntup of gases šlkinn dolil n forms an angle of 15 ° to 40 ^u with the horizontal plane. Thus, intense mixing of the combustible gases supplied by the hot gas outlet pipe 7 from the fluidized bed 5 and the flue gases supplied by the kiln gas pipe 2 from the rotary kiln 2 containing excess unburned air takes place at the bottom and in the cone outlet of the preheater shaft 2. Combustible gases in the presence of air are burned and the released heat is used to precalculate the feedstock.

Surovina určená k předehřívání je zaváděna do šachty 2 předehřívače přívodem 12 suroviny, prochází známým způsobem malou šachtou 2» P^ak zahuštovacími cyklóny _4 a postupuje v protiproudu k nahoru postupujícím plynům šachtou 2 předehřívače. Ve spodní části šachty 2 předehřívače za intenzivního směšování s oběma proudy plynů se kalcínuje S využitím tepla uvolněného spalováním hořlavých plynů z fluidního topeniště 2· Předkalcinovaná surovina pak postupuje výpadovým potrubím 13 suroviny do rotační pece 2·The feedstock to be preheated is fed into the preheater shaft 2 through the feedstock feed 12, passes in a known manner through the small shaft 24 ^and the thickened cyclones 4 and flows in countercurrent to the upstream gases through the preheater shaft 2. In the lower part of the shaft 2 of the preheater with intensive mixing with both gas streams, it is calcined using the heat released by the combustion of combustible gases from the fluidized bed 2.

Plyny ze spodní části šachty 2_ předehřívače pak postupují za intenzivního krouživého pohybu šachtou nahoru, prochází malou šachtou 2 ^a zahuštovacími cyklony 2» přičemž předávají teplo surovině. Z předehřívače jsou pak odtahovány ventilátorem 11 přes nezakreslený odprašovací systém.The gases from the lower part of the preheater shaft 2 then proceed with intensive circular movement up the shaft, passing through the small shaft 2 ^{and the} thickening cyclones 2, transferring heat to the raw material. They are then withdrawn from the preheater by a fan 11 via a non-drawn dust removal system.

Uspořádání pecní linky při použiti dvouvětvového šachtového předehřívače je uvedeno na obr. 3. Šachtový předehřivač má v tomto případě dvě větve A a B, tvořené šachtami 2A a 2Bj malými šachtami 3A a 3B a zahuštovacími cyklóny 4A a 4B. Potrubí 2 pecních plynů se dělí na větve 6A a 6B, napojené na příslušné šachty předehřívače. Fluidní topeniště 5 je propojeno výstupními potrubími 7A a 7B rovněž s oběma šachtami předehřívače.The furnace line arrangement using a two-branch shaft preheater is shown in Fig. 3. The shaft preheater in this case has two branches A and B consisting of the shafts 2A and 2Bj of the small shafts 3A and 3B and the thickening cyclones 4A and 4B. The furnace gas line 2 is divided into branches 6A and 6B connected to respective wells of the preheater. The fluidized bed 5 is also connected by the outlet conduits 7A and 7B to both preheater shafts.

Funkce zařízení je obdobná, jak bylo popsáno u jednoproudového provedení předehřívače suroviny. Hořlavé plyny z fluidního topeniště 2 ^se nyní zavádí do obou šachet 2A a 2B předehřívače, kde se tyto spalují za přítomnosti vzduchu přiváděného s pecními plyny z rotační pece 2· Výstupní potrubí 7A a 7B horkých plynů jsou rovněž skloněná ve směru postupu plynů šikmo dolu a zaústěná do příslušných šachet 2A a 2B předehřívače tangenciálně, ve stejném směru proudění plynů, jako potrubí 6A nebo 6B pecních plynů. Uvolněné teplo se v obou šachtách 2A a 2B předehřívače využívá k předkalcinaci suroviny přiváděné do předehřívače přívody 12A a 12B suroviny. Předkalcinovaná surovina se zavádí do rotační pece 2 výpadovými potrubími 13A a 13B.The operation of the device is similar to that described in the single-stream version of the feed preheater. The combustible gases from the fluidized bed furnace 2 ^are now introduced into both the preheater shafts 2A and 2B, where they are combusted in the presence of air supplied with the furnace gases from the rotary furnace 2. The hot gas outlet ducts 7A and 7B are also inclined downstream; orifices 2A and 2B of the preheater tangentially, in the same direction of gas flow as the furnace gas line 6A or 6B. The released heat is used in both preheater shafts 2A and 2B to precalcinate the feed to the preheater through feedstock feeds 12A and 12B. The precalcinated feedstock is fed to the rotary kiln 2 via discharge lines 13A and 13B.

Zařízení podle vynálezu je výhodné zejména při přístavbě fluidního topeniště za účelem náhrady ušlechtilého paliva palivem méně hodnotným u stávajících pecních linek vybavených šachtovým předehřívačem zpracovávané suroviny. Zaústění potrubí hořlavých horkých plynů, vystupujících z fluidního topeniště tangenciálně šikmo dolu do šachty předehřívače, umožňuje bez větších úprav využití vhodných aerodynamických účinků stávajícího prostoru spodní části šachty ke spalování zaváděných hořlavých plynů a ke kalcinací předehřáté dolu postupující suroviny. Toto uspořádání dává předpoklad minimálního zvýšení teploty plynů odcházejících z předehřívače. Pro další zlepšení tepelné ekonomie linky je však výhodné, opatřit šachtový předehřivač suroviny v hodní části dvěma cyklónovými teplovýměnnými stupni.The device according to the invention is particularly advantageous when adding a fluidized bed furnace to replace noble fuel with less valuable fuel in existing furnace lines equipped with a shaft preheater of the feedstock. The opening of the flammable hot gas piping extending from the fluidized furnace tangentially downwardly into the preheater shaft allows the use of the appropriate aerodynamic effects of the existing lower shaft space to burn incoming flammable gases and to calculate the preheated mine of the advancing feedstock. This arrangement provides for a minimum increase in the temperature of the gases leaving the preheater. However, in order to further improve the thermal economy of the line, it is advantageous to provide two cyclone heat exchange stages in the upper part of the shaft preheater.

Toto zařízení je možno používat pro podíl spalovaného méně hodnotného paliva ve výši 30 % z velkového přídělu tepla pecní linky.This equipment can be used for a proportion of less valuable fuel burnt of 30% of the large heat input of the furnace line.

Claims

OF THE INVENTION

An apparatus for firing cement clinker using a less valuable fuel processed in a fluidized bed furnace, comprising: from the shaft dispersion preheater, the rotary kiln and the clinker cooler, the thermal energy for the partial precalcination of the feedstock being recovered from the shaft dispersion preheater. The outlet pipe (7) is further reduced to the lower part of the preheater shaft, characterized in that the hot gas outlet pipe (7, 7A, 7B) is connected to the shaft (2, 2A, 2B). ) preheaters tangentially in the same direction of gas flow as the furnace gas ducts (6, 6A, 6B) from the rotary kiln (1) and at most at the orifice plane of the furnace gas ducts (6, 6A, 6B),

Device according to claim 1, characterized in that the hot gas outlet pipe (7, 7A, 7b) from the fluidized bed (5) is inclined downwardly in the direction of the gas advance before being connected to the preheater shaft (2, 2A, 2B). the pipe axis (7, 7A, 7b) forms an angle of 15 ° to 40 ° with the horizontal.

Device according to one of Claims 1 to 2, characterized in that, when using a two-branch shaft preheater, the fluidized bed (5) is connected by a branched hot gas outlet pipe (7A, 7B) and both shafts (2A, 2B) of the preheater.