CS266721B1

CS266721B1 - Device for thermal treatment of powder and fine granular material

Info

Publication number: CS266721B1
Application number: CS87258A
Authority: CS
Inventors: Petr Nemecek; Jiri Ing Filous; Stanislav Ing Marek; Jaroslav Ing Podmolik
Original assignee: Petr Nemecek; Filous Jiri; Marek Stanislav; Podmolik Jaroslav
Priority date: 1987-01-14
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS25887A1

Abstract

Podstatou tohoto řešení je fluidní topeniště napojené přímo na spodní část výpadového kužele předehřívače suroviny, spodní část geometrického průniku výpadového kužele a fluidního topeniště tvoří přepadovou hranu, jejíž nejnižší místo je nad úrovní otvoru pro odvádění předehřáté suroviny. Svislá osa fluidního topeniště je rovnoběžná s osou předehřívače a je uvnitř jeho půdorysného obvodu. Nad rovinou přechodu výpadového kužele do svislé šachty předehřívače ke přívodu inertního materiálu. Předehřívač suroviny je šachtový, cyklonový, nebo kombinací obou těchto typů.The essence of this solution is fluidized firebox connected directly to the bottom raw material preheater cone the lower part of the geometric intersection of the outlet cone and fluidized bed furnace are overflow the edge whose lowest point is above the level of the opening to remove the preheated feedstock. The vertical axis of the fluidized bed is parallel to the preheater axis and inside its plan circuit. Above the transition plane of a cone into a vertical shaft preheaters to supply inert material. Raw material preheater is shaft, cyclone, or a combination of both.

Description

Vynález se týká zařízení k tepelnému zpracovávání práškové a jemně zrnité suroviny, k jejímu předehřívání a kalcinování před konečným zpracováním v rotační peci. <·The invention relates to an apparatus for the heat treatment of powdered and fine-grained raw material, for its preheating and calcination before final processing in a rotary kiln. <·

K tepelnému zpracovávání práškových a jemně zrnitých surovin se v současné době používá rotační pec a předřazený předehřívač, ve kterém se využívá teplo z plynů odcházejících z.rotační pece. Využívá se při zpracovávání cementářské suroviny tak zvaným suchým způsobem, dále při výrobě práškového vápna, magnezitu, kysličníku hlinitého a při zpracovávání polymetalických koncentrátů.A rotary kiln and a pre-preheater are currently used for the heat treatment of pulverulent and fine-grained raw materials, in which heat from the gases leaving the rotary kiln is used. It is used in the processing of cement raw material in the so-called dry way, as well as in the production of powdered lime, magnesite, alumina and in the processing of polymetallic concentrates.

Je známé spalování části hlavního technologického paliva v prostoru mezi dispersním předehřívačem a rotační pecí, čímž se zvyšuje měrný výkon pálícího agregátu. Rovněž je známé spalování zde nebilančního paliva nebo hořlavých odparů vhodného druhu, což přináší částečnou úsporu ušlechtilého paliva, spalovaného jako hlavní technologické palivo v pálícím agregátu.It is known to burn part of the main technological fuel in the space between the dispersive preheater and the rotary kiln, thereby increasing the specific power of the burning unit. It is also known to burn unbalanced fuel or flammable vapors of a suitable type here, which brings partial savings of the noble fuel burned as the main technological fuel in the combustion unit.

V provozní praxi v energetickém průmyslu bylo ověřeno konstrukční řešení fluidního topeniště, v němž lze úspěšně spalovat zejména nebilanční paliva a experimentálními pracemi bylo prokázáno, že tato topeniště lze použít v cementářském průmyslu, s cílem částečné úspory ušlechtilého paliva.In operational practice in the energy industry, the design of a fluidized bed furnace was verified, in which it is possible to successfully burn mainly off-balance sheet fuels, and experimental work has shown that these furnaces can be used in the cement industry, with the aim of partial savings of noble fuel.

Nej známější řešení mají charakter boční přístavby fluidního topeniště k předehřívači, s nímž je spojeno kanálem pro vedení plynu a potrubí pro přívod zpracovávané suroviny, včetně dalších propojení potřebných pro odvod tepelně zpracované suroviny, případně odloučených popelovin. Při dodatečných úpravách - např. při rekonstrukci cementářské pecní linky - tato potřebná propojení nemají optimální směs a polohu, zvětšují členitost zařízení a snižují jeho provozní spolehlivost, což je důsledkem nevhodného provedení připojení fluidního topeniště, podle zvyklostí u energetických agregátů.The most well-known solutions have the character of a side extension of the fluidized bed furnace to the preheater, to which it is connected by a gas duct and piping for the supply of processed raw material, including other connections needed for removal of heat-treated raw material or separated ash. During additional modifications - eg during the reconstruction of the cement kiln line - these necessary connections do not have the optimal mixture and position, increase the articulation of the equipment and reduce its operational reliability, which is due to improper connection of fluidized bed furnace, as usual in power plants.

((

Podstatou tohoto vynálezu je vyloučení uvedených nedostatků, novým napojením fluidního topeniště k předehřívači, bez uvedených kanálů a potrubí, a využitím aerodynamických vlastností spodní části předehřívače.The object of the present invention is to obviate said drawbacks, by reconnecting the fluidized bed furnace to the preheater, without said channels and pipes, and by using the aerodynamic properties of the lower part of the preheater.

Fluidní topeniště je k výpadovému kuželi předehřívače napojeno přímo zespodu a část jejich geometrického průniku vytváří přepadovou hranu, jejíž nejnižší místo je nad úrovní výstupního otvoru tohoto kužele, jímž je zpracovaná surovina odváděna k dalšímu technologickému zpracování prostřednictvím surovinového potrubí. Svislá osa fluidního topeniště je rovnoběžná s osou předehřívače suroviny a je uvnitř jeho půdorysného obvodu. Nad rovinou přechodu výpadového kužele do svislé šachty předehřívače suroviny je přívod inertního materiálu. Toto zařízení je montovatelné na předehřívač suroviny šachtový, cyklonový i na kombinaci těchto typů, přičemž fluidní topeniště je připojeno vždy k výpadovému kuželi, z něhož je zpracovávaná surovina odváděna do dalšího technologického stupně.The fluidized bed furnace is connected to the outlet cone of the preheater directly from below and part of their geometric intersection forms an overflow edge, the lowest point of which is above the outlet of this cone, through which the processed raw material is discharged for further technological processing The vertical axis of the fluidized bed furnace is parallel to the axis of the raw material preheater and is inside its floor plan. Above the plane of transition of the discharge cone into the vertical shaft of the raw material preheater is the supply of inert material. This device can be mounted on a shaft preheater, cyclone and a combination of these types, while the fluidized bed furnace is always connected to the discharge cone, from which the processed raw material is discharged to the next technological stage.

Toto konstrukční řešení napojení fluidního topeniště zespodu na výpadový kužel předehřívače je zvlášř. výhodné pro rekonstrukci stávajících linek, u nichž se předpokládá náhrada hlavního technologického paliva palivem méněhodnotným, v rozmezí 10 až 30 %. Je použitelné pro případy, kdy je pecní linka vybavena jakýmkoliv typem předehřívače pro práškovou nebo jemně zrnitou surovinu, pokud je tento opatřen výpadovým kuželem pro materiál. Zařízení tvoří kompaktní celek, jednoduše realisovatelný s vysokou provozní spolehlivostí a technologickou universálností.This design solution for connecting the fluidized bed furnace from below to the outlet cone of the preheater is separate. advantageous for the reconstruction of existing lines, which are expected to replace the main technological fuel with a less valuable fuel, in the range of 10 to 30%. It is applicable for cases where the kiln line is equipped with any type of preheater for powdered or fine-grained raw material, as long as it is equipped with a discharge cone for the material. The device forms a compact unit, easy to implement with high operational reliability and technological versatility.

Vynález je zřejmý z připojených vyobrazení, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno napojení fluidního topeniště na spodní část šachtového protiproudného předehřívače a na obr. 2 je obdobné napojení fluidního topeniště na spodní výpadový kužel předehřívače, tvořeného sériově řazenými cyklonovými stupni. Použité vztahové značky v obou případech' označují stejnými Čísly vždy shodné části zařízení. Protože pro popis tohoto zařízení a jeho funkci není třeba brát zřetel na typ použitého předehřívače, je následující text společný pro obě varianty.The invention is apparent from the accompanying drawings, in which FIG. 1 schematically shows the connection of a fluidized bed furnace to the lower part of a shaft countercurrent preheater and FIG. The reference numerals used in both cases always denote identical parts of the device by the same numbers. Since it is not necessary to take into account the type of preheater used to describe this device and its function, the following text is common to both variants.

CS 266 721 Bl 3CS 266 721 Bl 3

Fluidní topeniště 2 má ve své spodní části přívod £ paliva, přívod £ fluidniho vzduchu a odvod 13 popela. Tento konstrukční celek je napojen zespodu na výpadový kužel £ předehřívače 1 suroviny, který je surovinovým potrubím £ spojen s rotační pecí ^a kanál 3 plynu spojuje rotační pec 2 ^s předehřívačem 2 suroviny. Ve spodní části proniku geometrického tvaru fluidniho topeniště 2 ^a výpadového kužele 2 3^e přepadová hrana 2· Předehřívač 2 suroviny je ve své spodní části nad výpadovým kuželem £ opatřen přívodem 10 inertního materiálu, a ve své horní části přívodem 11 zpracovávané suroviny a odvodem 12 ochlazených plynů.The fluidized bed furnace 2 has in its lower part a fuel inlet 6, a fluid air inlet and an ash outlet 13. This subassembly is attached to the bottom cone thru £ 1 preheater feedstock that is £ stock pipe connected to ^the rotary kiln ^and the gas channel 3 connects the rotary kiln ^{to the} preheater 2 2 feedstock. In the lower part of the penetration of the geometric shape of the fluidized bed furnace 2 ^{and the} discharge cone 2 3 ^{e the} overflow edge 2 · The raw material preheater 2 is provided in its lower part above the discharge cone £ with an inlet 10 of inert material, and in its upper part gases.

V předehřívači 2 suroviny dochází známým způsobem k postupnému předehřívání zpracovávané suroviny horkými plyny přiváděnými z rotační pece 2 do spodní části předehřívače 2 suroviny kanálem 2 plynu. Podle typu předehřívače se jedná o předehřev v protiproudu plynu, nebo v dílčích souproudných stupních, řazených za sebou protiproudně. Surovina tepelně připravená v předehřívači 2 suroviny se shromažďují v jeho spodním výpadovém kuželi £, odkud je surovinovým potrubím £ zaváděna do rotační pece 2 k dalšímu tepelnému zpracování, zatímco ochlazené plyny jsou z horní části předehřívače 2 suroviny odtahovány odvodem 12 ochlazených plynů.In the raw material preheater 2, the processed raw material is gradually preheated in a known manner by hot gases fed from the rotary kiln 2 to the lower part of the raw material preheater 2 through the gas channel 2. Depending on the type of preheater, it is preheating in countercurrent gas, or in partial cocurrent stages, arranged one behind the other countercurrently. The raw material thermally prepared in the raw material preheater 2 is collected in its lower discharge cone £, from where it is fed through the raw material pipe to the rotary kiln 2 for further heat treatment, while the cooled gases are drawn off from the upper part of the raw material preheater 2.

Ve fluidním topeništi 2 dochází známým způsobem k částečnému spalování a ke zplyňování přiváděného méněhodnotného paliva přiváděného přívodem £ paliva v závislosti na fluidisačním vzduchu přiváděném přívodem £ fluidisačního vzduchu. Vzniklý horký plyn po smísení s kyslíkem obsaženým jako přebytek ve spalinách z rotační pece 2, bezprostředně vyhořívá ve spodní části předehřívače 2 suroviny. Uvolněné teplo způsobuje v tomto místě vysokého zahuštění suroviny její intenzivní kalcinaci. Klesající částice suroviny se shromažďují ve výpadovém kuželi £, odkud jsou vedeny surovinovým potrubím £ do rotační pece 2.In the fluidized bed furnace 2, the partial combustion and gasification of the low-value fuel supplied by the fuel supply e takes place in a known manner, depending on the fluidizing air supplied by the fluidizing air supply e. The resulting hot gas, after mixing with the oxygen contained as an excess in the flue gas from the rotary kiln 2, immediately burns in the lower part of the preheater 2 of the raw material. The heat released causes a high concentration of the raw material at this point, its intensive calcination. The descending raw material particles are collected in the discharge cone £, from where they are led through the raw material line £ to the rotary kiln 2.

Protože spalováním pevného paliva jako odpad vzniká popel, dochází k trvalému nárůstu objemu fluidní vrstvy. Její stálý objem je udržován bud samovolně tím, že vznikající přebytky přepadávají přes přepadovou hranu £ do výpadového kužele £, nebo jsou odváděny ze spodní části topeniště odvodem 13 popela, jehož další využití je závislé na technologických možnostech.Because the combustion of solid fuel as waste produces ash, there is a permanent increase in the volume of the fluidized bed. Its constant volume is maintained either spontaneously by the resulting surpluses falling over the overflow edge £ into the discharge cone £, or they are discharged from the lower part of the furnace by an ash outlet 13, the further use of which depends on technological possibilities.

V případě, že dodatkové palivo nelze spalovat ve fluidním topeništi obvyklým způsobem, tekuté odpadky, uhelné kaly atd., ale pouze v cizí vrstvě inertního materiálu, je pro tento případ zařízení opatřeno přívodem 10 inertního materiálu. Protože v průběhu technologie dochází k otěru a rozpadu částic tohoto materiálu a též ke zmenšování objemu fluidní vrstvy úletem těchto částic, je doplňování tohoto úbytku řízeno samostatným automatickým obvodem.In case the additional fuel cannot be burned in the fluidized bed furnace in the usual way, liquid waste, coal sludge, etc., but only in a foreign layer of inert material, the device is provided with an inlet 10 of inert material for this case. Because during the technology there is abrasion and disintegration of particles of this material and also the reduction of the volume of the fluidized bed by the flight of these particles, the replenishment of this loss is controlled by a separate automatic circuit.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Device for heat treatment of powdered and fine-grained raw material, consisting of a rotary kiln and a preheater of the processed raw material with a preheated raw material outlet cone, to which a fluidized bed furnace is connected, interconnected by gas and processed raw material lines, characterized in that the fluidized bed furnace (7) is connected to the raw material discharge cone (4) directly from below, the lower part of the geometric intersection of the discharge cone (4) and the fluidized bed furnace (7) forming an overflow edge (5), the lowest point of which is above the level of the opening ) and connected to the raw material pipeline (6).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the vertical axis of the fluidized bed furnace (7) is parallel to the axis of the raw material preheater (1) and is inside its floor plan.

3. Device according to items 1 and 2, characterized in that above the plane of transition of the discharge cone (4) into the vertical shaft of the raw material preheater (1) there is an inlet (10) of inert material.

CS 266 721 Bl

4. Apparatus according to items 2 to 3, characterized in that the raw material preheater (1) is a shaft, cyclone or a combination of these types, the fluidized bed furnace (-7) being connected in each case to a discharge cone (4) from which the raw material to be processed is discharged. to the next technological level.