CS277246B6

CS277246B6 - Device for gradual calcination of powdery materials

Info

Publication number: CS277246B6
Application number: CS904535A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Zajdlik; Jaroslav Ing Pospisil; Zdenek Ing Michalek; Petr Ing Krejci; Alois Sehnalek; Alois Ing Pumprla
Original assignee: Prerovske Strojirny Np
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1992-12-16
Also published as: CS453590A3

Abstract

Zařízení k postupné kalcinaci práškovitých materiálů s intenzivní redukcí NOx, skládající se z kalcinaci komory 4., kalcinačního kanálu 3., odlučovacího cyklonu 5, rotační pece 1 s patním kusem 2, je doplněno na odlučovací cyklon 5 navazujícím redukčním kanálem 31 s hořáky a přívodem paliva 36 materiálu z předehřívače 6, s odbočkou 35 vedení vzduchu s regulačním členem, s horním koncem ve tvaru vířivé hlavy napojeným na odlučovací cyklon 32, propojený vedením 37 plynů s předehřívačem 6, přičemž vedení 9 spalovacího vzduchu od chladiče slinku je napojeno na vedení 33 spalovacího vzduchu, které ústí do odbočky 35 ústící do redukčního kanálu 31 nad hořákem 36. případně i do odbočky 34 spalovacího vzduchu ústící do vedení mezi výstup .z hlavy kalcinačního kanálu 3. a vstup do redukčního kanálu 31.The device for the gradual calcination of powdery materials with intensive NOx reduction, consisting of a calcination chamber 4, a calcination channel 3, a separation cyclone 5, a rotary kiln 1 with a base piece 2, is supplemented by a separation cyclone 5 connected by a reduction channel 31 with burners and a fuel supply 36 of the material from the preheater 6, with a branch 35 of the air line with a regulating member, with an upper end in the shape of a vortex head connected to the separation cyclone 32, connected by a gas line 37 with the preheater 6, while the line 9 of combustion air from the clinker cooler is connected to the line 33 of combustion air, which flows into the branch 35 flowing into the reduction channel 31 above the burner 36, or alternatively into the branch 34 of combustion air flowing into the line between the outlet from the head of the calcination channel 3 and the inlet to the reduction channel 31.

Description

Vynález se týká zařízení pro postupnou kalcinaci práškového materiálu, zejména pro výrobu cementářského slínku, s intezivní redukcí NOx.The invention relates to an apparatus for the gradual calcination of powdered material, in particular for the production of cement clinker, with intensive NOx reduction.

U doposud známých zařízení s předehříváním a předkalcinací práškových materiálů se přivádí část paliva do rotační pece pro slinování zkalcinované suroviny a dokončení kalcinace a zbytek paliva do kalcinátoru, kde hořením v proudu pecních plynů obsahujících kyslík nebo vzduchu přiváděném do kalcinátoru zvláštním potrubím vyvíjí teplo potřebné pro předkalcinací a předehřev.In previously known devices with preheating and precalcination of powder materials, part of the fuel is fed to a rotary kiln for sintering the calcined raw material and completion of calcination and the rest of the fuel to the calciner, where by burning in a stream of oxygen-containing furnace gases or air supplied to the calciner and preheating.

Slinování probíhá v rotační peci při velmi vysokých teplotách, při kterých se dusík ze vzduchu a z paliva oxiduje na ekologicky a hygienicky škodlivé oxidy NOx, jejichž emise v kouřových plynech je proto nežádoucí.Sintering takes place in a rotary kiln at very high temperatures, at which nitrogen from air and fuel is oxidized to environmentally and hygienically harmful NOx oxides, the emissions of which in flue gases are therefore undesirable.

Vysoká teplota plynů přiváděných z pece do kalcinátoru a velký podíl paliva, který musí být k zabezpečení dostatečné předkalcinace v kalcinátoru spalován v malém prostoru kalcinační komory či kalcinačního kanálu způsobují vznik dalšího podílu NOx a tvorbu nálepků, zhoršujících plynulost provozu a životnost zařízení. Uvedená vysoká teplota plynů je také limitujícím faktorem zkrácení délky rotační pece.The high temperature of the gases fed from the kiln to the calciner and the large proportion of fuel that must be burned in a small area of the calcination chamber or calcination channel to ensure sufficient precalcination in the calciner cause additional NOx and labels to deteriorate the operation and service life. Said high gas temperature is also a limiting factor in shortening the length of the rotary kiln.

Podle známých postupů se obsah NOx v plynech z pece snižuje zavedením části kalcinačního paliva do kanálu odvádějícího plyny z pece, přičemž reakcí mezi NOx a tímto palivem dochází k jejich redukci.According to known methods, the NOx content of the furnace gases is reduced by introducing a part of the calcination fuel into the duct discharging the furnace gases, the reaction between the NOx and this fuel reducing them.

Tato známá řešení však mají při redukci NOx omezenou účinnost, protože neumožňují redukci NOx v plynech vznikajících v kalcinátoru a nesnižují dostatečně ani obsah NOx v plynech z rotační pece, protože malou dávku redukčního paliva nelze dokonale promísit s veškerými plyny a protože styk paliva s plyny je jednorázový a časově krátký.However, these known solutions have limited efficiency in NOx reduction because they do not allow NOx reduction in the gases produced in the calciner and do not sufficiently reduce the NOx content in the rotary kiln gases, because a small dose of reducing fuel cannot be perfectly mixed with all gases and because the fuel-gas contact is one-time and short in time.

Ke známému stavu techniky patří rotační pec s patním kusem, předehřívač zaváděné suroviny, kalcinační kanál, kalcinační komora, odlučovači cyklon, přívody paliva a spalovacího vzduchu a odvod odpadních plynů, přívod a odvod zpracovaného materiálu. Kalcinační komora je vybavena hořáky s přívodem paliva a axiálním a tangenciálním přívodem spalovacího vzduchu a svou horní části je propojena s kalcinačním kanálem s hořáky s přívodem paliva. Kalcinační kanál navazuje v dolní části na patní kus s přívodem předkalcinované suroviny na jeho skluz, který může být vybaven tříštičím elementem nebo i přívodem suroviny z jiného než nejnižšího stupně předehřívače. Dolni část kanálu je vybavená hořákem a vstupem předehřáté suroviny a plynů z kalcinační komory nebo i dalším vstupem předehřáté suroviny. Horní část kalcinačního kanálu je vířivou hlavou napojena na nejnižší odlučovací cyklon.The known state of the art includes a rotary kiln with a foot piece, a preheater of the feedstock, a calcination channel, a calcination chamber, a cyclone separator, fuel and combustion air inlets and an exhaust gas outlet, and an inlet and outlet of the processed material. The calcination chamber is equipped with burners with fuel supply and axial and tangential combustion air supply and its upper part is connected to the calcination channel with burners with fuel supply. The calcination channel connects in the lower part to the heel piece with the supply of pre-calcined raw material to its chute, which can be equipped with a shredding element or even the supply of raw material from other than the lowest stage of the preheater. The lower part of the duct is equipped with a burner and an inlet of preheated raw material and gases from the calcination chamber or another inlet of preheated raw material. The upper part of the calcination channel is connected to the lowest separation cyclone by a swirl head.

Popsané nevýhody známého řešení se odstraní dle vynálezu tím, že na nejnižší odlučovací cyklon, propojený s vířivou hlavou kalcinačního kanálu, je napojen redukční kanál s hořáky a přívodem paliva, s vedením zpracovávaného materiálu z předehřívače a odbočkou vedení vzduchu s regulačním členem, s horním koncem ve tvaru vířivé hlavy napojeným na odlučovací cyklon, propojený svým kuželem na skluz materiálu do kalcinační komory a horním koncem, propojený vedením plynu s předehřívačem, přičemž potrubí horkého spalovacího vzduchu je odbočkami zavedeno nejen do kalcinačního kanálu a do výstupu plynu z vířivé hlavy kalcinačního kanálu.The described disadvantages of the known solution are eliminated according to the invention by connecting to the lowest separating cyclone, connected to the swirling head of the calcination channel, a reduction channel with burners and fuel supply, with a process material from the preheater and an air branch with a regulating member. in the form of a swirl head connected to a separating cyclone, connected by its cone to the material slide into the calcination chamber and the upper end, connected by a gas line to the preheater, the hot combustion air pipe being introduced by branches not only into the calcination channel and into the gas outlet from the swirl head.

V redukčním kanálu kysličníky dusíku za nedostatku vzduchu ztrácejí svůj kyslík a zařízení má dostatek regulačních·prvků k. udržování správné spalovací atmosféry v redukčním kanále. Redukční palivo v redukčním kanále odstraní i tu část NOx, která se tvoří topením v kalcinátoru, nebo proniká nezredukována okolo hořáku v kalcinačním kanále. Toto rozdělení redukčního paliva umožní po jeho vyhoření v horních - oxidačních - zónách kanálu udržet i vyšší stupeň předkalcinace při menším riziku tvorby nálepků, protože se zmenší tepelné zatížení kalcinačního kanálu a předkalcinátoru. Při provozní teplotě plynů v kanále redukčním se již NOx prakticky netvoří.In the reduction channel, nitrogen oxides lose their oxygen in the absence of air, and the plant has sufficient control elements to maintain the correct combustion atmosphere in the reduction channel. The reducing fuel in the reduction channel also removes that part of the NOx which is formed by heating in the calciner or penetrates unreduced around the burner in the calcination channel. This distribution of the reducing fuel, after its combustion in the upper - oxidation - zones of the channel, will allow to maintain a higher degree of precalcination with less risk of formation of stickers, because the thermal load of the calcination channel and the precalciner will be reduced. At the operating temperature of the gases in the reduction channel, NOx is practically no longer formed.

Zařízení bude vysvětleno pomocí vyobrazení.The device will be explained with the help of illustrations.

Předehřívač a kalcinátor cementářské práškové suroviny se skládá z kalcinační komory 4 vybavené hořáky s přívodem paliva 18,. axiálním přívodem 7 spalovacího vzduchu a tangenciálním přívodem 8 spalovacího vzduchu s regulačním členem 20,. Svou horní částí je kalcinační komora 4 propojena spojovacím potrubím 10 s kalcinačním kanálem 3. opatřeným hořáky 19 s přívodem paliva, a přívodem suroviny 39a a spodní částí se napojuje na potrubí 17 vyústěné u místa propojení patního kusu 2 s kalcinačním kanálem 3,. Kalcinační kanál 3. je svou spodní částí propojen přes patní kus 2 s pecí 1 a svoj í horní částí ve tvaru vířivé hlavy přes potrubí plynu 11 s odlučovacím cyklonem 5, spojeným jeho spodní částí vedením 16 materiálu s patním kusem 2. Pod vedením 16 materiálu je v patním kusu 2 případně tříštící prvek 21. Do patního kusu 2 je též zavedeno vedení 39b, suroviny z cyklonu 32,. Vedení 39 suroviny z cyklonu 32 ústí do kalcinační komory 4.The preheater and calciner of the cement powder raw material consists of a calcination chamber 4 equipped with burners with a fuel supply 18. an axial combustion air supply 7 and a tangential combustion air supply 8 with a control member 20. The calcination chamber 4 is connected by its upper part to a connecting pipe 10 with a calcination channel 3 provided with burners 19 with a fuel supply, and a raw material supply 39a, and the lower part is connected to a pipe 17 opening at the connection point of the foot piece 2 to the calcination channel 3. The calcination channel 3 is connected by its lower part via the foot piece 2 to the furnace 1 and by its upper part in the shape of a swirl head via a gas line 11 with a separating cyclone 5 connected by its lower part by a material line 16 to the foot piece 2. Under the material line 16 there is optionally a breaking element 21 in the base piece 2. A line 39b, raw material from cyclone 32, is also introduced into the base piece 2. The feed line 39 from the cyclone 32 opens into the calcination chamber 4.

Složky týkající se intenzivní redukce NOx jsou redukční kanál 31 s hořáky a přívodem paliva 36, s vedením 38 materiálu z předehřívače 6, odbočkou 35 s regulačním členem pro vedení vzduchu, s horním koncem ve tvaru· vířivé hlavy napojeným na odlučovací cyklon 32, propojený vedením plynů 37 s předehřívačem 6 a vedením 39 zpracovávaného materiálu s kalcinační komorou 4, s odbočkami 39a, 39b tohoto vedení do kale, kanálu 3, nebo i do patního kusu 2, přičemž předehřívač 6. je opatřen přívodem suroviny 14 a odtahem plynů 13,. Vedení 9 spalovacího vzduchu navazuje na vedení 33 tohoto vzduchu, které ústí do odbočky 35 ústící do redukčního kanálu 31 nad hořákem 36.. Pro zvýšení redukčního účinku paliva z hořáku 19 v kalcinačním kanále 3 může být alternativně vedení 33 spalovacího vzduchu napojeno do odbočky 34 spalovacího vzduchu ústící mezi výstup z hlavy kalcinačního kanálu 2 a vstup do redukčního kanálu 31.The components related to the intensive NOx reduction are a reduction duct 31 with burners and a fuel supply 36, with a material line 38 from the preheater 6, a branch 35 with an air guide control member, with a swirl head-shaped upper end connected to a separation cyclone 32 connected by a line. of gases 37 with a preheater 6 and a line 39 of processed material with a calcination chamber 4, with branches 39a, 39b of this line to the sludge, channel 3, or even to the foot piece 2, the preheater 6 being provided with raw material supply 14 and gas extraction 13. The combustion air line 9 connects to this air line 33, which opens into a branch 35 opening into a reduction channel 31 above the burner 36. To increase the reducing effect of fuel from the burner 19 in the calcination channel 3, the combustion air line 33 may alternatively be connected to the combustion branch 34. air opening between the outlet of the head of the calcination channel 2 and the inlet of the reduction channel 31.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Apparatus for the gradual calcination of pulverulent materials, in particular for the production of cement clinker, with intensive NOx reduction, consisting of a preheater, calcination channel, calcination chamber, separation cyclone, rotary kiln, fuel and air inlets and waste gas discharge, supply and discharge of processed material , wherein the calcination chamber is equipped with burners with fuel supply and axial and tangential air supply and its upper part is connected to the calcination channel provided with burners with fuel supply and the lower part is connected to a pipe opening at the point of connection of the foot piece to the calcination channel. the lower part is connected via a foot piece to the furnace and its upper part in the shape of a swirl head by a pipe with a separating cyclone, connected by its lower part by a material line to the foot piece provided with a possibly breaking element under the material guide from the separating cyclone, characterized in that the separating cyclone 5 , a reduction channel 31 is connected with burners and a fuel supply and 36, with a material line 38 from the preheater 6, an air line branch with a control member 35, with a swirl head-shaped upper end connected to a cyclone 32 connected by a gas line 37 to the preheater 6 and a material line 39 with a calcination chamber 4 with branches 39a, 39b of this line to the calcination channel 3, or also to the base piece 2, the combustion air line 9 being connected to the combustion air line 33, which opens into a branch 35 opening into the reduction channel 31 above the burner 36.

Device according to Claim 1, characterized in that the combustion air duct 33 opens into a combustion air branch 34 opening between the outlet of the head of the calcination channel 3 and the inlet of the reduction channel 31.