DE1542462C

DE1542462C - System for preheating powdery material by means of furnace exhaust gases guided in countercurrent

Info

Publication number: DE1542462C
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ste des Forges et Ateliers du Creusot, Paris
Publication date: 1971-09-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Vorwärmen von pulverförmigem Material vor seinem Eintritt in einen Behandlungsofen durch die im Gegenstrom geführten Ofenabgabe mit einer Mehrzahl von Vorheizräumen und jeweils anschließender Trennvorrichtung für die Mischung Gas—pulverförmiges Material und einer Rückführung von aus der Anlage entnommenen, bereits abgekühlten Vorheizgasen innerhalb der Anlage.The invention relates to a system for preheating powdered material before his Entry into a treatment furnace through the countercurrent furnace discharge with a plurality of preheating rooms and each subsequent separating device for the gas-powder mixture Material and a return of already cooled preheating gases taken from the system within the facility.

In einer solchen Anlage wird das pulverförmige Material in den aufeinanderfolgenden Temperaturaustauschzonen oder Vorheizräumen im Strom der heißen Gase im Schwebezustand gehalten und in den jeweils anschließenden Trennvorrichtungen wieder vom Gas getrennt.In such a system, the powdery material is in the successive temperature exchange zones or preheating rooms kept in suspension in the stream of hot gases and in the in each case subsequent separation devices separated from the gas again.

Diese Anlagen sind im allgemeinen für einen optimalen Wirkungsgrad bei einem bestimmten Durchsatz an pulverförmigem Material ausgelegt, dem dann ein bestimmter Durchsatz an Abgas mit konstanter Temperatur entspricht. Solche Anlagen können daher nicht mit variablen Durchsätzen an zu behandelnden pulverförmigem Material oder mit pulverförmigen Materialien unterschiedlicher Art betrieben werden, wenn eine bestimmte Vorwärmtemperatur erreicht werden soll.These systems are generally designed for optimum efficiency at a given time Throughput of powdery material designed, which then a certain throughput of exhaust gas with constant temperature. Such systems can therefore not have variable throughputs treated powdery material or operated with powdery materials of different types when a certain preheating temperature is to be reached.

Aus der französischen Patentschrift 1403 587 ist eine Vorwärmanlage für einen Zementofen zu entnehmen, bei der das pulverförmige Material im Gegenstrom zum Abgas durch eine Reihe von Zyklonen geschickt wird, wo ein intensiver Wärmeaustausch stattfinden soll, ohne daß sich jedoch stärkere und zur Verstopfung der Anlage führende Feststoffablagerungen bilden. Zu diesem Zweck wird zum einen das im Ausgangsmaterial enthaltene Feinkorn, das bevorzugt zur Anlagerung alkalischer Dämpfe neigt, am Eingang der Anlage abgesondert und unter Umgehung der Vorwärmstrecke in den Ofen geleitet, und zum anderen wird im Abgas enthaltener alkalireicher Feinstaub in Zweigleitungen -unter Zufuhr von bereits abgekühlten und zu diesem Zweck rückgeführten Abgasen von dem noch heißen Abgas abgetrennt.From French patent specification 1403 587 is a preheating system for a cement kiln, in which the powdery material in the Countercurrent to the exhaust gas is sent through a series of cyclones, where an intensive heat exchange takes place should take place without, however, stronger and leading to clogging of the system Form solid deposits. For this purpose, on the one hand, the fine grain contained in the starting material, which tends to accumulate alkaline vapors, secreted at the entrance of the system and passed into the furnace, bypassing the preheating section, and on the other hand, there is more contained in the exhaust gas Alkali-rich fine dust in branch lines - with the supply of already cooled and to this Purpose of recirculated exhaust gases separated from the still hot exhaust gas.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in einer .sinnvollen Anpassung einer Gasrückführung an unterschiedliche Betriebsbedingungen und -Schwankungen einer solchen Anlage, wobei insbesondere für eine gleichbleibende Vorwärmtemperatur und einen angemessenen Materialtransport und Druckausgleich innerhalb der Anlage gesorgt werden soll.The object on which the invention is based consists in a sensible adaptation of a gas recirculation system to different operating conditions and fluctuations of such a system, whereby in particular for a constant preheating temperature and adequate material transport and pressure equalization within the system should be taken care of.

Die zu diesem Zweck entwickelte erfindungsgemäße Vorwärmanlage der eingangs genannten Art ist gekennzeichnet durch zwei gesonderte Rückführungszweige mit jeweils zumindest einem (in Gasströmungsrichtung betrachtet) vor dem. letzten Vorheizraum oder den letzten Vorheizräumen gelegenen Wiedereinführungspunkt; eine von der Temperatur vor dem Ofen abhängige Durchflußregelung mit einem Temperaturfühler und einem Regler für den einen dieser Zweige zur Temperaturregelung in der Vorheizendstufe und eine Durchflußregelung in dem anderen Zweig in Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit hinter zumindest dem einen (entsprechenden) der Wiedereinführungspunkte mit Meßfühlern für diese Gasgeschwindigkeit und einem abhängig von diesen arbeitenden Durchflußregler zur Regulierung von Gasdruck- und -geschwindigkeit in der Anlage.The preheating system according to the invention of the type mentioned above, developed for this purpose is characterized by two separate return branches, each with at least one (in the gas flow direction considered) before. last preheating room or the last preheating rooms Reintroduction point; a flow control that depends on the temperature in front of the furnace a temperature sensor and a controller for one of these branches for temperature control in the Preheating output stage and a flow control in the other branch depending on the gas velocity behind at least one (corresponding) of the re-introduction points with sensors for this gas velocity and a flow regulator that works in dependence on it to regulate the gas pressure and speed in the system.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is described below with reference to the drawings explained. It shows

Fig. 1 ein Schema für eine Vorheizanlage mit einer ersten Ausführungsvariante der Gasrückführung mit zwei gesonderten Zweigen,1 shows a scheme for a preheating system with a first variant of the gas recirculation with two separate branches,

F i g. 2 ein der F i g. 1 analoges Schema mit einem Rückführungskreis mit reziproker Abhängigkeit der Wiedereinführungsdurchsätze der beiden Zweige und ίο F i g. 3 einen Ausschnitt der Anlage gemäß F i g. 2 mit einer Variante der Steuerung des der Temperatur unterworfenen Rückführungszweiges.F i g. 2 one of the F i g. 1 analogous scheme with a feedback loop with reciprocal dependence of the Reintroduction throughputs of the two branches and ίο F i g. 3 shows a section of the system according to FIG. 2 with a variant of the control of the return branch subject to the temperature.

Fig. 1 zeigt einen Behandlungsofen 1, dessen Abgase dem durch die ausgezogene Linie angedeuteten Strömungsweg 2 folgen. Das pulverförmige Material wird bei 3 eingeführt und bewegt sich im > Gegenstrom dazu, längs des gestrichelt angegebenen Strömungsweges 4. Die Mischung Pulver—Gas durchläuft einen ersten Vorheizmantel bzw. -raum Gl und wird dann in einer ersten Trennvorrichtung 51 getrennt; die Gase werden durch ein Gebläse oder einen Ventilator 5 in Richtung eines nicht gezeigten Staubabscheiders abgesaugt, und das pulverförmige Material bewegt sich unter der Wirkung der Schwerkraft in Richtung eines zweiten Vorheizraumes G 2; nach Wärmeaufnahme in diesem Raum wird das Pulver in der Trennvorrichtung 52 abgetrennt bzw. abgeschieden und bewegt sich in Richtung eines dritten Vorheizraumes G3; schließlich gelangt das pulverförmige Material nach Abtrennung in einer Trennvorrichtung 53 in einem vierten Vorheizraum, der durch einen Dom oder ein Gewölbe D gebildet wird, und nach Abtrennung in einer letzten. Trennvorrichtung 54 bewegt es sich in Richtung des Einganges des Ofens 1. Selbstverständlich kann eine solche Anlage, die an sich bekannt ist und selbst keinen Teil der Erfindung bildet, irgendeine Zahl von aufeinanderfolgenden Räumen zum Vorheizen des pulverförmigen Materials umfassen, an die sich dann jeweils eine Trennvorrichtung anschließt.1 shows a treatment furnace 1, the exhaust gases of which follow the flow path 2 indicated by the solid line. The pulverulent material is introduced at 3 and moves in the> countercurrent to it, along the flow path 4 indicated by dashed lines. The powder-gas mixture passes through a first preheating jacket or space G1 and is then separated in a first separating device 51; the gases are sucked off by a blower or a fan 5 in the direction of a dust separator, not shown, and the powdery material moves under the action of gravity in the direction of a second preheating space G 2; after heat has been absorbed in this space, the powder is separated or deposited in the separating device 52 and moves in the direction of a third preheating space G3; Finally, after being separated in a separating device 53, the powdery material arrives in a fourth preheating space, which is formed by a dome or a vault D , and after separation in a last. Separating device 54 moves in the direction of the entrance of the furnace 1. Of course, such a system, which is known per se and does not itself form part of the invention, can comprise any number of successive spaces for preheating the powdered material, each of which is then adjoined Separating device connects.

Es ist klar, daß der Betrieb einer solchen Anlage durch Abweichungen vom Normalverhalten, beispielsweise bei der Temperatur oder dem Durchfluß der heißen Gase gestört wird und daß sich eine solche Störung des ausgewogenen Betriebes der Anlage u. a. in einer Änderung der Vorwärmtemperatur des pulverförmigen Materials äußert.It is clear that the operation of such a system is caused by deviations from normal behavior, For example, the temperature or the flow of hot gases is disturbed and that a such disruption of the balanced operation of the system, among other things. in a change in the preheating temperature of the powdery material expresses.

Für die Aufrechterhaltung des Betriebsgleichgewichts wird daher erfindungsgemäß ein Rückführungskreis mit zwei Zweigen vorgesehen, die jeweils mit an einem bestimmten Punkt der Anlage entnommenen Vorheizgasen beaufschlagt werden.According to the invention, a feedback loop is therefore used to maintain the operational equilibrium provided with two branches, each with taken at a certain point of the plant Preheating gases are applied.

Der gezeigte Rückführungskreis umfaßt die beiden Zweige 6 und 7 mit den Anzapfstellen 6α und la, an denen bereits gekühltes Abgas aus der Vorwärmstrecke entnommen wird, das an den Wiedereinführungspunkten 6c und Ic wieder in die Vorwärmstrecke zurückkehrt. Die Wiedereinführung des Gases wird durch entsprechende Steuerung der Drehzahl der Antriebsmotoren 6d und Id der Gebläse 6b und Ib mit Hilfe von Drehzahlreglern 6e und Ie kontrolliert.The feedback circuit shown comprises the two branches 6 and 7 with the taps 6 α and la, at which already cooled exhaust gas is removed from the preheating section, which returns to the preheating section at the re-introduction points 6c and Ic. The reintroduction of the gas is controlled by appropriate control of the speed of the drive motors 6d and Id of the blowers 6b and Ib with the aid of speed regulators 6e and Ie .

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsvariante wird das bei 6 c wiedereingeführte Gas zur Kontrolle der Temperatur im letzten Vorheizraum D in Abhängigkeit von Änderungen der Temperatur des pulverförmigen Materials vor seinem Eintritt in den Ofen 1 verwendet und das bei 7 c wiedereingeführteAccording to the embodiment shown in FIG. 1, the gas reintroduced at 6 c is used to control the temperature in the last preheating space D as a function of changes in the temperature of the powdery material before it enters the furnace 1, and the gas reintroduced at 7 c

Claims

3 43 4

Gas to control the temperature in the whole The pressures of the recirculated at 6 c and 7 c

the other preheating rooms. Gases are in a pressure comparator C (Fig. 2)

The gas supply at 6 c depends on the pre-compared, whose measuring points at 6 / and 7 / are heated or final temperature of the powdery and which enables the detection of disturbances in the material, which enables the use of a temperature 5 in the pressure equilibrium, which is measured with the sensor T ₁ in the line 8 leading to the furnace 1 right maintenance of the Zir provided in the system, whose information on the kulation is incompatible. The pressure gauge C regulator 6e passes on; if the measured temperature can either be used to temperature, for example below a certain value, the two return currents in decreases, the controller 6e receives information in the opposite sense to change or to reduce the reintroduction but to the application of the Plant with to change from gas at 6c, resulting in an increase in the tempering material. The pressure temperature of the comparator C entering the preheating space D can also result in pressure drops after gases. warn of clogging or clogging of the

The flow of the return system fed in at 7 c originates at some point and a flow will deliver a warning signal depending on the flow of the (in gas).
Direction of flow viewed) behind Ic through the hot gases flowing out of the points 6a and la for the removal of the preheater in such a way backflows are preferably regulated after the last of that this flow or the gas velocity of the preheating gases traversed separating device S ₁ speed within limits is held, which is arranged with 20. In certain cases, if, for example, a good material transport in the preheater, larger amounts of gas are to be returned, it can be agreed. For this control, a flow-through is, however, the or other (used in knife M whose information to a gas flow direction) of these points are passed before the first of the regulator 7 e, in such a manner that mixture gas powdery material passing through a speed change of the Gases are provided in the pre-heating space Gl. In addition, the opposite sense to that generated by the detection device M can be used to reduce temporary interference. The latter can be formed of the pressure equilibrium in the system with at least one device that provides the two settings Jn ₁ and m ₂ between 6 α and 7 c on two of the two return branches, which compare two different pressures with each other. 30 borrowed preheating rooms. The F i g. 1 shows two

The return flow fed in at Ic is also regulated at reintroduction points 6c and 6c 1 in branch 6, depending on the throughput or supply of the material to be treated in front of the dome D and the preheating space G 3, a quantity being ordered.

knife or metering device P is used, in the case of the in F i g. 3 embodiment shown

whose information is passed on to the controller 7 e 35 of the fan 6 b depending on the output

and for a corresponding change in the gas temperature of the furnace measured exhaust gas temperature

supply at Ic can be used, the under consideration gas flow (additionally) through a register or a

Viewing the general characteristics of each regulator 6 g controlled that or the one on the delivery side

Plant is to be determined experimentally. of the fan is arranged.

In the just-described automatic 40. This control unit receives from the Druckkomparator C of the gas return currents are the manual control data for pressure differences in the control possibilities for the adaptation of the control of the fans 6 and b 7 b supported gases.
Information to the various operating The delivery pressure of the fan 7 & is due to the facts, in particular to the type of material to be treated, to the fact that the speed of this material being handled by the treatment 45 biases through for the respective throughput to im Furnace-dependent amount and temperature of the material to be treated is essentially stable Para exhaust gases and the desired preheating temperature meter is influenced, practically constant or not taken into account at the same time. permanent. The delivery pressure of the fan 6 b can

In the case of the in FIG. 2, on the other hand, sudden changes are experienced, due to the gas supply or the gas return flow at 6 c off due to sudden changes in the temperature of the gases at _{the outlet (with the temperature dependent on the temperature of the furnace 1 from meter T 2)} Gases regulated, with the help of a step of the furnace. The pressure comparator C, the temperature sensor T ₂ , whose information is passed on to the sudden changes in the delivery pressure of the controller 6 e . With this reg- blower 6 b is influenced, in this case there should be an increase in the supply to return 55 information to the regulator 6 g in the sense of a guided gas a melting and sticking re-setting of a corresponding one for the Aufsammenbacken ( of the powdery material) in order to maintain a trouble-free circulation in preheating room D , the pressure equilibrium necessary in the case of the system, where an abnormal increase in the temperature of the furnace exhaust gases could occur with the excess of gases upstream of the regulator 6 g. It can be sent to an upper stage (of the system), for example after the preheating temperature of the 6 hours to be treated. A second regulator, not shown, is superimposed on the material-dependent regulation and can be adapted to the type of material arranged on the conveying side of the fan 7 b. Receive the information supplied by his and also the information from the pressure, the temperature sensor T ₂ , comparator C,
can also trigger a warning signal 65.
are used, whereupon the necessary dimensional claims:
Measures to prevent the aforementioned intermediate 1. Plant for preheating powder falls can be taken. shaped material before it enters a

Treatment furnace through the furnace exhaust gases conducted in countercurrent with a plurality of preheating spaces and each subsequent separating device for the mixture of gas and powdery material and a return of already cooled preheating gases removed from the system within the system, characterized by two separate return branches (6, 7) each with at least one re-introduction point (6 c, 7 c) located in front of the last preheating space (D) or the last preheating spaces (D, G 3, ... ) (viewed in the gas flow direction); a on the temperature in front of the furnace (1) dependent flow control with a temperature sensor (T ₁ or T ₂ ) and a controller (6 e) for one of these branches for temperature control in the preheating output stage and a flow control in the other branch as a function of the gas velocity behind at least one (corresponding) of the reintroduction points with sensors (m _v m ₂ ) for this gas velocity and a flow controller (Ie) that works depending on these for regulating the gas pressure and velocity in the system.

2. Plant according to claim 1, characterized by a pressure comparator (C) for ver; equal to the pressures in the two return branches (6, 7), its information about the deviation from a certain to a constant speed of the mixture gas — powdery Material corresponding pressure equilibrium for the control of this deviation is used.

3. Plant according to claims 1 and 2, characterized in that a temperature in front of the furnace (1) measuring temperature sensor (T ₂ ) is arranged in or on the line through which the furnace exhaust gases flow, the information of which is sent to the flow controller (6 e ) is passed on, and that the pressure comparator (C) supplies control pulses to a control element (6 g) arranged in the return branch (6) which is subject to the temperature and which controls the flow of this branch taking into account sudden pressure fluctuations caused by fluctuations in the exhaust gas temperature.

1 sheet of drawings