ES2351040T3 - Procedimiento para el calentamiento previo de harina cruda de cemento así como dispositivo para la realización de este procedimiento. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el calentamiento previo de harina cruda de cemento para la fabricación de clínker de cemento, en el que la harina cruda de cemento es transportada por lo menos en un tramo de intercambiador de calor con intercambiadores de calor de lecho fluidizado de ciclón en contracorriente con respecto a gases calientes hacia el lado de carga de un horno de clínker de cemento (1), caracterizado porque los gases calientes son retirados a través de dos primeros intercambiadores de calor (2), conectados con el extremo de carga del horno de clínker de cemento (1), y por dos primeros tramos de intercambiador de calor (3, 4), dispuestos en cada caso paralelos entre sí, conectados en cada caso a estos dos primeros intercambiadores de calor (2), presentando los dos primeros intercambiadores de calor (2) un volumen mayor que los intercambiadores de calor (5) que vienen a continuación en la dirección de circulación de los gases calientes.
Description
Procedimiento para el calentamiento previo de
harina cruda de cemento así como dispositivo para la realización de
este procedimiento.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para el calentamiento previo de harina cruda de
cemento para la fabricación de clínker de cemento, en el que la
harina cruda de cemento es transportada en por lo menos un tramo de
intercambiadores de calor con intercambiadores de calor de lecho
fluidizado de ciclón en contracorriente con respecto a gases
calientes hacia el lado de carga de un horno de clínker de cemento,
así como a un dispositivo para la realización de este
procedimiento.
Durante la fabricación de clínker de cemento a
partir de harina cruda de cemento se ha propuesto ya, por lo menos
en un tramo de intercambiadores de calor atravesado por el gas de
salida de un horno giratorio tubular, y en particular en sistema de
intercambiador de calor de lecho fluidizado de ciclón, llevar a cabo
un calentamiento previo, en el que a una temperatura
correspondiente pueda tener lugar también una calcinación previa.
Los gases de salida caliente del horno giratorio tubular pueden
aprovecharse de esta manera térmicamente, estando diseñados los
intercambiadores de calor de lecho fluidizado de ciclón utilizados
usualmente con estos propósitos a cantidades de paso determinadas.
Es conocido conectar un gran número de intercambiadores de calor de
lecho fluidizado de ciclón de este tipo en serie, de manera que el
gas de trabajo caliente, que abandona el horno giratorio tubular a
temperaturas de aproximadamente 1.100ºC, sea refrigerado en varias
etapas hasta temperaturas de 350ºC o incluso hasta 290ºC,
dependiendo del número de etapas. El número de etapas depende
asimismo esencialmente de las exigencias de secado del material
utilizado en cada caso, estando determinada la eficiencia de la
transmisión de calor esencialmente por la dispersión de la harina
de cemento en la corriente de gas y por un gran nivel de separación
correspondientemente elevado en el ciclón. Tanto el gradiente de
temperatura como también, en su caso, las pérdidas por radiación y
el tiempo de contacto que actúa, en cada caso, tienen una influencia
natural sobre la transmisión del calor.
En hornos giratorios tubulares grandes o para un
rendimiento de la producción correspondientemente elevado se
necesitan calentadores previos correspondientemente grandes, con el
fin de asegurar la carga continua del horno giratorio tubular. Con
este propósito, se ha propuesto ya hacer funcionar dos tramos de
intercambiadores de calor de forma paralela para, a través de
vertedores inclinados correspondientes, asegurar la carga del
material en el horno giratorio tubular. Cuando se continúa
aumentando la cantidad de paso exigida una concepción de este tipo
lleva, sin embargo, de manera necesaria a límites naturales.
Mientras que los tramos de intercambiadores de calor de lecho
fluidizado están diseñados para un paso de 3.500 a 4.000 toneladas
al día y con ciclones que han dado buenos resultados, se pueden
hacer funcionar con una separación correspondientemente grande y
una pérdida de presión correspondientemente pequeña, una conexión en
paralelo masiva de instalaciones de este tipo da lugar a problemas
con las necesidades de espacio necesaria en el extremo de salida del
horno giratorio tubular. En el caso de más de dos tramos de este
tipo, resulta, sin embargo, desde el punto de vista logístico una
complicación en el extremo de carga del horno giratorio tubular,
dado que, además de las más de dos tolvas de carga, se necesitan
otras tolvas de carga para el funcionamiento de puesta en marcha del
horno de clínker, que están también conectadas en este lugar.
Cuando se exigiesen, por consiguiente, cantidades de paso mayores
esto tendría necesariamente como consecuencia el que habría que
poner en funcionamiento intercambiadores de calor de lecho
fluidizado dimensionados correspondientemente mayores y, en
particular, ciclones más grandes con diámetros de 12 metros o más,
siendo necesario el aumento para mantener las pérdidas de presión en
ciertos límites para un funcionamiento rentable. Los tramos de
intercambiadores de calor grandes de este tipo no son, en su forma
de funcionamiento, tan resistentes como los de tamaño estándar que
han dado buenos resultados, como los que se han utilizado hasta
ahora. Un aumento correspondiente del número de los tramos de
intercambiadores de calor que se hacen funcionar paralelos entre sí
conduce, sin embargo, a los problemas mencionados ya al principio
durante el diseño para las tolvas de carga y ello, en particular,
debido a que la tarea debe, para el funcionamiento continuo y
correcto, tener lugar en cada caso con ángulos concretos, para
asegurar que el material corra en el horno giratorio tubular.
El documento DE 28 52 754 muestra y describe un
procedimiento para el calentamiento previo de harina cruda de
cemento para la fabricación de clínker de cemento, en el que la
harina cruda de cemento es transportada por lo menos en un tramo de
intercambiadores de calor en dirección contraria con respecto a
gases calientes hacia el lado de carga de un horno de clínker de
cemento.
La invención tiene como objetivo ahora aumentar
las cantidades de paso del intercambiador de calor, sin que al
mismo tiempo aparezca una mayor pérdida de presión y con ello un
mayor consumo de energía, debiendo permanecer al mismo tiempo en la
mayor medida posible invariables las propiedades de separación de
los dispositivos conocidos. Para la resolución de este problema, el
procedimiento según la invención consiste, partiendo del
procedimiento mencionado al principio, esencialmente en que los
gases calientes son retirados a través de dos primeros
intercambiadores de calor, conectados con el extremo de carga del
horno de clínker de cemento, y en dos primeros tramos de
intercambiadores de calor, dispuestos en cada caso paralelos entre
sí, conectados en cada caso a estos dos primeros intercambiadores
de calor, presentando los dos primeros intercambiadores de calor un
volumen mayor que los intercambiadores de calor que vienen a
continuación en la dirección de circulación de los gases calientes.
Gracias a que después de los dos intercambiadores de calor,
conectados con el extremo de carga del horno de clínker de cemento,
tiene lugar una división en tramos de intercambiadores de calor
paralelos entre sí que viene a continuación, se consigue hacer
funcionar los tramos individuales con esencialmente la misma pérdida
de presión y reducir correspondientemente el número de las tolvas
de carga en el extremo de carga del horno giratorio tubular. Doblar
el número de tramos que están en conexión con los primeros
intercambiadores de calor permite doblar la cantidad de paso
correspondiente, con intercambiadores de calor dimensionados
esencialmente de igual manera, en los tramos individuales, sin que
se planteen, en la presente invención, problemas de construcción
complejos en el extremo de carga del horno rotativo tubular. El
procedimiento se lleva a cabo de manera ventajosa en este caso, sin
embargo, de tal manera que los gases calientes sean retirados, a
través de tramos de intercambiador de calor de lecho fluidizado de
ciclón, en los cuales el en cada caso primer intercambiador de calor
de lecho fluidizado de ciclón presenta un volumen mayor con
respecto al intercambiador de calor de los tramos de intercambiador
de calor de lecho fluidizado de ciclón siguientes, con lo cual se
asegura que las corrientes de harina cruda suministradas por los
tramos de intercambiador de calor son procesadas también con
seguridad en la primera etapa y pueden continuar siendo conducidas
sin interrupción.
El dispositivo según la invención para el
calentamiento previo de harina cruda de cemento para la fabricación
de clínker de cemento por lo menos con un tramo de intercambiadores
de calor formado por intercambiadores de calor de lecho fluidizado
de ciclón para la carga de harina cruda de cemento en
contracorriente con respecto a gases calientes retirados mediante
el tramo de intercambiadores de calor está caracterizado
esencialmente porque por lo menos en dos primeros intercambiadores
de calor conectados con el extremo de carga del horno para clínker
de cemento están conectados, en cada caso, dos tramos de
intercambiadores de calor dispuestos paralelos entre sí,
presentando los dos primeros intercambiadores de calor un volumen
mayor que los intercambiadores de calor vienen a continuación en la
dirección de circulación de los gases calientes. Una construcción de
este tipo permite mantener la altura total del calentador previo
correspondientemente pequeña e introducir unitariamente
intercambiadores de calor los cuales se han distinguido por su
estandarización y su correspondiente fiabilidad. La única
modificación constructiva se puede limitar en un dispositivo de este
tipo esencialmente a que el primer intercambiador de calor presente
un volumen mayor que los intercambiadores de calor posteriores en
la dirección de circulación de los gases calientes. La construcción
de las tolvas de carga y el extremo de carga del horno giratorio
tubular no tiene que ser modificada, de tal manera que, en la
presente memoria, se puede recurrir a construcciones que han dado
buenos resultados. La caída de presión ligeramente mayor que
aparece con el aumento del primer intercambiador de calor puede ser
compensada correspondientemente mediante los tramos de
intercambiadores de calor dispuestos paralelos que viene a
continuación, adoptándose con ventaja la formación según la
invención de tal manera que los intercambiadores de calor están
formados como intercambiadores de calor de lecho fluidizado de
ciclón.
Con el fin de evitar los problemas mencionados
al principio durante la construcción de las tolvas de carga la
formación se ha adoptado de manera ventajosa, de tal manera que como
máximo están conectados dos ciclones a la tolva de carga para el
calcinador previo y/o el horno de clínker, presentando los ciclones
conectados a la tolva de carga del horno de clínker un diámetro
mayor que los ciclones que vienen a continuación después de la
ramificación en la dirección de circulación de los gases calientes
retirados.
La invención se explica a continuación con mayor
detalle sobre la base de un ejemplo de realización representado
esquemáticamente en el dibujo. El dibujo muestra de manera
esquemática un horno rotativo tubular 1, al cual están conectados
dos intercambiadores de calor de lecho fluidizado de ciclón 2. Estos
dos primeros intercambiadores de calor de lecho fluidizado de
ciclón están conectados en cada caso con dos tramos 3 ó 4 de
intercambiadores de calor de lecho fluidizado de ciclón estándares
5 estando prevista, por encima de los intercambiadores de calor de
lecho fluidizado de ciclón 2, una ramificación correspondiente, la
cual está indicada esquemáticamente mediante 6. Los
intercambiadores de calor de lecho fluidizado de ciclón 5
individuales pueden presentar el dimensionado y la construcción que
han dado buenos resultados, pudiendo reducirse globalmente, mediante
el doblado de los tramos, la altura constructiva total y
minimizándose, mediante una elección adecuada del número
correspondiente de etapas, el consumo de energía.
Claims (4)
1. Procedimiento para el calentamiento previo de
harina cruda de cemento para la fabricación de clínker de cemento,
en el que la harina cruda de cemento es transportada por lo menos en
un tramo de intercambiador de calor con intercambiadores de calor
de lecho fluidizado de ciclón en contracorriente con respecto a
gases calientes hacia el lado de carga de un horno de clínker de
cemento (1), caracterizado porque los gases calientes son
retirados a través de dos primeros intercambiadores de calor (2),
conectados con el extremo de carga del horno de clínker de cemento
(1), y por dos primeros tramos de intercambiador de calor (3, 4),
dispuestos en cada caso paralelos entre sí, conectados en cada caso
a estos dos primeros intercambiadores de calor (2), presentando los
dos primeros intercambiadores de calor (2) un volumen mayor que los
intercambiadores de calor (5) que vienen a continuación en la
dirección de circulación de los gases calientes.
2. Dispositivo para el calentamiento previo de
harina cruda de cemento para la fabricación de clínker de cemento
con por lo menos un tramo de intercambiadores de calor (3, 4)
formado por unos intercambiadores de calor de lecho fluidizado de
ciclón para la carga de harina cruda de cemento en contracorriente
con respecto a gases calientes retirados mediante el tramo de
intercambiadores de calor (3, 4), caracterizado porque por lo
menos en dos primeros intercambiadores de calor (2) conectados con
el extremo de carga del horno para clínker de cemento están
conectados, en cada caso, dos tramos de intercambiadores de calor
(3, 4) dispuestos paralelos entre sí, presentando los dos primeros
intercambiadores de calor (2) un volumen mayor que los
intercambiadores de calor (5) vienen a continuación en la dirección
de circulación de los gases calientes.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque los dos primeros intercambiadores de
calor de lecho fluidizado de ciclón (2) están conectados a la tolva
de carga para el calcinador previo y/o al horno de clínker, a los
cuales están conectados en cada caso dos tramos de intercambiadores
de calor de lecho fluidizado de ciclón (3, 4).
4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque los ciclones (2) conectados a la tolva
de carga del horno de clínker presentan un diámetro mayor que los
ciclones (5) que vienen a continuación de la ramificación en la
dirección de circulación de los gases calientes retirados.
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