FI78448B - Foerfarande och anordning foer att vaermebehandla finkornigt material, i synnerhet foer att braenna cementraomjoel. - Google Patents

Description

73 448

Menetelmä ja laite hienorakeisen aineen lämpökäsittelemisek-si, erityisesti sementtiraakajauheen polttamiseksi - Förfaran-de och anordning för att värmebehandla finkornigt material, i synnerhet för att bränna cementrämjöl 5 Tämä keksintö koskee menetelmää hienorakeisen aineen lämpökäsittelemiseksi, erityisesti sementtiraäcajauheen polttamiseksi, jossa käsittelyaine monivaiheisessa lämmönvaihto-prosessissa uunista ja reaktioastiasta tulevan pakokaasuseok-sen avulla kahdessa samansuuntaisessa pakokaasuhaarassa esi-10 lämmitetään samanaikaisesti kun sitä siirretään vuorotellen toisen pakokaasuhaaran lämmönvaihdinvaiheesta toisen pako-kaasuhaaran lämmönvaihdinvaiheeseen ennenkuin se lämmittämisen jälkeen yksinomaan uunin pakokaasuvirrassa syötetään reaktioastiaan ja tämän jälkeen uuniin, jonka pakokaasu kä-15 sittelyaineen lämmittämisen jälkeen välittömästi reaktioas-tian eteen ainevirran suunnassa katsottuna sijoitetussa läm-mönvaihdinvaiheessa yhdistetään reaktioastiasta tulevaan pakokaasuun pakokaasuseokseksi kumpaakin pakokaasuhaaraa varten, ja laitetta menetelmän suorittamiseksi.

20 Jotta sementinvalmistuksessa toisaalta kalsinaattoria ei tarvitsisi rasittaa epäedullisesti uunin pakokaasuilla ja toisaalta uunin korkeampia pakokaasulämpötiloja voitaisiin käyttää hyväksi raakajauheen esilämmittämiseksi välittömästi kalsinaattorin eteen sijoitetussa lämmönvaihdinvaiheessa, il-25 man että samalla olisi hyväksyttävä se epäkohta, että lämmönvaihtimen toista pakokaasuhaaraa lämmitetään yksinomaan kal-sinaattorista tulevan pakokaasun avulla ja toista pakokaasu-haaraa yksinomaan uunista tulevan pakokaasun avulla, on tunnettua (AT-PS 375 628) sekoittaa uunista tuleva pakokaasu-30 virta lämmönluovuttamisen jälkeen raakajauheeseen välittömästi kalsinaattorin eteen raakajauhevirran suunnassa katsottuna sijoitetussa lämmönvaihdinvaiheessa kalsinaattorista tulevaan pakokaasuvirtaan ennenkuin pakokaasuseosvirta jaetaan tasaisesti kummallekin pakokaasuhaaralle. Tämä uunipakokaa-35 sun ja kalsinaattorista tulevan pakokaasun sekoittaminen 2 73448 tapahtuu sekoituskanuniossa, joka pakostakin lisää rakenne-korkeutta. Koska pakokaasuseosvirta jaetaan tasan lämmönvaihtimen kummallekin pakokaasuhaaralle ei myöskään voida saada aikaan mitään sopeutumista eri olosuhteisiin kummassakaan 5 pakokaasuhaarassa. Koska raakajauheen lämpötila, jota johdetaan vuorotellen toisen pakokaasuhaaran lämmönvaihdinvaihees-ta toiseen pakokaasuhaaran lämmönvaihdinvaiheeseen kalsinaat-toriin asti, ei ole sama molemmissa pakokaasuhaaroissa, ovat olosuhteet erilaiset pakokaasuhaaroissa, joten menetelmän 10 optimoimiseksi on toivottavaa, että on mahdollista sopeuttaa kummankin pakokaasuhaaran pakokaasuvirrat kulloistenkin olosuhteiden mukaan.

Tämän keksinnön tehtävänä on siis parantaa edelläesitetyn tyyppinen menetelmä siten, että toisistaan poikkeavat 15 olosuhteet lämmönvaihtimen kahdessa pakokaasuhaarassa yksinkertaisin keinoin voidaan ottaa huomioon pakokaasun johtamisen suhteen.

Keksintö ratkaisee tämän tehtävän siten, että pakokaasu poistetaan reaktioastiasta kahtena osavirtana kutakin pako-20 kaasuhaaraa varten ja että näihin reaktioastiasta tuleviin pakokaasuosavirtoihin johdetaan uunista tuleva pakokaasu kulloinkin yhtenä osavirtana kutakin osavirtaa varten.

Johtamalla reaktioastiasta tuleva pakokaasu pois kahtena osavirtana saadaan yksinkertaisesti aikaan se mahdolli-25 suus, että kuhunkin lämmönvaihtimen pakokaasuhaaraan voidaan johtaa pakokaasuseosvirta, joka on sopeutunut olosuhteiden mukaan tässä pakokaasuhaarassa lämpötilan vast, koostumuksen suhteen. Kumpaankin reaktioastiasta tulevaan pakokaasuosa-virtaan voidaan syöttää eri pakokaasumääriä uunista. Koska 30 pakokaasuhaarojen avulla johdettu pakokaasumäärä riippuu näihin pakokaasuhaaroihin liittyvän puhaltimen puhallintehosta, pysyy pakokaasumäärä kummassakin pakokaasuhaarassa samana uunista ja reaktioastiasta tulevista erilaisista pakokaasu-osamääristä huolimatta, mikä varmistaa lämmönvaihtimen pako-35 kaasuhaarojen samankaltaisuuden.

Koska uunista tulevat pakokaasut lisäksi sekoitetaan 3 78448 reaktioastiasta tuleviin pakokaasuosavirtoihin ilman että ne jälkeenpäin on jaettava, jää sekoituskammio tarpeettomaksi, jolloin rakennekorkeutta edullisesti voidaan alentaa.

Erityisen edulliset olosuhteet saadaan aikaan silloin, 5 kun uunipakokaasu jaetaan reaktioastiasta tuleviin pakokaasuosavirtoihin ennaltamäärätyssä suhteessa. Tämän jakosuhteen avulla voidaan kulloisessakin tilanteessa saavuttaa edullisimmat edellytykset pakokaasulämpötilan vast, pakokaasukoos-tumuksen suhteen kummassakin pakokaasuhaarassa sekä edulli-10 sen käsittelykulun saavuttamiseksi että kiinnitarttumisvaaran pienetämiseksi, jotka riippuvat kuormitusainepitoisuudesta ja lämpötilaolosuhteista.

Vaikka tämä menetelmä erityisesti sopii sementin valmistamiseksi se ei kuitenkaan rajoitu tähän käyttöalueeseen. Si-15 tä voidaan käyttää kaikissa niissä tapauksissa, joissa hieno-rakeista ainetta on lämpökäsiteltävä, erityisesti reaktio-astiassa ja sitä seuraavassa uunissa, kuten esimerkiksi raudan valmistuksessa.

Menetelmän läpiviemiseksi voidaan lähteä laitteesta, 20 jossa on uuni, uunin eteen sijoitettu reaktioastia ja reak-tioastiaan kytketty, monivaiheinen lämmönvaihdin aineen esi-lämmitystä varten, jonka lämmönvaihdinyksiköt on kytketty peräkkäin kahteen samansuuntaiseen pakokaasuhaaraan, joista kukin kaasun syöttöjodon kautta on yhteydessä toisaalta vä-25 littömästi uunin pakokaasujohtoon liitetyn lämmönvaihdinyk-sikön kaasun poistojohtoon ja toisaalta reaktioastian pakokaasujen poistojärjestelmään, jolloin toisen pakokaasuhaaran lämmönvaihdinyksikköjen poistojohto käsittelyainetta varten vuorotellen on liitetty toisen pakokaasuhaaran lämmönvaih-30 dinyksikköjen syöttöjohtoihin. Kun reaktioastian pakokaasujen poistojärjestelmä tällaisessa tunnetussa laitteessa koostuu kahdesta erillisestä, aine-erottimen sisältävästi pako-kaasujohdosta, joista kukin on yhdistetty pakokaasuhaarojen kaasun syöttöjohtoon ja joista kukin yhdysjohdon kautta on 35 liitetty välittömästi uunin eteen sijoitetun lämmönvaihdin-yksikön kaasunpoistojohtoon, voidaan reaktioastiasta tulevan 4 78448 pakokaasuvirran jakaminen lämmönvaihtimen kumpaankin pako-kaasuhaaraan samalla kun siihen sekoitetaan uunin pakokaasua helposti toteuttaa ilman pelkoa että toisen pakokaasuhaaran pakokaasuseosvirran koostumus vaikuttaa haitallisesti toisen 5 pakokaasuhaaran pakokaäsuseosvirtaan. Kummankin reaktioas-tiasta tulevan pakokaasujohdon johtaminen aine-erottimen kautta varmistaa tällöin erityisen matalan rakennekorkeuden koska reaktioastiasta tulevan pakokaasuvirran jakamisen kahteen osavirtaan ei tarvitse tapahtua erottimen jälkeen.

10 Määrättyjen sekoitussuhteiden säätämiseksi kumpaankin pakokaasuhaaraan yksinkertaisella tavalla voivat yhdysjohdot välittömästi uunin eteen sijoitetun lämmönvaihdinyksikön kaasun poistojohdon ja reaktioastian pakokaasujohtojen välillä keksinnön erään toisen rakennemuodon mukaan olla varustetut 15 säädettävillä kuristimilla, esimerkiksi luisteillä, joiden avulla yhdessä reaktioastiasta tulevan pakokaasun kanssa lämmönvaihtimen kyseisen pakokaasuhaaran kautta imettävä pako-kaasumäärä uunista voidaan määrittää.

Piirustuksessa on esimerkin avulla esitetty laite kek-20 sinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi hienojakoisen aineen lämpökäsittelemiseksi, jossa kuvio 1 esittää yksinkertaistettua kaaviokuvaa keksinnön mukaisesta laitteesta sementin valmistamiseksi, ja kuvio 2 esittää tämän laitteen rakennemuunnelmaa yksin-25 omaan uunin pakokaasujen avulla lämmitetystä lämmönvaihdin-vaiheen osasta.

Raakajauhe, jonka virtauskaavio on esitetty katkoviivoin, syötetään syöttöjohdon 1 kautta monivaiheiseen lämmönvaihtimeen, jota lämmitetään esilämmitetyn ja kalsinoidun raakajau-30 heen polttamiseksi tarkoitetusta uunista 2 tulevien pakokaasujen avulla ja kiertouunin 2 eteen sijoitetusta reaktioastiasta 3 tulevien pakokaasujen avulla, jossa raakajauheesta poistetaan hapot vastaavan lämmönsyötön avulla. Tässä lämmön-vaihtimessa on kaksi samansuuntaista pakokaasuhaaraa 4 ja 5, 35 jotka koostuvat sykloneiksi muodostetuista lämmönvaihdinyk-siköistä 4a, 4b, 4c toisaalta ja lämmönvaihdinyksiköistä 5a, 5 73448 5b/ 5c toisaalta. Kuten täysviivoin esitetystä pakokaasu-virtojen virtauskaaviosta voidaan nähdä, on lämmönvaihtimen pakokasuhaarat 4 ja 5 liitetty reaktioastian 3 kahteen pako-kaasujohtoon 7 ja 8, joista kukin on johdettu syklonierotti-5 meksi muodostetun aine-erottimen 7a, 8a kautta. Näiden aine-erottimien 7a ja 8a poistojohdot johtavat uuniin 2, jossa kalsinoitu raakajauhe poltetaan sementtiklinkkeriksi. Poltettu senentiklinkkeri jäähdytetään tämän jälkeen jäähdyttimes-sä 10, jolloin osa lämmitetystä jäähdytysilmasta syötetään 10 uuniin 2 palamisilmana. Reaktioastiassa 3 tapahtuvan raaka-jauheen haponpoistoon tarvittavat lisälämpömäärät syötetään reaktioastiaan polttimen 11 kautta, jonka palamisilmaksi käytetään osaa jäähdyttimestä 10 tulevasta jäähdytysilmasta.

Lämraönvaihtimessa esilämmitetty raakajauhe lämmitetään 15 kuvion 1 mukaan reaktioastiasta 3 tulevaan pakokaasuun verrattuna kuumemman uunipakokaasun avulla lämmönvaihdinyksikös-sä 12, joka on sijoitettu välittömästi reaktioastian 3 eteen, korkeampaan esilämmityslämpötilaan. Tätä tarkoitusta varten on lämmönvaihdinyksikkö 12 yhdistetty uuniin 2 pakokaasujoh-20 don 13 kautta. Välittömästi uuniin liitetyn lämmönvaihdinyk-sikön 12 kaasun poistojohto 14 on yhdysjohtojen 14a ja 14b kautta liitetty reaktioastian 3 pakokaasujohtoihin 7 ja 8 niin, että lämmönvaihtimen kummankin pakokaasuhaaran 4 ja 5 kaasun syöttöjohtoihin 15 syötetään uunista ja reaktioastias-25 ta tulevien pakokaasujen seos, jolloin samanaikaisesti ylläpidetään tietty sekoitussuhde kumpaakin pakokaasuhaaraa 4 ja 5 varten. Tämän sekoitussuhteen säätämiseksi on yhdysjohdoissa 14a ja 14b säädettävät kuristimet 16, jolloin kuristimet sopivimmin ovat luisteja. Tämän avulla tulee mahdolliseksi 30 sopeuttaa pakokaasuseosvirta kutakin pakokaasuhaaraa 4 ja 5 varten erityisesti kulloistenkin olosuhteiden mukaan näissä pakokaasuhaaroissa, mikä varmistaa menetelmän edullisen toteuttamisen. Sen jälkeen kun nämä pakokaasuseosvirrat ovat virranneet kummankin pakokaasuhaaran 4 ja 5 läpi, ne jälleen 35 yhdistetään ja puhelletaan ulkoilmaan yhteisen puhaltimen 17 avulla.

6 7344S

Lämmönvaihtimen syöttöjohdon 1 kautta syötetty raaka-jauhe joutuu aluksi lämmönvaihdinyksikköön 4c, josta raaka-jauhevirta syötetään poistojohdon 18 kautta toisen pakokaa-suhaaran 5 lämmönvaihdinyksikköön 5c, jonka syöttöjohtoon 5 19 poistojohto 18 johtaa. Tämän jälkeen johdetaan raakajau- hevirtaa vuorotellen pakokaasuhaarojen 4 ja 5 lämmönvaihdin-yksikköjen välillä, jolloin raakajauhetta lämmitetään vaiheittain, eli kussakin pakokaasuhaarassa kulloinkin edulli-simpien edellytysten vallitessa. Viimeisen esilämmitysvai-10 heen jälkeen lämmönvaihdinyksikössä 12 joutuu raakajauhevirta sen poistojohdon 20 kautta reaktioastiaan 3, jossa raaka-jauhe neutraloidaan lämmön avulla. Kalsinoitu raakajauhe johdetaan kahdessa osavirrassa pakokaasun poistojärjestelmän mu-maisesti ulos reaktioastiasta ja se joutuu aine-erottimien 15 7a ja 8a kautta uuniin 2 polttamista varten.

Erotukseksi kuviosta 1 on kuvion 2 mukainen laite välittömästi reaktioastian 3 eteen sijoitetun, uunin 2 pakokaasujen avulla lämmitetyn lämmönvaihdinyksikön 12 sijasta varustettu lämmönvaihdinvaiheella, jossa on kaksi vierekkän kyt-20 kettyä lämmönvaihdinyksikköä 12a ja 12b niin, että yhdysjohdot 14a ja 14b eivät lähde yhden lämmönvaihdinyksikön 12 kaasun poistojohdosta 14 vaan tämän lämmönvaihdinvaiheen kummastakin erillisestä lämmönvaihdinyksikostä 12a ja 12b. Tätä vastaavasti uunista tuleva pakokaasujohto 13 ja pakokaasuhaa-25 ran 5 lämmönvaihdinyksikön 5a poistojohto käsittelyainetta varten haarautuvat kumpaankin lämmönvaihtoyksikköön 12a, 12b. Yksinomaan uunipakokaasun avulla lämmitetyn lämmönvaihdinvaiheen kummassakin lämmönvaihdinyksikössä 12a, 12b lämmitetty käsittelyaine syötetään tämän jälkeen jälleen yhtei-30 sesti reaktioastiaan 3.

Claims (6)

1. 7 78448
2. 1. Menetelmä hienorakeisen aineen lämpökäsittelemiseksi, erityisesti sementtiraakajauheen polttamiseksi, jossa käsittelyaine monivaiheisessa lämmönvaihtoprosessissa uunista (2) ja reaktioastiasta (3) tulevan pakokaasuseoksen avulla kahdessa samansuuntaisessa pakokaasuhaarassa (4, 5) esilämmite-tään samanaikaisesti kun sitä siirretään vuorotellen toisen pakokaasuhaaran (4, 5) lämmönvaihdinvaiheesta toisen pako-kaasuhaaran (4, 5) lämmönvaihdinvaiheeseen ennenkuin se lämmittämisen jälkeen yksinomaan uunin (2) pakokaasuvirrassa syötetään reaktioastiaan (3) ja tämän jälkeen uuniin (2), jonka pakokaasu käsittelyaineen lämmittämisen jälkeen välittömästi reaktioastian (3) eteen ainevirran suunnassa katsottuna sijoitetussa lämmönvaihdinvaiheessa yhdistetään rektio-astiasta (3) tulevaan pakokaasuun pakokaasuseokseksi kumpaakin pakokaasuhaaraa (4, 5) varten, tunnettu siitä, että pakokaasu poistetaan reaktioastiasta (3) kahtena osa-virtana kutakin pakokaasuhaaraa (4, 5) varten ja että näihin reaktioastiasta (3) tuleviin pakokaasuvirtoihin syötetään uimista (2) tuleva pakokaasu yhtenä osavirtana kutakin pako-kaasuvirtaa kohti.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uunista (2) tuleva pakokaasu jaetaan reaktioastiasta (3) tuleviin pakokaasuosavirtoihin ennalta määrätyssä suhteessa.
4. 3. Laite patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, jossa on uuni (2), uunin (2) eteen sijoitettu reaktioastia (3) ja reaktioastiaan (3) liitetty, monivaiheinen lämmönvaihdin aineen esilämmittämistä varten, jonka lämmönvaihdinyksiköt (4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c) on kytketty peräkkäin kahteen samansuuntaiseen pakokaasuhaaraan (4, 5), jotka kulloinkin kaasun syöttöjohdon (15) kautta toisaalta on yhteydessä välittömästi uunin (2) pakokaasujohtoon (13) liitetyn lämmönvaihdinyksikön (12) kaasun poistojohtoon (14) β 73448 ja toisaalta reaktioastian (3) pakokaasun poistojMrjesteinkään, jolloin toisen pakokaasuhaaran (4, 5) lämmönvaihdinyk-sikköjen käsittelyainetta varten tarkoitetut poistojohdot (18) ovat vuorotellen liitetyt toisen pakokaasuhaaran (5, 4) lämmönvaihdinyksikköjen syöttöjohtoihin (19), tunnet-t u siitä, että reaktioastian (3) pakokaasujen poistojär-jestelmä käsittää kaksi erillistä, aine-erottimen (7a, 8a) sisältävää pakokaasujohtoa (7, 8), joista kukin on yhdistetty pakokaasuhaarojen (4, 5) kaasun syöttöjohtoon (15) ja joista kukin yhdysjohdon (14a, 14b) kautta on liitetty välittömästi uunin (2) eteen sijoitetun lämmönvaihdinyksikön (12) kaasun poistojohtoon (14).
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että yhdysjohdot (14a, 14b) välittömästi uunin (2) eteen sijoitetun lämmönvaihdinyksikön (12) kaasun poistojohdon (14) ja reaktioastian (3) pakokaasujohtojen (7, 8) välillä ovat varustetut säädettävillä kuristimilla (16), esimerkiksi luisteillä.
6. 1. Förfarande för termisk behandling av finkornigt material, isynnerhet för bränning av cementpulver, vid vilket behand-lingsmaterialet förvärmes i en flerstegsvärmeväxling med hjälp av en avgasblandning frän en ugn (2) och ett reakti-onskärl (3) i tvä paralella avgaslinjer (4, 5) under en ma-terialstyrning omväxlande frän ett värmeväxlarsteg i den ena avgaslinjen tili ett värmeväxlarsteg i den andra (4, 5), in-nan det efter en uppvärmning uteslutande i avgasströmmen frän ugnen (2) ledes tili reaktionskärlet (3) och sedan till ugnen (2), vars avgas efter uppvärmningen av behandlingsma-terialet i det direkt före reaktionskärlet (3) relativt ma-terialflödet anordnade värmeväxlarsteget kombineras med av-gasen frän reaktionskärlet (3) tili avgasblandningen för de bäda avgaslinjerna (4, 5), kännetecknat av att