ITMI20112365A1 - APPARATUS FOR CLINKER PRODUCTION STARTING FROM A RAW MIXTURE INCLUDING A PREHEAT HEATER WITH CONTENT HEIGHT - Google Patents
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Description
“APPARATO PER LA PRODUZIONE DI CLINKER A PARTIRE DA MISCELA CRUDA COMPRENDENTE UN PRERISCALDATORE AD ALTEZZA CONTENUTA†⠀ œ APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF CLINKERS STARTING FROM A RAW MIX INCLUDING A PREHEATER AT A LOW HEIGHTâ €
CAMPO DELL’INVENZIONE FIELD OF INVENTION
La presente invenzione rientra ne ’ambito della realizzazione di impianti per la produzione di leganti idraulici. Più precisamente la presente invenzione à ̈ relativa ad un apparato per la produzione di clinker a partire da farina cruda comprendente un preriscaldatore a sospensione avente una limitata altezza verticale ovvero un ridotto impatto ambientale. The present invention falls within the scope of the construction of plants for the production of hydraulic binders. More precisely, the present invention relates to an apparatus for the production of clinker starting from raw flour comprising a suspension preheater having a limited vertical height or a reduced environmental impact.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Come noto, il cemento à ̈ un legante idraulico utilizzato per legare materiali solidi inerti, come la sabbia e la ghiaia, per formare il calcestruzzo e le malte ovvero i componenti base per la realizzazione di costruzioni. As is known, cement is a hydraulic binder used to bond inert solid materials, such as sand and gravel, to form concrete and mortars, or the basic components for the construction of buildings.
Su scala industriale il cemento à ̈ realizzato attraverso la miscelazione e la macinazione di clinker e gesso eventualmente con correttivi come calcare, loppa e pozzolana. Il “clinker†viene normalmente ottenuto attraverso una tecnologia denominata a “via secca†ovvero rappresenta il prodotto di una cottura ad elevata temperatura di una miscela di materie prime costituite principalmente da calcare (carbonato di calcio) ed argilla (silice, allumina, ossidi di ferro, oltre ad acqua di cristallizzazione). Le materie prime sono miscelate allo stato solido nelle proporzioni desiderate e quindi macinate finemente sino ad ottenere una polvere omogenea denominata “farina cruda†(o miscela cruda). Per gli scopi della presente invenzione con l’espressione "farina cruda†à ̈ dunque da intendersi la polvere omogenea utilizzata come materiale di partenza per la produzione di clinker. On an industrial scale, cement is made by mixing and grinding clinker and gypsum, possibly with corrective agents such as limestone, slag and pozzolan. The â € œclinkerâ € is normally obtained through a technology called â € œvia dryâ €, that is it represents the product of a high temperature cooking of a mixture of raw materials consisting mainly of limestone (calcium carbonate) and clay (silica, alumina, iron oxides, as well as water of crystallization). The raw materials are mixed in the solid state in the desired proportions and then finely ground until obtaining a homogeneous powder called â € œcrude flourâ € (or raw mixture). For the purposes of the present invention, the expression "raw flour" is therefore to be understood as the homogeneous powder used as starting material for the production of clinker.
La farina cruda una volta polverizzata ed essiccata in un apposito molino per essere poi dosata in un preriscaldatore/calcinatore e successivamente trasformata in clinker mediante cottura ad una temperatura di circa 1450 C° in un forno rotante costituito essenzialmente da un cilindro rotante inclinato. Durante il trattamento termico nel forno rotante la farina cruda reagisce formando i silicati ed alluminati di calcio (reazione di clinkerizzazione) che rappresentano i principali costituenti del clinker. The raw flour once pulverized and dried in a special mill to be then dosed in a preheater / calcinator and subsequently transformed into clinker by cooking at a temperature of about 1450 ° C in a rotary kiln essentially consisting of an inclined rotating cylinder. During the heat treatment in the rotary kiln, the raw flour reacts forming the calcium silicates and aluminates (clinkerization reaction) which are the main constituents of the clinker.
Negli impianti di produzione di clinker noti dallo stato della tecnica, la farina cruda, prima di essere alimentata al forno rotante, à ̈ sottoposta ad un trattamento di preriscaldamento e, eventualmente, di pre-calcinazione. Una delle tecniche di preriscaldo attualmente più impiegate si basa sull’impiego del così detto “preriscaldatore a sospensione†o “preriscaldatore multistadio a cicloni†(di seguito semplicemente “preriscaldatore†) costituito da una torre di cicloni in cui ciascuno stadio di pre-riscaldamento avviene in uno o più separatori a ciclone. In corrispondenza di ciascuno stadio di pre-riscaldamento la farina à ̈ dapprima dispersa in un condotto verticale nella corrente gassosa ed à ̈ poi separata per effetto centrifugo in un separatore a ciclone di largo diametro (8-9 metri). Tale condotto verticale costituisce in sostanza uno stadio di riscaldamento del preriscaldatore. In clinker production plants known from the state of the art, the raw flour, before being fed to the rotary kiln, is subjected to a preheating and, possibly, pre-calcination treatment. One of the currently most used preheating techniques is based on the use of the so-called `` suspension preheater '' or `` multistage cyclone preheater '' (hereinafter simply `` preheater '') consisting of a tower of cyclones in which each pre-heating stage takes place in one or more cyclone separators. At each pre-heating stage, the flour is first dispersed in a vertical duct in the gaseous stream and is then separated by centrifugal effect in a large diameter cyclone separator (8-9 meters). This vertical duct essentially constitutes a heating stage of the preheater.
La Figura 1 à ̈ una vista schematica relativa ad un pre-riscaldatore multi-stadio noto dallo stato deH’arte. Tale pre-riscaldatore à ̈ di fatto assimilabile ad uno scambiatore di calore che funziona in controcorrente nel quale la farina da riscaldare scende per gravità dall’alto verso il basso, mentre i fumi caldi prodotti nel forno rotante risalgono fino alla sommità del preriscaldatore. Il preriscaldatore schematizzato in Figura 1 comprende quattro stadi di riscaldamento. Tuttavia il numero di tali stadi può variare a seconda delle applicazioni. Figure 1 is a schematic view of a multi-stage pre-heater known from the state of the art. This pre-heater is in fact comparable to a counter-current heat exchanger in which the flour to be heated descends by gravity from the top to the bottom, while the hot fumes produced in the rotating oven rise up to the top of the pre-heater. The preheater schematized in Figure 1 comprises four stages of heating. However, the number of such stages may vary according to the applications.
Il preriscaldatore illustrato in figura 1 , ad esempio, comprende un primo dispositivo di separazione della miscela farina-fumi definito solitamente da una coppia di primi separatori 301 a ciclone alimentati in ingresso da un primo condotto di alimentazione (indicato con il riferimento 401). Quest’ultimo à ̈ attraversato dai fumi in uscita da un primo separatore 302 a ciclone di un secondo stadio di preriscaldamento. La farina viene introdotta nel primo condotto 401 in modo che si mescoli proprio con i fumi provenienti dal primo separatore 302. Tale primo condotto 401 si divide in due rami ciascuno diretto all’ingresso di uno dei primi cicloni del primo stadio di preriscaldamento. Tali primi separatori 301 eseguono quindi una prima separazione fra la farina pre-riscaldata e i fumi. I fumi in uscita dai primi separatori 301 vengono evacuati poi utilizzati nell’impianto di macinazione/essicazione della farina cruda prima di essere emessi in atmosfera previa depolverizzazione. The preheater illustrated in Figure 1, for example, comprises a first device for separating the flour-fumes mixture usually defined by a pair of first cyclone separators 301 fed at the inlet by a first supply duct (indicated with reference 401). The latter is crossed by the fumes leaving a first cyclone separator 302 of a second preheating stage. The flour is introduced into the first duct 401 so that it mixes precisely with the fumes coming from the first separator 302. This first duct 401 divides into two branches each directed to the inlet of one of the first cyclones of the first preheating stage. These first separators 301 then perform a first separation between the pre-heated flour and the fumes. The fumes coming out of the first separators 301 are evacuated and then used in the raw flour grinding / drying plant before being emitted into the atmosphere after dedusting.
La farina in uscita dai primi separatori 301 viene introdotta in un secondo condotto 402 che collega l’uscita di un secondo separatore 303 all’alimentazione del primo separatore 302 posto ad una altezza superiore. La farina in uscita da questo ultimo viene successivamente introdotta per gravità in un terzo condotto 403 che collega un terzo separatore 304 al secondo separatore 303 che si colloca ad una altezza intermedia fra il primo separatore 302 e il terzo separatore 303. La farina in uscita dal secondo separatore 303 viene inserita in un quarto condotto 404 che collega il terzo separatore 304 all’uscita del forno rotante 500 per essere successivamente riportata al quarto separatore 304. All’interno di questo ultimo, la farina viene definitivamente separata dai fumi e portata all’interno del forno rotante 500 per subire la trasformazione in clinker. The flour leaving the first separators 301 is introduced into a second duct 402 which connects the outlet of a second separator 303 to the feed of the first separator 302 located at a higher height. The flour exiting the latter is subsequently introduced by gravity into a third duct 403 which connects a third separator 304 to the second separator 303 which is located at an intermediate height between the first separator 302 and the third separator 303. The flour exiting the second separator 303 is inserted in a fourth duct 404 which connects the third separator 304 to the outlet of the rotary kiln 500 to be subsequently returned to the fourth separator 304. Inside the latter, the flour is definitively separated from the fumes and carried inside the rotary kiln 500 to undergo transformation into clinker.
Il numero di stadi di pre-riscaldamento à ̈ determinato dall’umidità delle materie prime da essiccare nell’impianto di macinazione/essicazione, che appunto utilizza questi gas, e quindi dalla quantità di energia termica che deve essere ad essi associata, dopo che essi hanno lasciato il preriscaldatore stesso. In particolare in presenza di una elevata umidità delle materie prime si rende infatti necessaria una quantità maggiore di calore per l’essicazione e si avranno quindi preriscaldatori con solo quattro stadi (come quello rappresentato in Figura 1). In presenza di umidità medie vengono invece predisposti preriscaldatori a cinque stadi, mentre in presenza di materie prime con umidità basse preriscaldatori a sei stadi. The number of pre-heating stages is determined by the humidity of the raw materials to be dried in the grinding / drying plant, which uses these gases, and therefore by the amount of thermal energy that must be associated with them, after that they have left the preheater itself. In particular, in the presence of a high humidity of the raw materials, a greater quantity of heat is required for drying and there will therefore be preheaters with only four stages (such as the one shown in Figure 1). In the presence of medium humidity, on the other hand, five-stage preheaters are provided, while in the presence of raw materials with low humidity, six-stage preheaters.
La scelta di materie prime a basso grado di umidità nonché l'accurata progettazione dei condotti verticali e dei cicloni che formano i diversi stadi di riscaldamento fanno sì che oggi sia ormai consueto realizzare preriscaldatori a cinque ed anche a sei stadi, con condotti verticali di collegamento sufficientemente lunghi per aumentare i tempi di contatto e quindi lo scambio termico fra gas e materia ed in ultima analisi l’efficienza termica globale del processo. The choice of raw materials with a low degree of humidity as well as the careful design of the vertical ducts and cyclones that form the different heating stages mean that today it is now common to make five and even six-stage preheaters, with vertical ducts. long enough to increase the contact times and therefore the heat exchange between gas and matter and ultimately the overall thermal efficiency of the process.
Inoltre la capacità produttiva nominale dei forni da cemento à ̈ negli ultimi anni aumentata in modo sensibile, passando dalle 1000-2000 tpd (tonnellate giornaliere di clinker), tipiche degli anni 70 fino alle 5000- 7000 tpd tipiche dei progetti più recenti. Questa tendenza ha avuto come conseguenza l’aumento delle dimensioni fisiche dei preriscaldatori con sezioni dei condotti ed altezze dei cicloni proporzionalmente ingrandite. Consegue da tutto ciò che i preriscaldatori in sospensione, aventi in passato altezze di 60-80 m, superano normalmente i 120 m di altezza ed arrivano a toccare i 140-150m. Furthermore, the nominal production capacity of cement kilns has increased significantly in recent years, passing from 1000-2000 tpd (tons of clinker per day), typical of the 70s, up to 5000-7000 tpd typical of more recent projects. This trend has resulted in an increase in the physical dimensions of the preheaters with proportionately enlarged duct sections and cyclone heights. It follows from all this that suspended preheaters, having heights of 60-80 m in the past, normally exceed 120 m in height and reach 140-150m.
La notevole altezza dei preriscaldatori determina un importante problema di impatto ambientale visivo, precedentemente non sentito in quanto le altezze dei preriscaldatori, molto più contenute, non si scostavano di molto dai sili di deposto più alti (40- 60m). Attualmente invece la torre del preriscaldatore svetta sul profilo del cementificio venendo a costituire elemento caratterizzante del paesaggio, visibile a grandi distanze. In questo senso, la crescente sensibilità ai problemi di natura ambientale rende quindi sempre più difficile l'ottenimento da parte delle amministrazioni locali dei necessari permessi di costruzione. The considerable height of the preheaters determines an important problem of visual environmental impact, previously unheard of as the heights of the preheaters, much lower, did not differ much from the higher storage silos (40-60m). Currently, however, the preheater tower stands out on the profile of the cement factory, becoming a characterizing element of the landscape, visible from great distances. In this sense, the growing sensitivity to environmental problems therefore makes it increasingly difficult for local administrations to obtain the necessary building permits.
Come sopra indicato l’altezza di un preriscaldatore à ̈ quindi determinata in primis dal numero di stadi del preriscaldatore stesso, a sua volta dipendente in senso inverso dall'umidità delle materie prime. L’altezza del pre-riscaldatore à ̈ inoltre legata alla lunghezza dei condotti di collegamento, aH’aumentare della quale cresce l’efficienza termica del preriscaldatore. Infine al crescere della capacità produttiva nominale (cioà ̈ delle tonnellate giornaliere di clinker prodotte) cresce la dimensione del preriscaldatore ed in particolare proprio l’altezza. As indicated above, the height of a preheater is therefore determined primarily by the number of stages of the preheater itself, which in turn depends in the opposite sense on the humidity of the raw materials. The height of the pre-heater is also linked to the length of the connection ducts, which increases the thermal efficiency of the pre-heater. Finally, as the nominal production capacity increases (ie the daily tons of clinker produced) the size of the preheater and in particular its height increases.
Davanti a queste evidenze, per contenere l’altezza complessiva dei preriscaldatori si sono adottati fino ad ora interventi intesi da una parte a ridurne l’altezza riferita al suolo e dall’altra a ridurne l’ingombro verticale. In particolare al primo tipo di intervento appartengono tutte le soluzioni impiantistiche che prevedono di ridurre l’altezza rispetto al suolo delle strutture a valle del preriscaldatore stesso e quindi del forno rotante e del raffreddatore. In particolare tali strutture vengono collocate nel sotto-suolo in modo da ridurre l’emersione rispetto al suolo stesso. Tuttavia questa soluzione presenta diversi inconvenienti. Anzitutto per consentire una agevole manutenzione ed incrementare i livelli di sicurezza à ̈ preferibile disporre di impianti produttivi sopraterra. In questo senso dunque la soluzione di collocare sotto il livello del suolo le strutture a valle del preriscaldatore à ̈ evidentemente poco opportuno. Inoltre la costruzione di strutture sotto il livello del suolo richiede ampi scavi aggiuntivi e, laddove si voglia ridurre oltre un certo limite l’altezza rispetto al suolo degli impianti a valle del raffreddatore, si incontra un limite nella necessità di potere passare fra le basi del forno rotante per consentire una viabilità accettabile all'interno dello stabilimento. Faced with these evidences, up to now interventions have been adopted in order to contain the overall height of the preheaters intended on the one hand to reduce the height referred to the ground and on the other to reduce their vertical dimensions. In particular, the first type of intervention includes all the plant engineering solutions that envisage reducing the height from the ground of the structures downstream of the preheater itself and therefore of the rotary kiln and cooler. In particular, these structures are placed in the subsoil in order to reduce the emersion with respect to the soil itself. However, this solution has various drawbacks. First of all, to allow easy maintenance and increase safety levels, it is preferable to have production plants above ground. In this sense, therefore, the solution of placing the structures downstream of the preheater below ground level is obviously not appropriate. Furthermore, the construction of structures below the ground level requires large additional excavations and, where it is desired to reduce the height above the ground of the plants downstream of the cooler beyond a certain limit, there is a limit in the need to be able to pass between the bases. of the rotary kiln to allow acceptable traffic inside the plant.
Una soluzione alternativa à ̈ quella che prevede un intervento sulla geometria della torre del preriscaldatore al fine di contenerne l’altezza propria. In particolare l’intervento più comune à ̈ quello di sdoppiare il “grappolo†di cicloni realizzando di fatto due torri funzionanti in parallelo, o come si dice in gergo realizzando un torre a “due stringhe†. In questo caso avendo ciascuna “stringa†una potenzialità pari alla metà della totale le dimensioni dei cicloni e dei relativi condotti diminuiscono e quindi anche l’altezza complessiva viene ad essere più contenuta. Questa soluzione ha però lo svantaggio di presentare costi di realizzazione e manutenzione pressoché doppi della soluzione a semplice stringa (Figura 1 ), oltre che ad alcune difficoltà di natura gestionale. Più precisamente risulta non facile mantenere l’equilibrio fra le due stringhe in termini di portata di gas e materiali. Una soluzione alternativa alla configurazione a “due stringhe†potrebbe essere quella di progettare una torre più "tozza†con cicloni e condotti di collegamento più corti, con evidenti sacrifici in termini di rendimento termico, dato che il ridotto sviluppo dei condotti di collegamento penalizza i tempi di contatto gas-materiale e quindi lo scambio termico. An alternative solution is that which involves an intervention on the geometry of the preheater tower in order to contain its own height. In particular, the most common intervention is to split the "cluster" of cyclones by actually creating two towers operating in parallel, or as they say in jargon, creating a "two-string" tower. In this case, having each â € œstringâ € a potential equal to half of the total, the dimensions of the cyclones and the relative ducts decrease and therefore also the overall height becomes more contained. However, this solution has the disadvantage of having construction and maintenance costs that are almost double that of the simple string solution (Figure 1), as well as some difficulties of a management nature. More precisely, it is not easy to maintain the balance between the two strings in terms of gas flow and materials. An alternative solution to the `` two-string '' configuration could be to design a more "squat" tower with cyclones and shorter connection ducts, with obvious sacrifices in terms of thermal efficiency, given that the reduced development of the connection ducts penalizes the gas-material contact times and therefore the heat exchange.
In base dunque alle considerazioni sopra riportate emerge chiaramente la necessità di disporre di soluzioni tecniche alternative a quelle normalmente seguite per contenere la dimensione in altezza dei preriscaldatori senza limitare l’efficienza e la capacità produttiva degli stessi. Pertanto compito principale di quanto forma oggetto della presente invenzione à ̈ quello di fornire un apparato per la produzione di clinker a partire da farina cruda che consenta di superare gli inconvenienti sopra indicati. Nell’ambito di questo compito un primo scopo à ̈ quello di fornire un apparato per la produzione di clinker che, a parità di produttività , presenti una altezza dal suolo più contenuta rispetto a quella delle soluzioni tradizionali. Altro scopo à ̈ quello di fornire un apparato che sia di facile affidabile e di facile realizzazione a costi competitivi. Therefore, on the basis of the above considerations, the need clearly emerges to have alternative technical solutions to those normally followed to limit the height dimension of the preheaters without limiting their efficiency and production capacity. Therefore, the main task of what forms the subject of the present invention is to provide an apparatus for the production of clinker starting from raw flour which allows the above mentioned drawbacks to be overcome. In the context of this task, a first aim is to provide an apparatus for the production of clinker which, with the same productivity, has a lower height from the ground than that of traditional solutions. Another purpose is to provide an apparatus which is easy to reliable and easy to manufacture at competitive costs.
SOMMARIO SUMMARY
La presente invenzione à ̈ dunque relativa ad un apparato per la produzione di clinker a partire da farina cruda. L’apparato secondo l'invenzione comprende un forno rotante e un preriscaldatore in sospensione comunicante con il formo per riscaldare tale farina attraverso uno scambio termico con i fumi di combustione generati nel forno stesso. Il preriscaldatore secondo l’invenzione comprende: The present invention therefore relates to an apparatus for the production of clinker starting from raw flour. The apparatus according to the invention comprises a rotating oven and a preheater in suspension communicating with the mold to heat said flour through a heat exchange with the combustion fumes generated in the oven itself. The preheater according to the invention comprises:
- una prima tubazione di alimentazione e riscaldamento, atta ad essere attraversata da detti fumi di combustione, la quale comprende una prima sezione di carico per miscelare la farina con detti fumi; - a first feeding and heating pipe, able to be crossed by said combustion fumes, which comprises a first loading section for mixing the flour with said fumes;
- un dispositivo primario di separazione, per separare la farina dai fumi, il quale comprende almeno una sezione di alimentazione collegata ad una prima estremità della prima tubazione, almeno una sezione di scarico fumi e almeno una sezione di uscita farina; tale sezione di scarico fumi e tale sezione di scarico della farina definiscono rispettivamente un primo piano di riferimento sostanzialmente orizzontale e un secondo piano di riferimento sostanzialmente orizzontale e sottostante a detto primo piano di riferimento; - a primary separation device, for separating the flour from the fumes, which comprises at least one feeding section connected to a first end of the first pipe, at least one fume discharge section and at least one flour outlet section; said fume discharge section and said flour discharge section respectively define a first substantially horizontal reference plane and a second substantially horizontal reference plane underlying said first reference plane;
- una seconda tubazione di alimentazione e riscaldamento, atta ad essere attraversata dai fumi, la quale comprende una seconda sezione di carico della farina per miscelare detta farina con detti fumi; - a second feeding and heating pipe, suitable to be crossed by the fumes, which comprises a second section for loading the flour for mixing said flour with said fumes;
- almeno un primo separatore a ciclone comprendente una sezione di alimentazione, una sezione di uscita fumi e una sezione di uscita farina; detta sezione di uscita fumi del primo separatore definisce un terzo piano di riferimento sostanzialmente orizzontale e risulta collegata ad una seconda estremità , opposta alla prima estremità , della prima tubazione di alimentazione e riscaldamento; - at least a first cyclone separator comprising a feed section, a smoke outlet section and a flour outlet section; said fume outlet section of the first separator defines a third substantially horizontal reference plane and is connected to a second end, opposite the first end, of the first supply and heating pipe;
- almeno un secondo separatore a ciclone comprendente una sezione di alimentazione, una sezione di uscita fumi e una sezione di uscita farina; detta sezione di uscita fumi del secondo separatore definisce un quarto piano di riferimento sostanzialmente orizzontale e sottostante al terzo piano, la sezione di uscita fumi del secondo separatore à ̈ collegata alla sezione di alimentazione del primo separatore attraverso la seconda tubazione di alimentazione. - at least a second cyclone separator comprising a feed section, a smoke outlet section and a flour outlet section; said fume outlet section of the second separator defines a fourth substantially horizontal reference plane and below the third floor, the fume outlet section of the second separator is connected to the supply section of the first separator through the second supply pipe.
L’apparato secondo l’invenzione à ̈ caratterizzato dal fatto che il dispositivo primario à ̈ collocato, rispetto al primo separatore, in modo tale che il primo piano e il secondo piano presentino una posizione sottostante al terzo piano di riferimento. L’apparato secondo l’invenzione comprende inoltre mezzi operativi di adduzione della farina atti a movimentare la farina in uscita dal dispositivo primario di separazione alla seconda sezione di carico della seconda tubazione. The apparatus according to the invention is characterized by the fact that the primary device is placed, with respect to the first separator, in such a way that the first floor and the second floor have a position below the third reference plane. The apparatus according to the invention also comprises operating means for feeding the flour adapted to move the flour exiting the primary separation device to the second loading section of the second pipe.
La particolare posizione del dispositivo primario di separazione, rispetto ai separatori a cicloni, consente di ridurre l’altezza del preriscaldatore senza ricorrere a strutture disposte nel sottosuolo e senza stravolgere il principio di funzionamento del preriscaldatore. In particolare tale riduzione à ̈ particolarmente evidente ed efficace per un preriscaldatore avente tre o quattro stadi di riscaldamento. Inoltre la particolare posizione del dispositivo primario facilita vantaggiosamente le operazioni di ispezione e manutenzione del dispositivo stesso con evidenti vantaggi anche in termini di sicurezza degli operatori. The particular position of the primary separation device, compared to cyclone separators, allows the height of the preheater to be reduced without resorting to structures arranged underground and without upsetting the operating principle of the preheater. In particular, this reduction is particularly evident and effective for a preheater having three or four heating stages. Furthermore, the particular position of the primary device advantageously facilitates the inspection and maintenance operations of the device itself with obvious advantages also in terms of operator safety.
ELENCO DELLE FIGURE LIST OF FIGURES
Ulteriori caratteristiche e vantaggi saranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di forme realizzati preferite dell’apparato per la produzione di clinker secondo la presente invenzione illustrate a titolo esemplificativo e non limitativo negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages will be evident from the following detailed description of preferred embodied forms of the apparatus for the production of clinker according to the present invention illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings in which:
- la Figura 1 Ã ̈ una vista schematica relativa ad una forma di realizzazione di un apparato per la produzione di clinker a partire da farina cruda di tipo noto; - Figure 1 is a schematic view relating to an embodiment of an apparatus for the production of clinker starting from raw flour of a known type;
- la Figura 2 Ã ̈ una vista schematica relativa ad una possibile forma di realizzazione di un apparato secondo la presente invenzione; Figure 2 is a schematic view relating to a possible embodiment of an apparatus according to the present invention;
- la Figura 3 Ã ̈ un ingrandimento del dettaglio III di Figura 2. - Figure 3 is an enlargement of detail III of Figure 2.
Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti. The same reference numbers and letters in the figures identify the same elements or components.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione à ̈ relativa ad un apparato 1 per la produzione di clinker a partire da farina cruda. L’apparato 1 secondo l’invenzione comprende un forno rotante 10 che definisce una sezione di uscita 10’ per i fumi di combustione che vengono generati nel forno stesso. L’apparato 1 secondo l’invenzione comprende inoltre un pre-riscaldatore in sospensione (di seguito indicato semplicemente come “preriscaldatore") per riscaldare la farina cruda destinata al forno rotante 10 attraverso uno scambio termico con i fumi di combustione generati nel forno rotante 10. In particolare il preriscaldatore dell’apparato 1 à ̈ del tipo a sospensione con separatori a ciclone. Dal punto di vista costruttivo, il preriscaldatore si sviluppa prevalentemente in senso verticale secondo una configurazione sostanzialmente a “grappolo†di per sé nota, allo scopo di contenere l’ingombro in senso orizzontale. E’ dunque evidente che la forma di realizzazione mostrata nelle Figure 2 e 3 à ̈ da considerarsi esclusivamente una schematizzazione del preriscaldatore avente come unico scopo quella di mostrare la disposizione dei diversi separatori a cicloni che costituiscono il preriscaldatore stesso. With reference to the aforementioned figures, the present invention relates to an apparatus 1 for producing clinker starting from raw flour. The apparatus 1 according to the invention comprises a rotary kiln 10 which defines an outlet section 10â € ™ for the combustion fumes that are generated in the furnace itself. The apparatus 1 according to the invention also comprises a pre-heater in suspension (hereinafter referred to simply as "preheater") for heating the raw flour destined for the rotary kiln 10 through a heat exchange with the combustion fumes generated in the rotary kiln 10. In particular, the preheater of apparatus 1 is of the suspension type with cyclone separators. From the constructive point of view, the preheater develops mainly vertically according to a substantially "cluster" configuration. © note, in order to contain the overall dimensions horizontally. It is therefore evident that the embodiment shown in Figures 2 and 3 is to be considered exclusively a schematic of the preheater with the sole purpose of showing the arrangement of the several cyclone separators that make up the preheater itself.
Con riferimento a Figura 2, il preriscaldatore dell’apparato 1 comprende una prima tubazione 32 di alimentazione e riscaldamento atta ad essere attraversata dai fumi. Tale prima tubazione 32 comprende una prima sezione 32’ di carico attraverso la quale viene introdotta la farina cruda affinché la stessa si misceli con la corrente di fumi. Prima di raggiungere la prima sezione 32’ la farina può essere vantaggiosamente trattata secondo procedimenti di per sé noti (ad esempio polverizzazione ed essicazione in un apposito molino). Attraversando la prima tubazione 32 in miscela con i fumi di combustione, la farina subisce un primo riscaldamento prima di raggiungere un dispositivo primario 100 di separazione a cicloni collocato a valle della prima tubazione 32 rispetto alla direzione di flusso dei fumi. In altre parole la prima tubazione 32 definisce un “primo stadio†di riscaldamento della farina cruda. With reference to Figure 2, the preheater of the apparatus 1 comprises a first supply and heating pipe 32 suitable for being passed through by the fumes. This first pipe 32 comprises a first loading section 32 through which the raw flour is introduced so that it mixes with the smoke stream. Before reaching the first section 32â € ™ the flour can be advantageously treated according to procedures known per se (for example pulverization and drying in a special mill). By passing through the first pipe 32 mixed with the combustion fumes, the flour undergoes a first heating before reaching a primary cyclone separation device 100 located downstream of the first pipe 32 with respect to the flow direction of the fumes. In other words, the first pipe 32 defines a "first stage" of heating the raw flour.
Il dispositivo primario 100 di separazione a cicloni comprende almeno un separatore primario a ciclone il quale presenta una struttura di per sé nota cioà ̈ comprendente una porzione superiore di forma sostanzialmente cilindrica dalla quale si sviluppa una porzione inferiore sostanzialmente ad imbuto. Tale porzione superiore definisce una sezione di alimentazione 1T attraverso la quale la miscela farina-fumi che attraversa la prima tubazione 32 entra nel separatore. La stessa porzione superiore definisce inoltre una sezione di uscita fumi che consente una fuoriuscita sostanzialmente verticale dei fumi dal separatore stesso. La porzione inferiore ad imbuto definisce invece, in prossimità della parte più rastremata, una sezione di uscita farina per l’uscita della farina dal separatore stesso. The primary cyclone separation device 100 comprises at least one cyclone primary separator which has a per se known structure, ie comprising an upper portion of substantially cylindrical shape from which a substantially funnel-shaped lower portion develops. This upper portion defines a feed section 1T through which the flour-fumes mixture which passes through the first pipe 32 enters the separator. The same upper portion also defines a fume outlet section which allows a substantially vertical outlet of the fumes from the separator itself. The lower funnel-shaped portion, on the other hand, defines, near the more tapered part, a flour outlet section for the flour outlet from the separator itself.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il dispositivo primario 100 comprende preferibilmente una coppia di separatori primari 10’, 10†a ciclone (di seguito indicati anche come separatori gemelli 10’, 10†) i quali presentano una altezza e una struttura sostanzialmente equivalente. In particolare ciascuno dei separatori gemelli 10’, 10†presenta una sezione di alimentazione 11’ collegata ad una prima estremità della prima tubazione 32 sopra indicata. Ciascuno dei separatori gemelli 10’, 10†comprende altresì una sezione di scarico fumi 11†per la fuoriuscita dei fumi. In questo senso, il preriscaldatore comprende preferibilmente una tubazione di scarico 28 ad una prima estremità del quale sono disposti mezzi di aspirazione 29. Una seconda estremità di tale tubazione di scarico 28 comprende invece due porzioni di collegamento ciascuna delle quali collegata alla sezione di uscita fumi 11†di uno dei due separatori gemelli 10’, 10†. Le sezioni di scarico fumi 11†dei separatori gemelli 10’, 10†definiscono uno stesso primo piano 101 di riferimento sostanzialmente orizzontale, mentre le rispettive sezioni di uscita farina 11†definiscono un secondo piano 102 di riferimento anch’esso sostanzialmente orizzontale e sottostante detto primo piano 101. La distanza H fra il primo piano 101 e il secondo piano 102 corrisponde in sostanza all’altezza dei separatori primari 10’, 10†del dispositivo primario 100 di separazione. According to a preferred embodiment, the primary device 100 preferably comprises a pair of primary cyclone separators 10 ', 10' (hereinafter also referred to as twin separators 10 ', 10') which have a substantially height and structure equivalent. In particular, each of the twin separators 10 ', 10' has a feed section 11 'connected to a first end of the first pipe 32 indicated above. Each of the twin separators 10â € ™, 10â € also includes a fume exhaust section 11â € for the escape of fumes. In this sense, the preheater preferably comprises an exhaust pipe 28 at a first end of which suction means 29 are arranged. A second end of said discharge pipe 28 instead comprises two connection portions, each of which is connected to the smoke outlet section. 11â € of one of the two twin separators 10â € ™, 10â €. The flue gas discharge sections 11â € of the twin separators 10â € ™, 10â € define the same first substantially horizontal reference plane 101, while the respective flour outlet sections 11â € define a second reference plane 102 which is also substantially horizontal and the first floor 101 below. The distance H between the first floor 101 and the second floor 102 essentially corresponds to the height of the primary separators 10â € ™, 10â € of the primary separation device 100.
Il preriscaldatore dell’apparato secondo l’invenzione comprende altresì un primo separatore 30 a ciclone e un secondo separatore 40 a ciclone disposti in posizione sovrastante il dispositivo primario 100. Il primo separatore 30 e il secondo separatore 40 presentano una struttura simile a quella sopra descritta per i separatori gemelli 10’, 10†ovvero tale da comprendente una porzione superiore di forma cilindrica e una porzione inferiore ad imbuto. Dal punto di vista dimensionale il primo separatore 30 e il secondo separatore 40 presentano una dimensione diametrale e una estensione verticale rispettivamente superiore e inferiore a quella dei separatori gemelli 10’, 10†secondo un principio di costruzione di per sé noto. Il preriscaldatore secondo l’invenzione comprende altresì una seconda tubazione 42 di alimentazione e riscaldamento che collega operativamente il primo separatore 30 ai secondo separatore 40. Tale seconda tubazione 42 comprende una seconda sezione 42’ di carico della farina la quale risulta essere operativamente collegata alla sezione di uscita farina 1T†dei separatori gemelli 10’, 10†come più avanti meglio specificato. The preheater of the apparatus according to the invention also comprises a first cyclone separator 30 and a second cyclone separator 40 arranged above the primary device 100. The first separator 30 and the second separator 40 have a structure similar to the one described above for the twin separators 10â € ™, 10â € that is, comprising an upper portion of cylindrical shape and a lower portion like a funnel. From the dimensional point of view, the first separator 30 and the second separator 40 have a diametrical dimension and a vertical extension respectively higher and lower than that of the twin separators 10â € ™, 10â € according to a known construction principle. The preheater according to the invention also comprises a second feeding and heating pipe 42 which operatively connects the first separator 30 to the second separator 40. This second pipe 42 comprises a second section 42â € ™ for loading the flour which is operationally connected to the flour outlet section 1Tâ € of the twin separators 10â € ™, 10â € as further specified below.
Il primo separatore 30 comprende una sezione di alimentazione 3T, una sezione di uscita fumi 31†e una sezione di uscita farina 31’†(indicate in Figura 3). In modo del tutto corrispondente, il secondo separatore 40 comprende una sezione di alimentazione 41’, una sezione di uscita fumi 41†e una sezione di uscita farina 41†’ (indicate in Figura 3). La sezione di uscita fumi 31†del primo separatore 30 à ̈ collegata ad una seconda estremità , opposta a detta prima estremità , della prima tubazione 32. In questo modo i fumi in uscita dal primo separatore 30 sono convogliati, attraverso la prima tubazione 32, direttamente nella sezione di alimentazione 11’ dei separatori gemelli 10’, 10". La sezione di alimentazione 31’ del primo separatore 30 à ̈ invece comunicante con la sezione di uscita fumi 42†del secondo separatore 40 attraverso la seconda tubazione 42 di alimentazione e collegamento sopra definita. The first separator 30 comprises a feeding section 3T, a fume outlet section 31â € and a flour outlet section 31â € (indicated in Figure 3). In a completely corresponding way, the second separator 40 comprises a supply section 41â € ™, a smoke outlet section 41â € and a flour outlet section 41â € ™ (indicated in Figure 3). The fumes outlet section 31â € of the first separator 30 is connected to a second end, opposite to said first end, of the first pipe 32. In this way the fumes leaving the first separator 30 are conveyed, through the first pipe 32, directly in the supply section 11â € ™ of the twin separators 10â € ™, 10 ". The supply section 31â € ™ of the first separator 30 communicates with the smoke outlet section 42â € of the second separator 40 through the second pipe 42 power supply and connection defined above.
Come sopra indicato, la farina in uscita dai separatori gemelli 10’, 10†viene introdotta nella seconda tubazione 42 attraverso la seconda sezione 42’ di carico per miscelarsi con i fumi in uscita dal secondo separatore 40. Attraversando la seconda tubazione 42, il calore dei fumi di combustione viene ceduto alla farina che dunque subisce un secondo riscaldamento. Pertanto la seconda tubazione 42 definisce in sostanza un “secondo stadio†di riscaldamento per la farina stessa. La sezione di uscita fumi 31†del primo separatore 30 e la sezione di uscita fumi 41†del secondo separatore 40 definiscono rispettivamente un terzo piano 103 di riferimento e un quarto piano 104 di riferimento sostanzialmente orizzontali e disposti reciprocamente in modo tale che il quarto piano 104 risulti in posizione sottostante il terzo piano 103 (si veda Figura 2). As indicated above, the flour leaving the twin separators 10â € ™, 10â € is introduced into the second pipe 42 through the second loading section 42â € ™ to mix with the fumes leaving the second separator 40. Crossing the second pipe 42, the heat of the combustion fumes is transferred to the flour which therefore undergoes a second heating. Therefore the second pipe 42 essentially defines a â € œsecond stageâ € of heating for the flour itself. The fumes outlet section 31â € of the first separator 30 and the fumes outlet section 41â € of the second separator 40 respectively define a third reference plane 103 and a fourth reference plane 104 substantially horizontal and mutually arranged in such a way that the fourth plane 104 is in a position below the third floor 103 (see Figure 2).
Secondo la presente invenzione il dispositivo primario 100 di separazione à ̈ disposto in una posizione sottostante almeno al primo separatore 30 a ciclone. In altre parole il dispositivo primario 100 di separazione e il primo separatore 30 sono reciprocamente disposti in modo tale che il primo piano 101 e il secondo piano 102 (definiti dalla sezione di uscita fumi 11†e dalla sezione di uscita farina 11†’ dei separatori gemelli 10’, 10†) presentino entrambi una posizione sottostante almeno al terzo piano di riferimento 103 (definito dalla sezione di uscita fumi 31†del primo separatore 30). According to the present invention, the primary separation device 100 is arranged in a position below at least the first cyclone separator 30. In other words, the primary separation device 100 and the first separator 30 are mutually arranged in such a way that the first floor 101 and the second floor 102 (defined by the smoke outlet section 11â € and the flour outlet section 11 ... twin separators 10â € ™, 10â €) both have a position below at least the third reference plane 103 (defined by the smoke outlet section 31â € of the first separator 30).
Questa disposizione consente di ridurre vantaggiosamente l’altezza del preriscaldatore come dimostra il confronto fra la Figura 2 e la Figura 1 (relativa ad una struttura di preriscaldatore noto). La particolare disposizione del dispositivo primario 100, rispetto ai due separatori 30 e 40, consente di contenere l’altezza del preriscaldatore della quota H1 indicata in Figura 1. Questa riduzione di quota si traduce in una vantaggiosa riduzione dell’impatto visivo del preriscaldatore cioà ̈ dell’impatto ambientale. In termini di valori la quota H1, a seconda dei casi, può essere nell’ordine dei 10-20 metri. E’ dunque evidente che tale riduzione à ̈ molto vantaggiosa per preriscaldatori a quattro stadi di riscaldamento come il preriscaldatore mostrato in Figura 2. This arrangement makes it possible to advantageously reduce the height of the preheater as shown by the comparison between Figure 2 and Figure 1 (relating to a known preheater structure). The particular arrangement of the primary device 100, with respect to the two separators 30 and 40, allows the height of the preheater to be reduced by the height H1 indicated in Figure 1. This reduction in height translates into an advantageous reduction in the visual impact of the preheater that is, the environmental impact. In terms of values, the height H1, depending on the case, can be in the order of 10-20 meters. It is therefore evident that this reduction is very advantageous for four-stage heating preheaters such as the preheater shown in Figure 2.
Secondo la presente invenzione, il preriscaldatore comprende mezzi operativi di adduzione 70’, 70†, 77 della farina atti a movimentare la farina in uscita dal dispositivo primario 100 di separazione fino alla seconda sezione 42’ di carico definita dalla seconda tubazione 42. In particolare tali mezzi operativi hanno la funzione di movimentare la farina consentendo alla stessa di superare il dislivello H2 esistente fra il secondo piano 102 di riferimento (caratteristico della posizione della sezione di uscita farina 11†dei separatori gemelli 10’, 10†) e un piano quinto piano 105 di riferimento sostanzialmente orizzontale e caratteristico della posizione (altezza) della seconda sezione 42’ di carico. According to the present invention, the preheater comprises operating means for feeding flour 70â € ™, 70â €, 77 adapted to move the flour exiting the primary separation device 100 up to the second loading section 42â € ™ defined by the second pipe 42. In particular, these operating means have the function of moving the flour allowing it to overcome the difference in height H2 existing between the second reference plane 102 (characteristic of the position of the flour outlet section 11â € of the twin separators 10â € ™, 10â €) and a fifth plane 105 of substantially horizontal reference and characteristic of the position (height) of the second loading section 42â € ™.
In una possibile forma di realizzazione mostrata nelle Figure 2 e 3, tali mezzi operativi comprendono almeno un condotto di adduzione atto a collegare le sezioni di uscita farina 11†’ dei separatori gemelli 10, 10’ con la seconda sezione 42’ di carico della seconda tubazione 42. I mezzi operativi comprendono inoltre un dispositivo di propulsione 77 atto ad imprimere alla farina una spinta sufficiente a superare il dislivello H1 sopra indicato. Tale dispositivo di propulsione à ̈ collocato lungo il condotto di adduzione fra un primo tratto 70’ del condotto stesso collegato alla sezione di uscita farina 11†’ dei separatori gemelli 10, 10' e un secondo tratto 70†collegato invece alla la seconda sezione 42’ di carico della farina. Forme di realizzazione alternative, ma funzionalmente equivalenti, del dispositivo di propulsione 77 e in generale dei mezzi operativi di adduzione della farina devono comunque considerarsi rientranti nell’ambito della presente invenzione. In a possible embodiment shown in Figures 2 and 3, these operating means comprise at least one supply duct suitable for connecting the flour outlet sections 11â € â € ™ of the twin separators 10, 10â € ™ with the second section 42â € ™ loading of the second pipe 42. The operating means further comprise a propulsion device 77 adapted to impart a thrust sufficient to the flour to overcome the difference in level H1 indicated above. This propulsion device is located along the supply duct between a first section 70â € ™ of the same duct connected to the flour outlet section 11â € â € ™ of the twin separators 10, 10 'and a second section 70â € instead connected to the second section 42â € ™ for loading the flour. Alternative but functionally equivalent embodiments of the propulsion device 77 and in general of the operating means for feeding the flour must in any case be considered as falling within the scope of the present invention.
Con riferimento ancora a Figura 2, la prima tubazione 32 comprende un primo tratto 33’ avente una conformazione ad U capovolta tale per cui una prima porzione à ̈ collegata alla sezione di uscita fumi 31†del primo separatore 30. Una seconda porzione dello stesso primo tratto 33’ à ̈ ripiegata rispetto alla prima porzione in modo da definire una curva di circa 180 gradi che si sviluppa verso il terzo piano 103 così da definire un punto di massima altezza 92 per la prima tubazione 32. Di fatto il punto di massima altezza 92 rappresenta il punto più alto del preriscaldatore dell’apparato 1 secondo l’invenzione. With reference again to Figure 2, the first pipe 32 comprises a first section 33â € ™ having an inverted U-shape such that a first portion is connected to the smoke outlet section 31â € of the first separator 30. A second portion of the same first section 33â € ™ is folded with respect to the first portion so as to define a curve of about 180 degrees which extends towards the third floor 103 so as to define a point of maximum height 92 for the first pipe 32. In fact the point of maximum height 92 represents the highest point of the preheater of the apparatus 1 according to the invention.
La prima tubazione 32 comprende inoltre un secondo tratto 33†rettilineo che si sviluppa da detta seconda porzione del primo tratto 33’ fino ad una altezza prossima a quella del primo piano 101 di riferimento definito dalla posizione delle sezioni di uscita fumi 11†dei separatori gemelli 10’, 10†. La seconda tubazione 32 comprende infine un tratto di raccordo 33†’ che si dirama in due porzioni ciascuna delle quali à ̈ collegata ad una sezione di alimentazione 11’ di uno dei separatori gemelli 10’, 10†. The first pipe 32 also comprises a second straight section 33â € which extends from said second portion of the first section 33 to a height close to that of the first reference plane 101 defined by the position of the smoke outlet sections 11â € of the separators twins 10â € ™, 10â €. The second pipe 32 finally comprises a connecting section 33â € â € ™ which branches into two portions, each of which is connected to a supply section 11â € ™ of one of the twin separators 10â € ™, 10â €.
Il secondo tratto 33†rettilineo definisce la prima sezione 32’ di carico attraverso la quale la farina viene inserita nella prima tubazione 32 per miscelarsi con i fumi provenienti dal secondo separatore 30. Secondo una forma di realizzazione preferita, tale prima sezione 32’ di carico à ̈ definita ad una altezza vicinale a quella del terzo piano 103. Questa soluzione consente vantaggiosamente di ottimizzare il riscaldamento della farina in quanto viene massimizzata la lunghezza del percorso della miscela fumi-farina all’interno della prima tubazione 32. Infatti tale lunghezza incide direttamente sulla durata, e quindi sull’efficacia, dello scambio termico fra i fumi e la farina. The second straight section 33â € defines the first loading section 32â € ™ through which the flour is inserted into the first pipe 32 to mix with the fumes coming from the second separator 30. According to a preferred embodiment, this first section 32â € ™ loading is defined at a height close to that of the third floor 103. This solution advantageously allows to optimize the heating of the flour as the length of the path of the smoke-flour mixture inside the first pipe 32 is maximized. length directly affects the duration, and therefore the effectiveness, of the heat exchange between the fumes and the flour.
Secondo una forma di realizzazione preferita, mostrata sempre nelle Figure 2 e 3, il dispositivo primario 100 di separazione à ̈ collocato in una posizione tale per cui il primo piano 101 di riferimento à ̈ sottostante al quarto piano di riferimento 104 definito dalla posizione della sezione di uscita fumi 41†del secondo separatore 40. Attraverso questa soluzione il dispositivo primario 100 viene vantaggiosamente collocato in posizione vicinale alla base del preriscaldatore. Questa soluzione consente di aumentare di aumentare l’estensione del tratto rettilineo 33†della prima tubazione 32 e dunque di aumentare l’effetto di riscaldamento della farina. Allo stesso tempo, la posizione più vicina ai suolo del dispositivo primario 100 di separazione favorisce le operazioni di manutenzione e più in generale la gestione dello stesso dispositivo primario 100. According to a preferred embodiment, again shown in Figures 2 and 3, the primary separation device 100 is placed in a position such that the first reference plane 101 is below the fourth reference plane 104 defined by the position of the section. flue outlet 41â € of the second separator 40. Through this solution the primary device 100 is advantageously placed in a position proximal to the base of the preheater. This solution allows to increase the extension of the straight section 33â € of the first pipe 32 and therefore to increase the heating effect of the flour. At the same time, the position closest to the ground of the primary separation device 100 favors maintenance operations and more generally the management of the primary device 100 itself.
Il preriscaldatore dell'apparato 1 secondo l’invenzione comprende altresì un terzo separatore 50 a ciclone di struttura e dimensioni sostanzialmente equivalenti a quelli del primo separatore 30 e del secondo separatore 40. Più in dettaglio il terzo separatore 50 comprende una sezione di alimentazione 51’, una sezione di uscita fumi 51†e una sezione di uscita farina 51†’ (indicate in figura 3). La sezione dì uscita fumi 51†definisce un sesto piano 106 di riferimento sostanzialmente orizzontale e sottostante il quarto piano 104 definito dalla sezione di uscita fumi 41†del secondo separatore 40. In altre parole il terzo separatore 50 à ̈ collocato ad una altezza inferiore a quella del secondo separatore 40. In questo senso la sezione di uscita fumi 51†del terzo separatore 50 à ̈ collocata ad una altezza inferiore alla sezione di uscita farina 41†’ del secondo separatore 40. The preheater of the apparatus 1 according to the invention also comprises a third cyclone separator 50 of structure and dimensions substantially equivalent to those of the first separator 30 and of the second separator 40. More in detail, the third separator 50 comprises a feeding section 51 ', a smoke outlet section 51' and a flour outlet section 51 '(indicated in figure 3). The fume outlet section 51â € defines a sixth plane 106 of substantially horizontal reference and below the fourth floor 104 defined by the fume outlet section 41â € of the second separator 40. In other words, the third separator 50 is located at a lower height to that of the second separator 40. In this sense, the smoke outlet section 51â € of the third separator 50 is located at a lower height than the flour outlet section 41â € ™ of the second separator 40.
La sezione di uscita farina 51†’ definisce inoltre un settimo piano di riferimento 107 sostanzialmente orizzontale e sottostante il sesto piano 106 sopra definito. La sezione di alimentazione 41’ del secondo separatore 40 attraverso una terza tubazione 52 di alimentazione e riscaldamento comprendente una terza sezione 52’ di carico collegata alla sezione di uscita farina 31†’ del primo separatore 30 attraverso un primo condotto 39’ di adduzione farina (indicato in Figura 3). Il primo condotto 39’ si sviluppa verticalmente in modo tale che la farina in uscita dal primo separatore 30 raggiunga per gravità la terza sezione 52’ di carico secondo un principio di per sé noto. La terza tubazione 52 presenta una configurazione sostanzialmente equivalente alla seconda tubazione 42 sopra descritta. In particolare entrambe le tubazioni 42 e 52 presenta una struttura di per sé nota e una estensione verticale sostanzialmente corrispondente. In questo senso si osserva la distanza verticale H3 fra il terzo piano 103 e il quarto piano 104 à ̈ sostanzialmente equivalente alla distanza verticale H4 fra lo stesso quarto piano 104 e il sesto piano 106 definito appunto dalla posizione della sezione di uscita fumi 51†’ del terzo separatore 50. The flour outlet section 51â € ™ also defines a seventh reference plane 107 which is substantially horizontal and below the sixth plane 106 defined above. The feeding section 41â € ™ of the second separator 40 through a third feeding and heating pipe 52 comprising a third loading section 52â € ™ connected to the flour outlet section 31â € â € ™ of the first separator 30 through a first pipe 39â € ™ of flour adduction (shown in Figure 3). The first duct 39â € ™ develops vertically in such a way that the flour exiting the first separator 30 reaches the third loading section 52â € ™ by gravity according to a principle known per se. The third pipe 52 has a configuration substantially equivalent to the second pipe 42 described above. In particular, both pipes 42 and 52 have a known structure and a substantially corresponding vertical extension. In this sense we observe the vertical distance H3 between the third floor 103 and the fourth floor 104 is substantially equivalent to the vertical distance H4 between the same fourth floor 104 and the sixth floor 106 defined precisely by the position of the smoke outlet section 51â € â € ™ of the third separator 50.
La terza tubazione 52 definisce in sostanza un terzo stadio di riscaldamento per la farina. Questa ultima attraverso la terza sezione 52’ di carico si miscela con i fumi di combustione i quali presentano una superiore maggiore rispetto ai fumi che attraverso la seconda tubazione 42 e la prima tubazione 32. Attraversando la terza tubazione 52, tali fumi cedono calore alla farina che subisce dunque un terzo riscaldamento. The third pipe 52 essentially defines a third heating stage for the flour. The latter through the third loading section 52â € ™ mixes with the combustion fumes which have a greater upper than the fumes that through the second pipe 42 and the first pipe 32. Crossing the third pipe 52, these fumes release heat to the flour which therefore undergoes a third heating.
Il preriscaldatore dell’apparato 1 secondo l’invenzione comprende inoltre una quarta tubazione 62 di alimentazione e riscaldamento la quale collega operativamente la sezione di uscita 10’ del forno rotante 10 con la sezione di alimentazione 51’ del terzo separatore 50. La quarta tubazione 62 comprende una quarta sezione 62’ di carico collegata alla sezione di uscita farina 41†’ del secondo separatore 40 attraverso un secondo condotto 39†di adduzione farina (indicato in Figura 3). Questo ultimo si sviluppa verticalmente analogamente, in termini di struttura e funzione, a quanto previsto per il primo condotto 39’ sopra descritto. La farina in uscita dal secondo separatore 40 si miscela dunque, nella quarta tubazione 62, con i fumi in uscita dal forno rotante. Durante l’attraverso della quarta tubazione 62, in seguito ad un quarto scambio termico con i fumi, la farina incrementa ulteriormente la sua temperatura. La quarta tubazione 62 definisce dunque un quarto stadio di riscaldamento della farina. The preheater of the apparatus 1 according to the invention further comprises a fourth feeding and heating pipe 62 which operatively connects the outlet section 10â € ™ of the rotary kiln 10 with the feeding section 51â € ™ of the third separator 50. The fourth pipe 62 includes a fourth loading section 62â € ™ connected to the flour outlet section 41â € ™ of the second separator 40 through a second flour supply pipe 39â € (shown in Figure 3). The latter develops vertically similarly, in terms of structure and function, to what is foreseen for the first duct 39â € ™ described above. The flour exiting the second separator 40 is therefore mixed, in the fourth pipe 62, with the fumes exiting the rotary kiln. During the passage of the fourth pipe 62, following a fourth heat exchange with the fumes, the flour further increases its temperature. The fourth pipe 62 therefore defines a fourth stage of heating the flour.
Il preriscaldatore dell’apparato 1 secondo l’invenzione comprende inoltre un terzo condotto di adduzione 39†’ della farina (indicato in Figura 3)il quale collega la sezione di uscita farina 51†’ del terzo separatore 30 con la sezione di uscita 10’ del forno rotante 10. In altre parole, attraverso il terzo condotto 39†’ di adduzione, la farina in uscita dal terzo separatore 50 raggiunge direttamente l’ingresso del forno rotante 10. In questo senso il terzo condotto 39†’ presenta una configurazione tale per cui la farina raggiunge la sezione di ingresso 10†del forno rotante 10 per gravità . The preheater of the apparatus 1 according to the invention also comprises a third duct 39â € â € ™ for the flour (shown in Figure 3) which connects the flour outlet section 51â € â € ™ of the third separator 30 with the outlet section 10â € ™ of the rotary kiln 10. In other words, through the third supply duct 39â € â € ™, the flour exiting the third separator 50 reaches directly the inlet of the rotary kiln 10. In this sense the third duct 39â € â € ™ has a configuration such that the flour reaches the inlet section 10â € of the rotary kiln 10 by gravity.
Sempre secondo una forma di realizzazione mostrata nelle figura 2 e 3, il dispositivo primario 100 di separazione à ̈ collocato in una posizione tale per cui il primo piano 101 di riferimento à ̈ sottostante al sesto piano 106 di riferimento definito dalla posizione della sezione di uscita fumi 52†del terzo separatore 40. Preferibilmente la posizione del dispositivo primario 100 à ̈ sottostante anche al settimo piano 107 di riferimento definito dalla posizione della sezione di uscita farina 51†’ dello stesso terzo separatore 50. Questa soluzione consente di abbassare ulteriormente la posizione del dispositivo primario 100 il quale viene collocato sostanzialmente “a terra†. Con questa espressione si vuole in sostanza indicare una posizione tale per cui la sezione di uscita della farina 11†’ dei separatori gemelli 10', 10" à ̈ collocata sostanzialmente all'altezza del forno rotante 10. Questa posizione “a terra†del dispositivo primario 100 di separazione consente di aumentare ulteriormente la lunghezza del tratto rettilineo 33†della prima tubazione 32 e dunque di ottimizzare il riscaldamento della farina. La posizione “a terra†del dispositivo primario 100 facilita ulteriormente le operazioni di ispezione e manutenzione dello stesso dispositivo con evidenti vantaggi in termini di costi di intervento e di relativa sicurezza operativa. Still according to an embodiment shown in Figures 2 and 3, the primary separation device 100 is placed in a position such that the first reference plane 101 is below the sixth reference plane 106 defined by the position of the outlet section fumes 52â € of the third separator 40. Preferably the position of the primary device 100 is also below the seventh reference plane 107 defined by the position of the flour outlet section 51â € â € ™ of the same third separator 50. This solution allows to further lower the position of the primary device 100 which is substantially located â € œon the groundâ €. With this expression we basically want to indicate a position such that the outlet section of the flour 11â € â € ™ of the twin separators 10 ', 10 "is substantially located at the height of the rotary kiln 10. This position â € œon the groundâ € € of the primary separation device 100 allows to further increase the length of the straight section 33â € of the first pipe 32 and therefore to optimize the heating of the flour. The â € œon groundâ € position of the primary device 100 further facilitates inspection and maintenance operations of the same device with obvious advantages in terms of intervention costs and relative operational safety.
Viene di seguito descritto, per completezza, il principio di funzionamento del preriscaldatore dell'apparato 1 mostrato nelle Figure 2 e 3 in cui la linea continua all’interno delle tubazioni 32, 42, 52, 62 e nei separatori a ciclone 10’, 10’, 30, 40, 50 indica il movimento dei fumi di combustione all’interno del preriscaldatore, mentre con la linea discontinua/tratteggiata à ̈ indicato il movimento della farina cruda. La farina cruda viene inserita, attraverso la prima sezione 32’ di carico, all’interno della prima tubazione 32 e si miscela con i fumi in uscita dal primo separatore 30 a ciclone. Percorrendo la prima tubazione 32, la farina subisce un primo riscaldamento per effetto dello scambio termico con i fumi. Al termine della prima tubazione 32 la miscela fumi-farina raggiunge i separatori gemelli 10’, 10†in corrispondenza dei quali la farina viene separata per la prima volta dai fumi. Questi ultimi sono convogliati nella tubazione di scarico 28 verso l’aspiratore 29. La farina in uscita dal separatori gemelli 10’, 10†viene trasferita dai mezzi operativi di adduzione 70’, 70†, 77 fino alla seconda sezione di carico 42’ definita lungo la seconda tubazione 32 di alimentazione e riscaldamento. All’interno di questa ultima, la farina cruda si miscela con i fumi provenienti dal terzo separatore 40 subendo un secondo riscaldamento per effetto di un secondo scambio termico con gli stessi fumi i quali presentano una temperatura superiore a quella dei fumi che attraversano la prima tubazione 32. Una volta attraversata la seconda tubazione 32, la miscela farina-fumi raggiunge il primo separatore 30 nella quale la farina viene separata per la seconda volta dai fumi. Questi ultimi risalgono la prima tubazione 32, mentre la farina raggiunge la terza sezione di carico 52’ della terza tubazione 52 collegante la sezione di uscita fumi 51†del terzo separatore 50 con la sezione di alimentazione 41’ del secondo separatore 40. Miscelandosi così con i fumi provenienti dal terzo separatore 40, la farina cruda subisce un terzo riscaldamento per poi essere nuovamente separata dai fumi stessi all’interno del secondo separatore 40. For the sake of completeness, the operating principle of the preheater of the apparatus 1 shown in Figures 2 and 3 is described below, in which the line continues inside the pipes 32, 42, 52, 62 and in the cyclone separators 10â € ™ , 10â € ™, 30, 40, 50 indicates the movement of the combustion fumes inside the preheater, while the movement of raw flour is indicated with the discontinuous / dashed line. The raw flour is inserted, through the first loading section 32, inside the first pipe 32 and mixes with the fumes leaving the first cyclone separator 30. Going through the first pipe 32, the flour undergoes a first heating due to the heat exchange with the fumes. At the end of the first pipe 32 the smoke-flour mixture reaches the twin separators 10â € ™, 10â € in correspondence with which the flour is separated from the fumes for the first time. The latter are conveyed in the discharge pipe 28 towards the aspirator 29. The flour coming out of the twin separators 10â € ™, 10â € is transferred by the operating means of adduction 70â € ™, 70â €, 77 up to the second loading section 42â € ™ defined along the second supply and heating pipe 32. Inside the latter, the raw flour mixes with the fumes coming from the third separator 40 undergoing a second heating due to a second heat exchange with the same fumes which have a temperature higher than that of the fumes passing through the first pipe 32. Once the second pipe 32 has been passed through, the flour-fumes mixture reaches the first separator 30 in which the flour is separated from the fumes for the second time. The latter go up the first pipe 32, while the flour reaches the third loading section 52â € ™ of the third pipe 52 connecting the smoke outlet section 51â € of the third separator 50 with the supply section 41â € ™ of the second separator 40. Mixing thus with the fumes coming from the third separator 40, the raw flour undergoes a third heating and is then again separated from the fumes themselves inside the second separator 40.
La farina in uscita dal secondo separatore 40, attraverso il secondo condotto di adduzione 39†, raggiunge la quarta tubazione 62 che collega la sezione di uscita 10’ del forno rotante 10 alla sezione di alimentazione 51’ del terzo separatore 50. La farina cruda si miscela così con i fumi provenienti direttamente dal forno rotante 10. Attraversando la quarta tubazione 62, la farina subisce un “quarto riscaldamento†che si conclude in sostanza al raggiungimento del terzo separatore 50. All’interno di questo ultimo la farina si separa per l’ultima volta dai fumi per essere successivamente trasportata, attraverso il terzo condotto 39†’ di adduzione alla sezione di ingresso del forno rotante 10. The flour leaving the second separator 40, through the second supply duct 39â €, reaches the fourth pipe 62 which connects the outlet section 10â € ™ of the rotary kiln 10 to the feeding section 51â € ™ of the third separator 50. The flour raw is thus mixed with the fumes coming directly from the rotating oven 10. Crossing the fourth pipe 62, the flour undergoes a â € œfourth heatingâ € which essentially ends when the third separator 50 is reached. flour separates for the last time from the fumes to be subsequently transported, through the third adduction duct 39â € ™ to the inlet section of the rotary kiln 10.
Le soluzione tecniche adottate per l’apparato per la produzione di clinker consentono di assolvere completamente il compito e gli scopi prefissati. In particolare l’apparato si contraddistingue per la contenuta altezza verticale del preriscaldatore che si traduce di fatto in un ridotto impatto ambientale. Tale altezza contenuta à ̈ vantaggiosamente ottenuta attraverso una disposizione dei separatori a ciclone differente rispetto alle soluzioni note e dunque senza ricorrere a strutture disposte nel sotto-suolo. The technical solutions adopted for the apparatus for the production of clinker allow to completely fulfill the set task and purposes. In particular, the apparatus is characterized by the low vertical height of the preheater which actually translates into a reduced environmental impact. This low height is advantageously obtained through an arrangement of the cyclone separators different from known solutions and therefore without resorting to structures arranged in the sub-ground.
L’apparato per la produzione di clinker così concepito, à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri tecnicamente equivalenti. In pratica, i materiali impiegati nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. The apparatus for the production of clinker thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all falling within the scope of the inventive concept; furthermore, all the details may be replaced by other technically equivalent ones. In practice, the materials used, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.
Claims (10)
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|---|---|---|---|
| IT002365A ITMI20112365A1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | APPARATUS FOR CLINKER PRODUCTION STARTING FROM A RAW MIXTURE INCLUDING A PREHEAT HEATER WITH CONTENT HEIGHT |
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| IT002365A ITMI20112365A1 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | APPARATUS FOR CLINKER PRODUCTION STARTING FROM A RAW MIXTURE INCLUDING A PREHEAT HEATER WITH CONTENT HEIGHT |
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| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITMI20112365A1 (en) |
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| US3235239A (en) * | 1963-12-23 | 1966-02-15 | Smidth & Co As F L | Method and apparatus for making cement |
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| WO2006079498A1 (en) * | 2005-01-25 | 2006-08-03 | Rheinkalk Gmbh | Multi-stage heat exchanger and cyclone separator for use in such a heat exchanger |
-
2011
- 2011-12-22 IT IT002365A patent/ITMI20112365A1/en unknown
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