KR101203343B1 - 고온의 미립자 재료를 냉각시키는 방법 및 냉각기 - Google Patents

Abstract

로터리 킬른(3)으로부터의 고온 미립자 재료는 냉각기(1)의 입구 격자(21)로 지향되며, 상기 냉각기 내부의 하부 격실(24)로부터의 냉각 공기는 고온 미립자 재료를 냉각시키기 위해 입구 격자 내의 간극(20)을 통해 다수의 채널(28)을 경유하도록 유도되며, 별도의 시스템(25)으로부터 다수의 도관(26)을 경유하는 압축 공기가 입구 격자(21) 상의 재료에 간헐적으로 분사될 수 있는, 시멘트 클링커를 제조하기 위한 로터리 킬른(3)과 같은 산업용 노 내부에서 열처리되는 고온 미립자 재료를 냉각시키기 위한 방법뿐만 아니라 냉각기(1)가 설명되어 있다. 공기 냉각용 채널(28)이 압축 공기의 분사와 관련하여 개방된다.

Description

고온의 미립자 재료를 냉각시키는 방법 및 냉각기 {METHOD AND COOLER FOR COOLING HOT PARTICULATE MATERIAL}

본 발명은 시멘트 클링커(cement clinker)를 제조하기 위한 로터리 킬른(rotary kiln)과 같은 산업용 노 내부에서 열처리되는 고온 미립자 재료를 냉각하는 방법에 관한 것이며, 그러한 본 발명의 방법에 있어서 로터리 킬른으로부터의 고온 미립자 재료는 냉각기의 입구 격자(inlet grate)로 지향되며, 상기 냉각기 내부의 하부 격실로부터의 냉각 공기는 고온 미립자 재료를 냉각시키기 위해 입구 격자 내의 간극을 통해 다수의 채널을 경유하도록 유도되며, 별도의 시스템으로부터 다수의 도관을 경유하는 압축 공기는 입구 격자 상의 재료에 간헐적으로 분사될 수 있다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행하기 위한 냉각기에 관한 것이다.

전술한 형태의 냉각기는 EP 0 780 651호에 공지되어 있는데, 여기에 설명된 냉각기에 있어서 345 kPa 보다 큰 압력에서 압축 공기가 클링커 재료의 응집 반응(agglutination)에 의해 형성되는 어떠한 괴상체, 소위 눈사람 형태의 재료를 이동시키도록, 상기 입구 격자 상의 재료에 실질적으로 수평방향으로 간헐적으로 분사되기 때문에 냉각기의 성능 효율이 감소된다. 이러한 공지된 냉각기의 단점은 수 톤에 달하는 커다란 눈사람 형태의 재료와 괴상체가 재료의 이동 방향에 수평 방향으로 분사 수단에 의해 냉각기 내에서 완전히 제거되거나 냉각기를 따라 밀려나지 못한다는 점이다. 이러한 공지의 냉각기에 있어서는 눈사람 형태의 재료의 크기를 감소시킬 수는 있으나, 그러한 눈사람 형태의 재료를 완전히 제거하는 것은 불가능하다. 이러한 공지의 냉각기에 있어서는 압축 공기에 의해 클링커 분진이 입구 격자를 통해 날리고 도관의 하부 시스템 내측에 쌓일 위험이 있다.

본 발명의 목적은 전술한 단점들이 제거된, 고온 미립자 재료의 냉각 방법 및 냉각기를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적은 서두에 설명한, 공기 냉각 채널이 압축 공기의 분사와 관련하여 비워지는 것을 특징으로 하는 냉각기에 의해 달성된다.

그에 따라, 입구 격자로부터 괴상체 및 눈사람 형태의 재료가 효과적으로 제거된다. 이는 냉각 게이트와 재료 층 사이의 정압(static pressure) 증가를 초래하여 압축 공기가 일시적으로 공기 쿠션을 형성함으로써 게이트 상의 재료를 들어올려 눈사람 형태의 재료와 기타 커다란 괴상 재료가 격자 상의 그립을 느슨하게 하여 이들 재료가 냉각기를 통해 하부로 벗어날 수 있게 한다. 냉각 공기 채널이 비워지면, 하부 격실 내측으로 클링커 분진의 임의의 낙하를 방지할 수 있다.

대체로, 압축 공기는 임의의 적합한 수단을 사용하여 재료의 내측으로 분사될 수 있다. 따라서 압축 공기는 입구 격자를 통해 균일하게 분포되고 입구 격자에 대해 임의의 각도, 바람직하게 0 내지 90°의 각도로 압축 공기를 재료 내측으로 지향시키는 별도의 노즐 개구를 통해 분사될 수 있다. 그러나, 압축 공기는 격자를 통해 클링커 분진을 포함하는 기류의 역류를 방지하도록 입구 격자 내의 냉각 공기 간극을 통과하도록 지향되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 냉각기는 킬른으로부터 고온 재료를 수납하고 지지하기 위한 입구 격자와, 다수의 냉각 공기 채널을 통해서 냉각 공기를 고온 재료의 내측으로 도입하기 위해 입구 격자 내의 간극에 연결되는 하부 격실, 및 압축 공기를 입구 격자 상의 재료에 분사시키는 다수의 도관을 갖춘 분리된 압축 공기 시스템을 포함하며, 냉각 공기 채널을 비우기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

냉각기가 압축 공기 도관을 비우기 위한 수단을 포함하면 더욱 바람직하다.

공기 채널 및 압축 공기 도관을 냉각시키기 위한 비움 수단(blanking-off means)은 볼 밸브 및 이와 유사한 장치와 같은 어떤 적합한 수단에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 비움 수단은 두 개의 극한 위치, 즉 대응 냉각 공기 채널이 개방되어 있는 동안에 각각의 압축 공기 도관이 비워지는 하나의 극한 위치와 대응하는 압축 공기 도관이 개방되어 있는 동안에 각각의 냉각 공기 채널이 비워지는 다른 하나의 극한 위치 사이로 이동될 수 있는 다수의 댐퍼로 형성되는 것이 바람직하다. 댐퍼는 축선에 대해 경사질 수 있고 냉각 공기와 압축 공기 각각에 의해 극한 위치들 사이에서 이동될 수 있는 경사식 댐퍼로서 구성되는 것이 바람직하다.

입구 격자는 어떤 적합한 방식으로 형성될 수 있다. 즉, 계단식 구성이나 실질적으로 평면 구성일 수 있다. 입구 격자는 냉각기를 통한 재료의 이동을 촉진시키도록 재료의 이동 방향으로 경사질 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 개략적으로 도시한 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각기의 측면도이며,

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 냉각기에 대한 두 개의 작동 모드를 도시하는 측면도이다.

도 1에는 시멘트 클링커를 제조하기 위한 로터리 킬른(3)의 길이 방향으로 설치된 냉각기(1)가 도시되어 있다. 냉각기는 입구 단부(4) 및 출구 단부(5)를 포함한다. 도시된 냉각기는 또한, 시멘트 클링커를 지지하기 위한 고정 격자 바닥(11)과, 격실(13) 그리고 입구 격실(11) 내부의 도시 않은 간극을 통해 시멘트 클링커로 냉각 가스를 분사하는 가압 팬(12), 및 도시 않은 구동 장치에 의해 냉각기의 길이 방향으로 전후로 이동됨으로써 냉각기의 입구 단부로부터 출구 단부로 클링커를 이동시킬 수 있는 일련의 스크래퍼 소자(14)를 포함한다.

도시된 냉각기는 또한, 고온 시멘트 클링커(2)를 수납하기 위해 로터리 킬른의 출구 단부 바로 아래에 있는 냉각기의 입구 단부(4)에 위치되는 입구 격자(21)를 포함한다. 입구 격자에 대한 구성은 본 발명의 범주가 아니며, 대체로 어떤 적합한 방식으로 구성될 수 있다. 일 실시예로서 도시된 입구 격자(21)는 실질적으로 평면이며 다수의 격자 슈우(22)를 포함한다. 입구 격자는 냉각기를 통한 클링커의 이동을 촉진시키도록 수평면에 대해 임의의 각도로 고정된다. 입구 부분에, 냉각기는 격실(24)을 경유하여 클링커로 냉각 가스를 분사하고 공기 채널(28)과 입구 격자(22) 내부의 도시 않은 간극(20)을 냉각시키는 가압 팬(23)뿐만 아니라, 압축 공기를 입구 격자 상의 재료에 분사시키기 위한 압축 공기 탱크(25) 및 다수의 도관(26)을 포함한다. 압축 공기 탱크(25)는 다른 실시예에서 가압 팬으로 구성될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각기는 압축 공기를 클링커의 내측으로 분사시키는 것과 연관해서 냉각 공기 채널(28)을 비우기 위한 수단(27)을 포함한다. 상기 비움 수단은 실질적으로, 냉각 공기 및 압축 공기를 각각 냉각시키는 것에 의해서 도 3에 도시한 바와 같이 대응 냉각 공기 채널이 개방되어 있는 동안에 각각의 압축 공기 도관(26)을 비우는 하나의 극한 위치와, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 대응 압축 공기 도관(26)이 개방되어 있는 동안에 각각의 냉각 공기 채널(28)을 비우는 다른 하나의 극한 위치 사이로 이동될 수 있도록 구성되는 경사식 댐퍼(27)로 구성된다.

냉각기의 정상 작동 중에, 압축 공기 시스템은 솔레노이드 밸브와 같은 밸브에 의해 폐쇄되며, 이때 경사식 댐퍼(27)는 도 3에 나타낸 위치에 있게 된다. 간격 사이의 길이가 우선적인 작동 상황에 따라 미리 결정되거나 결정될 수 있는 간격으로, 압축 시스템이 개방되면 경사식 댐퍼가 도 2에 나타낸 위치로 이동되어 각각의 냉각 공기 채널(28)을 차단하게 될 것이다. 따라서 압축 공기는 격자 슈우(22)를 통해 그리고 클링커 층(2)을 향해 유도되어 입구 격자(21)와 클링커 층(2) 사이의 정압을 증가시킴으로써, 격자로부터 재료를 들어올리는 공기 쿠션을 일시적으로 형성한다. 눈사람 형태의 재료 및 다른 주요 재료의 괴상체도 입구 격자를 들어올려 이들 재료를 냉각기를 통해 계속해서 아래로 이동할 수 있게 할 것이다. 또한, 압축 공기를 단지 입구 격자의 예정된 영역으로만 분사시킴으로써, 냉각기가 상기 격자에 연결된 각각의 압축 공기 도관(26) 내에 솔레노이드 밸브와 같은 밸브(도시 않음)를 포함할 수 있게 하는 것도 바람직하다.

Claims (5)

1. 시멘트 클링커를 제조하기 위한 로터리 킬른(3)과 같은 산업용 노 내에서 열처리되어진 고온 미립자 재료의 냉각 방법으로서,

   상기 로터리 킬른(3)으로부터의 상기 고온 미립자 재료가 냉각기(1) 내의 입구 격자(21)로 지향되며,

   상기 냉각기(1) 내에서 하부 격실(24)로부터의 냉각 공기가 상기 고온 미립자 재료를 냉각시키기 위해 상기 입구 격자(21) 내의 간극(20)을 통해 다수의 채널(28)을 경유하도록 유도되며,

   별도의 시스템(25)으로부터 다수의 도관(26)을 경유하는 압축 공기가 입구 격자(21) 상의 재료 내로 간헐적으로 분사될 수 있는,

   고온 미립자 재료의 냉각 방법에 있어서,

   공기 냉각용 상기 채널(28)이 압축 공기의 분사와 관련하여 차폐되는 것을 특징으로 하는,

   고온 미립자 재료의 냉각 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축 공기가 상기 입구 격자(21) 내의 상기 냉각 공기 간극(20)을 통과하도록 지향되는 것을 특징으로 하는,

   고온 미립자 재료의 냉각 방법.
3. 고온 미립자 재료의 냉각 방법을 수행하기 위한 냉각기로서,

   킬른(3)으로부터 고온 재료를 수납하고 지지하기 위한 입구 격자(21);

   냉각 공기를 다수의 냉각 공기 채널(28)을 경유하여 상기 고온 재료(2) 내로 도입하기 위해 상기 입구 격자(21) 내의 간극(20)에 연결되는 하부 격실(24); 및

   압축 공기를 상기 냉각 공기 간극(20)을 통해 상기 입구 격자(21) 상의 상기 재료(2) 내로 분사시키는 다수의 도관(26)을 갖춘 별도의 압축 공기 시스템(25)을 포함하는,

   고온 미립자 재료의 냉각 방법을 수행하기 위한 냉각기에 있어서,

   상기 냉각기는 상기 냉각 공기 채널의 차폐 수단(27) 및 상기 압축 공기 도관(26)의 차폐 수단(27)을 포함하되,

   상기 냉각 공기 채널(28)의 차폐 수단(27) 및 상기 압축 공기 도관(26)의 차폐 수단(27)은 교호적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는,

   고온 미립자 재료의 냉각 방법을 수행하기 위한 냉각기.
4. 삭제
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 냉각 공기 채널(28)의 차폐 수단(27) 및 상기 압축 공기 도관(26)의 차폐 수단(27)은 각각, 냉각 공기 및 압축 공기에 의해 두 개의 극한 위치들 사이에서 축선에 대해 경사질 수 있는 경사식 댐퍼(27)로서 구성되는 것을 특징으로 하는,

   고온 미립자 재료의 냉각 방법을 수행하기 위한 냉각기.

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