MXPA96004799A - Planta para el tratamiento con calor de materialgrumoso - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una planta para el tratamiento con calor de material grumoso, tal como piedra caliza, otros materiales de carbonato, materiales de partida de cemento, o similares. La planta comprende una zona de precalentamiento (1), una zona de quemado (3) y medios de conexión (20), los cuales conectan la salida de material (7) de la zona de precalentamiento a la entrada de material (13) de la zona de quemado. Se proporciona un dispositivo de separación (21) como una parte de los medios de conexión (20) y consiste de un ducto (21) a través del cual una corriente de gas puede se inducida para fluir de abajo hacia arriba. De esta forma, al entrar al ducto de separación (21) en la parte superior del ducto, el material precalentado serádispersado en la corriente de gas de flujo contrario, por lo que el material es dividido en la fracción fina, la cual suspendida en gas, puede ser descargada vía los medios de descarga (25) provistos en el extremo superior del ducto, y una fracción gruesa de caída, la cual en una forma normal puede ser alimentada vía los medios de conexión (20) hacia la entrada de material 13 de la zona de quemado.

Description

PLANTA PARA EL TRATAMIENTO CON CALOR DE MATERIAL GRUMOSO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una planta para el tratamiento con calor de material grumoso tal como piedra caliza, otros minerales de carbonato, materiales de partida de cemento, o similares, dicha planta comprende una zona de precalentamiento, preferiblemente en la forma de un precalentador de flecha, con por lo menos una entrada de material, por lo menos una salida de material, por lo menos una entrada para el gas de precalentamiento, y por lo menos una salida para el gas de precalentamiento utilizado, en la zona de precalentamiento, el material es precalentado por medio de gas de precalentamiento caliente a partir del cual es subsecuentemente separado, una zona de quemado, por ejemplo, en la forma de un horno giratorio, con entrada y salida de material, para quemar el material precalentado, medios de conexión que conectan la salida de material de la zona de precalentamiento a la entrada de material de la zona de quemado, y un dispositivo de separación fijado junto con los medios de conexión para separar las partículas más finas del material precalentado.

"*- Durante la operación de una planta del tipo antes mencionado, el material que sale de la zona de precalentamiento puede contener cierta cantidad de material fino que es producido ya sea mediante la calcinación del 5 material durante el precalentamiento, o como resultado del material que es expuesto al desgaste o polvo de la zona de quemado, el cual es expulsado hacia la zona de precalentamiento, subsecuentemente sedimentándose ahí. ^ Existen dos razones principales del porque es deseable reducir al mínimo la cantidad de este material fino antes del que el material precalentado sea alimentado al horno. Una razón es que el material fino puede tener un efecto perturbador en la operación del horno debido a la generación de polvo y revestimientos en el horno y/o en los ductos de gas de escape conectados al mismo. La segunda razón es que la cantidad de sustancias que no son deseables en el -' producto terminado, y que tienen una tendencia muy fuerte a pegarse a las fracciones del material más delgado durante el procedimiento de fabricación, pueden ser reducidas de esta forma. Como es el caso, se puede mencionar que el contenido de azufre permitido en la cal que es utilizada en la industria de fabricación de acero específicamente se encuentra de 0.03 a 0.05%. Se puede mencionar también que el contenido de azufre en el producto de cal depende de la cantidad de azufre que es alimentado a la planta del horno vía los materiales de partida y el combustible. El contenido de azufre en los materiales de partida puede variar de aproximadamente 0 a 0.5%, mientras que el contenido de azufre en el combustible de tipos tales como aceite y carbón puede ser tan alto como 5%. En la mayoría de los casos, será, por lo tanto, necesario remover el azufre del procedimiento de fabricación para satisfacer los requerimientos que se aplican en términos de contenido de azufre en el producto terminado. Esto puede realizarse removiendo las fracciones de material más finas, ya que, en términos relativos, estas fracciones absorben la cantidad mas alta de azufre debido a su área de superficie mayor. Un método conocido para remover el material más fino consiste de una simple tamización mecánica, en donde el material mas fino es tamizado por medio de una rejilla de separación instalada en el ducto para alimentar el material hacia el horno. La desventaja de utilizar dicha rejilla de separación es, sin embargo, que ocurrirá la aglomeración en la rejilla dentro de un periodo relativamente corto, lo que permite que la rejilla pierda su función. Esto ocurre particularmente en casos en donde el material alimentado precalentado hacia el horno, es fino. Otra desventaja es el riesgo pendiente de la deformación de la rejilla debido a la temperatura de entre 650 a 900°C que prevalece en esta área.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una planta para el tratamiento con calor de material grumoso por medio del cual se remedien las desventajas antes mencionadas . Esto se logra de acuerdo con la invención mediante una planta del tipo mencionado en la introducción, y que se caracteriza porque se proporciona el dispositivo de separación como una parte de los medios de conexión y que consiste de un ducto, con medios de introducción de gas proporcionándose en el extremo inferior del ducto y con medios para descargar el gas/suspensión de material proporsionándose en el extremo superior del ducto, y la planta comprende medios para generar una corriente de gas a través del ducto desde la parte inferior y hacia arriba. Esto implica que, al entrar al extremo superior del ducto de separación, el material precalentado será dispersado en la corriente de gas de flujo contrario, haciendo que el material sea dividido en una fracción fina, la cual suspendida en el gas, puede ser descargada vía a los medios de descarga provistos en el extremo superior del ducto, y una fracción gruesa de caída, la cual en una forma normal vía a los medios de conexión, puede ser alimentada a la entrada del material de la zona de quemado . El ducto de separación puede tener cierta inclinación, pero el ducto preferiblemente es vertical.

Para obtener una dispersión satisfactoria del material precalentado en la corriente de gas, y de esta forma una separación efectiva del material, el ducto de separación debe tener una longitud apropiada, por ejemplo de 2 metros o más. Para mejorar adicionalmente la dispersión y la separación del material, se puede proporcionar un dispositivo de dispersión en el ducto de separación, por ejemplo, en forma de una disposición de placa esparcidora. En plantas del tipo mencionado, es una práctica normal que el gas de escape sea expulsado a través del horno, precalentador y posiblemente un filtro por medio de un ventilador, y, como consecuencia de lo mismo, sigue que los medios para generar una corriente de gas a través del ducto también pueden consistir de un ventilador, el cual esta conectado a los medios de introducción de gas y/o medios de descarga de gas/material del ducto de separación. Puede ser utilizado el mismo ventilador para ambos propósitos. La velocidad de la corriente de gas a través del ducto de separación, junto con las características del material, es el determinante principal para el límite de separación entre los tamaños de partículas, que entran mediante el gas y los tamaños de partícula que cae. Para incorporar a la planta cierto grado de flexibilidad, tanto con respecto a la capacidad de manejo de diferentes tipos de material y la habilidad para variar el límite de separación entre las partículas que entran en el extremo de gas en la fracción fina y las partículas que caen en el extremo en el horno, la planta puede incluir medios para regular la velocidad del gas a través del ducto de separación. Esto medios para regular la velocidad del gas pueden comprender el ventilador, el cual se proporciona para el movimiento del gas a través del ducto de separación, particularmente si el ventilador no es el mismo al utilizado para expulsar el gas de escape a través de la planta. Además, se prefiere utilizar amortiguadores para la regulación de la velocidad. El gas, el cual es utilizado para el procedimiento de separación, teóricamente puede ser tomado de muchas fuentes diferentes. Este puede ser tomado de la atmósfera como aire frío, atmosférico, del horno como gas de escape, del ducto de gas de escape del precalentador como gas de escape utilizado para precalentar, o si se utiliza un precalentador de flecha para esto en la forma de aire utilizado para enfriamiento del mismo. También se puede utilizar aire caliente en exceso, por ejemplo el aire de enfriamiento caliente de un enfriador de producto fijado después del horno. Además, el gas de separación utilizado puede ser opcionalmente recirculado. Si el gas de separación se toma como aire frío, atmosférico, este cambiará el calor con el material precalentado durante el procedimiento de separación y será calentado a una temperatura de 450-650°C. La pérdida de calor de esta forma incurrida, depende de esta temperatura y la cantidad de aire tomado. Sin embargo, se puede lograr una reducción substancial de la pérdida de calor recirculando el aire después de una separación de las partículas que entran del ducto de separación, y solamente suplementando con aire atmosférico nuevo al grado necesario. Si el gas de separación se toma como gas de escape del horno, puede ser ya sea expulsado a través del ducto de alimentación de material, ser tomado de la cámara de humos del horno, o de los ductos del gas de escape que conectan la cámara de humos al precalentador. La temperatura del gas de escape típicamente se encontrara dentro de la escala de 700-1200°C, y, como consecuencia de lo mismo, la pérdida de calor será relativamente grande. Recirculando el gas de escape en la forma mencionada anteriormente, después de una separación de las partículas que entran al ducto de separación y agregando solamente gas de escape nuevo a un grado necesario, una reducción substancial en la pérdida de calor, sin embargo, puede ser lograda. Si el gas de separación se toma del ducto de salida de gas de escape del precalentador, este puede ser tomado ya sea inmediatamente después del precalentador o después de la limpieza del gas de escape en un filtro subsecuente. La temperatura de este gas de escape típicamente será en el rango de entre 200 y 350°C y, por lo tanto, será ventajoso utilizarlo para la separación, en parte porque tiene una temperatura apropiadamente alta para evitar el enfriamiento substancial del material en el ducto de separación, y por otra parte debido a que su contenido de calor de cualquier forma será perdido. El aire, que es utilizado para enfriar un precalentador de flecha, se deja escapar en varias ubicaciones, y, consecuentemente, desde un punto de vista de economía/diseño, será menos interesante utilizar este aire. Por lo tanto, se prefiere que la planta de acuerdo con la invención comprenda medios, tales como amortiguadores, para introducir aire atmosférico al ducto de separación y/o medios, tales como tuberías y amortiguadores, para suministrar gas de escape de horno a partir ya sea del horno o del ducto de descarga de gas de escape del precalentador hacia el ducto de separación. La fracción de material fino, en la cual entra en el gas de separación, que es descargada del ducto de separación, debe ser separada del gas antes de que este último ya sea ventilado hacia la atmósfera o regresado al ducto de separación. Por consiguiente, la planta debe incorporar medios de separación para separar el material a partir de la suspensión de gas/material descargado.

Los medios de separación pueden consistir de un ciclón de separación y/o un filtro desempolvador. Como un filtro desempolvador, se puede utilizar un filtro de bolsa para separar las partículas finas del gas. Sin embargo, la temperatura de la suspensión del gas/material típicamente será tan alta, en la escala de entre 400 y 600°C, que el aire frío debe ser agregado antes del filtro de bolsa, requiriendo por lo tanto un filtro más grande. Un precipitador electrostático, el cual es normalmente incorporado en plantas del tipo mencionado para limpiar el gas de escape, puede también ser utilizado como un filtro desempolvador. La cantidad de material en partículas finas que está siendo removido del procedimiento mediante la planta de acuerdo con la invención puede, sin embargo, ser relativamente substancial, y, por lo tanto, puede existir el riesgo de que el filtro desempolvador se sobrecargue. Además, no es necesariamente ventajoso mezclar el polvo separado del gas de escape con el material en partículas finas extraído del gas de separación. Por lo tanto, generalmente se prefiere que la suspensión de gas/material del ducto de separación sea inicialmente conducida a un ciclón de separación en donde la mayor parte del material en partículas finas va a ser separado. El gas de separación con la cantidad restante del material en partículas finas puede ser subsecuentemente ventilado ya sea hacia el filtro desempolvador o directamente recirculado al ducto de separación. Si el gas de separación es ventilado al filtro desempolvador, en donde será mezclado con el gas de escape que viene del precalentador, cierta cantidad de este gas mezclado puede hacerse circular hacia el ducto de separación. Por lo tanto, la planta puede incorporar medios, tales como tuberías, para la recirculación del gas desde el ciclón de separación y/o el filtro desempolvador de regreso al ducto de separación. Ahora la invención será descrita con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos, siendo diagramáticos, y en donde : La Figura 1 muestra un ejemplo de una planta de acuerdo con la invención, y La Figura 2 muestra una alternativa a la planta representada en la figura 1. La planta mostrada en la figura 1 comprende un precalentador 1 y un horno 3. El precalentador, el cual es preferiblemente un precalentador de flecha, tiene una entrada de material 5, una salida de material 7, una entrada 9 para el gas de precalentamiento y una salida 11 para el gas de precalentamiento usado. El horno 3, el cual puede ser un horno giratorio, comprende una entrada de material 13 y una salida de material 15. Además, el horno comprende un quemador 17. El gas, el cual es utilizado para precalentar el material que va a ser tratado, es normalmente gas de escape, el cual desde el horno 3 es conducido hacia el precalentador vía 1 o más ductos 19. El material precalentado es conducido del precalentador 1 hacia el horno 3 vía un ducto de alimentación 20. De acuerdo con la invención, una parte de este ducto de alimentación 20 es configurada como un ducto de separación de gas 21, preferiblemente vertical, a través del cual un gas de separación fluye de abajo hacia arriba. El gas de separación es introducido vía a una abertura 23 colocada en el fondo del ducto 20 y después fluye hacia arriba a través del ducto 20 a una velocidad específica, por lo que captura y da entrada a las partículas más finas en el material de alimentación del horno de flujo contrario. La suspensión de gas/material así formada es descargada vía a una abertura 25 en la parte superior del ducto 20. Con el fin de obtener una dispersión y separación del material satisfactorios, un dispositivo de dispersión 27 se ajusta en el ducto de separación 20 en la forma de una disposición de placa esparcidora para asegurar que el material sea efectivamente dispersado en la corriente de gas. La planta mostrada además comprende un ciclón de separación 31, un filtro desempolvador 33, y ventiladores 35, 36 y 37 para extraer las diversas corrientes de gas a través de y/o alrededor de la planta.

En la Figura 1, se muestran varias alternativas tanto con respecto a la ruta del gas/material descargado como con respecto a los puntos de extracción del gas que está siendo utilizado como un gas de separación. En la práctica 5 real, la planta no debe incorporar necesariamente todas las alternativas mostradas. La suspensión de gas/material puede ser dirigida del ducto de separación 21 vía un ducto 41 hacia el ciclón de separación 31, en donde la mayor parte del material es separado y desviado vía una abertura 32. Desde el ciclón de separación, el gas puede ser ya sea recirculado vía un ducto 43 y el ventilador 37 hacia el ducto de separación, o dirigido vía un ducto 45 al ducto de salida 49 de gas de escape del precalentador 1, en donde, mezclado con el gas de escape del precalentador 1 y por medio del ventilador 35, el gas es ventilado hacia el filtro desempolvador 33. El gas -?í"., limpio descargado del filtro desempolvador puede ser ya sea ventilado hacia la atmósfera o vía un ducto 51 y/o 52 que circula hacia el ducto de separación 31. Alternativamente, la suspensión de gas/material puede ser dirigida vía un ducto 47 y el ducto 49 ser ventilado directamente hacia el filtro desempolvador . El gas de separación puede ser tomado del ducto del salida 49 del gas de escape del precalentador 1, y ser dirigido vía un ducto 57 y el ventilador 36 hacia el ducto de separación 21. El gas de separación también puede ser tomado del horno 3 y dirigido ya sea vía un ducto 55 o vía el ducto de alimentación de material hacia el ducto de separación. Además, el gas de separación puede ser tomado de uno o varios 5 de los ductos 19 y ser dirigido hacia el ducto de separación vía un ducto 58. Una posibilidad adicional es introducir el gas como aire atmosférico, el cual puede realizarse vía el amortiguador 53. Durante la operación de la planta, puede ser deseable utilizar como gas de separación, un gas que sea recirculado desde el filtro desempolvador 33 vía el ducto 51 y/o del ciclón de separación 31 vía el ducto 43 y utilizar gas de separación adicional de las posibilidades antes mencionadas solo con una base suplementaria o para la regulación de las condiciones de operación, incluyendo la temperatura del gas de separación. Para regular las corrientes de gas en los varios J * ductos, estoe ductos son provistos con amortiguadores 61. En algunas plantas, en donde los tipos de material de manejo son el material más fino tienden a pegarse a los grumos más grandes de material y de esta forma son menos fácilmente suspendidos y que entren en el gas de separación en el ducto de separación, puede ser ventajosa, como se muestra en la. Figura 2, instalar una placa de fondo permeable al aire 71 en el ducto de separación, de manera que el principio de operación de este último corresponde a aquel de un lecho de fluido. Como resultado, el tiempo de retención de material en el ducto de separación sera incrementado, ocasionando que una porción mayor del material más fino entre por medio del gas de separación. En esta modalidad, será imposible que el material grueso caiga, y, consecuentemente, debe ser extraído del lado del ducto de separación vía los medios 73 provistos para este propósito, subsecuentemente siendo dirigido hacia la entrada de material del horno.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Una planta para el tratamiento con calor del material grumoso tal como piedra caliza, otros minerales de carbonato, materiales de partida de cemento, o similares, en la cual la planta comprende una zona de precalentamiento, preferiblemente en la forma de un precalentador de flecha, con por lo menos una entrada de material, por lo menos una salida de material, por lo menos una entrada para el gas de precalentamiento, y por lo menos una salida para el gas de precalentamiento usado, en donde en la zona de precalentamiento el material es precalentado por medio de gas de precalentamiento caliente a partir del cual se separa subsecuentemente, una zona de quemado, por ejemplo en la forma de un horno giratorio, con una entrada y salida de material, para quemar el material precalentado, medios de conexión que conectan la salida de material de la zona de precalentamiento a la entrada de material de la zona de quemado, y un dispositivo de separación fijado junto con los medios de conexión para separar las partículas más finas del material precalentado, caracterizado porque el dispositivo de separación está provisto como una parte de los medios de conexión y consiste de un ducto, con medios de introducción de gas siendo provistos en el extremo inferior del ducto y con medios para descargar la suspensión de gas/material siendo provistos en el extremo superior del ducto, y la planta comprende medios para generar una corriente de gas a través del ducto desde abajo hacia arriba.

2. La planta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el ducto de separación es preferiblemente vertical.

3. La planta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque se proporciona un dispositivo de dispersión en el ducto de separación, por ejemplo, en la forma de una disposición de placa esparcidora.

4. La planta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los medios para generar una corriente de gas a través del ducto consisten de un ventilador, el cual esta conectado a los medios de introducción de gas y/o a los medios de descarga de gas/material del ducto de separación.

5. La planta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque comprende medios para regular la velocidad del gas a través del ducto de separación.

6. La planta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque los medios para regular la velocidad del gas consisten de un ventilador y/o amortiguadores.

7. La planta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque comprende medios, tales como amortiguadores, para introducir aire atmosférico.

8. La planta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracteiriza porque comprende medios, tales como tuberías y amortiguadores, para introducir gas de escape de horno ya sea de la cámara de humos del horno, desde un ducto de gas de escape que conecta la cámara de humos del horno y el precalentador, o desde el ducto de gas de escape hacia el ducto de separación.

9. La planta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque comprende medios de separación para separar el material de la suspensión de gas/material descargado .

10. La planta de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque los medios de separación consisten de un ciclón de separación y/o un filtro desempolvador, tal como, por ejemplo, un precipitador electrostático o un filtro de bolsa.

11. La planta de conformidad con las reivindicaciones 9-10, caracterizada porque incorpora medios, tales como tuberías, para recircular el gas de regreso hacia el ducto de separación.

12. La planta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque una placa de fondo permeable al aire se fija en el ducto de separación, de manera que el principio de operación del ducto de separación corresponde a aquel de un lecho de fluido, y se proporcionan medios en la pared lateral del ducto de separación para la extracción del material más grueso depositado sobre la placa inferior.