PL188769B1

PL188769B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania klinkieru cementowego

Info

Publication number: PL188769B1
Application number: PL98337128A
Authority: PL
Inventors: Joseph E. Doumet
Original assignee: Doumet Joseph E
Priority date: 1997-06-02
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 2005-04-29
Also published as: JP3730262B2; DK0882687T3; GEP20032952B; PL337128A1; BG63597B1; TR199902998T2; EP0882687B1; KR20010013261A; KR100425620B1; CZ9904279A3; IL133258A0; EE9900547A; NO995890D0; HUP0003051A3; UA54517C2; PT882687E; DE69701451D1; CN1265084A; EP0882687A1; US6012918A

Abstract

1 . Sposób wytwarzania klinkieru cem entowego ze sp roszk o- w anych i drobno zm ielon ych surow ców , w którym surow ce wstepnie podgrzewa sie gazami odlotowym i z pieca w w ielostop- niowym wym ienniku ciepla, z którego czesc wstepnie podgrza- nych rozgalezionych surowców kieruje sie do instalacji wstepnej kalcynacji, w której zostaja, co najmniej w duzym stopniu skalcy- nowane przez doprowadzone paliwo 1 gazy odlotowe doprowadzo- ne do spalania, po czym wstepnie podgrzany material w w ielo- stopniowym wym ienniku ciepla i czesciow o skalcynowany mate- rial w instalacji wstepnej kalcynacji podaje sie calkowitej kalcy- nacji w piecu obrotowym, w którym nastepuje jego spiekanie do postaci klinkieru, który z pieca obrotowego odprowadza sie do chlodnicy, a odlotow e gazy oczyszcza sie w urzadzeniach filtra- cyjnych, znam ienn y tym , ze czesciow o podgrzane surowce w in- stalacji (1) w ielostopniow ego podgrzewacza cyklonow ego, roz- dziela sie na wyjsciu ( 1d') najwyzszego podgrzewacza cyklono- wego ( 1d) i w ieksza mase pierwszej frakcji kieruje sie do dalszego podgrzewania w nastepnych stopniach podgrzewacza cyklonow e- go, a m niejsza ilosciow o druga frakcje i wszystkie drobne pyly doprowadzone z elektrostatycznych filtrów (8) w spólnie przesyla sie do instalacji (4) wstepnej kalcynacji, w której przechodza one od góry do dolu we wspolpradzie razem z pow ietrzem z e spalania i z doprowadzonym paliwem i zostaja czesciow o skalcynow ane, po czym te druga frakcje odprow adza sie do w ejscia (3a) zasila- nia pieca obrotow ego (3), w którym kalcynuje sie i spieka do- prowadzony material, a gorace gazy odlotow e z instalacji (4) wstepnej kalcynacji laczy sie razem z odlotowym i gazami z pieca obrotowego (3). PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania klinkieru cementowego, który po zmieleniu na cement jest stosowany w budownictwie jako materiał wiążący.

188 769

W technice opisano różne sposoby i urządzenia stosowane do wytwarzania klinkieru cementowego. Surowe materiały lub ich mieszaninę ze sproszkowanymi lub drobnoziarnistymi komponentami podgrzewa się wstępnie w wielostopniowym zawiesinowym podgrzewaczu, którym przeważnie jest podgrzewacz cyklonowy. W tym przypadku surowce doprowadza się do górnej części podgrzewacza, w którym są one podgrzewane przeciwprądowo gazami opuszczającymi piec i doprowadzanymi u dołu podgrzewacza, po czym wstępnie podgrzane surowce odprowadza się w dolnej części podgrzewacza. W procesie tym następuje odkwaszenie podgrzanych wstępnie surowców, których proporcjonalna część ulega rozgałęzieniu i musi być kalcynowana w oddzielnych urządzeniach do wstępnej kalcynacji ogrzewanych spalanym w powietrzu paliwem, z których jest ona następnie odprowadzana do wejścia pieca, zwykle pieca obrotowego, w którego pierwszej części wstępnie podgrzany i wstępnie skalcynowany materiał jest przede wszystkim poddawany całkowitej kalcynacji i prażeniu do postaci klinkieru. Gorący klinkier opuszczający piec chłodzi się w chłodnicy zimnym powietrzem. Gazy opuszczające podgrzewacz wstępny chłodzi się i odpyla w urządzeniach filtracyjnych, przy czym chłodzenie wylotowych gazów przeprowadza się w specjalnych wieżach chłodzących i/lub w instalacji mielenia surowców.

W wielu znanych urządzeniach, a w szczególności w instalacjach, w których do wstępnego podgrzewania doprowadza się stosunkowo duże ilości sproszkowanych surowców, zawsze powstają problemy związane z zatrzymywaniem w, urządzeniach filtracyjnych dużych ilości pyłu, który jest zawarty w opuszczającym podgrzewacz gazie. Prowadzone są badania nad zawracaniem oddzielonych pyłów do surowców stosowanych do produkcji klinkieru i pyły te na przykład doprowadza się do instalacji mielenia surowców albo do instalacji podgrzewania wstępnego. Praktycznie jednak stwierdzono, że pyły bardzo trudno mieszają się z pozostałymi surowcami i cyrkulują pomiędzy górnym wyjściem z cyklonu i urządzeniami filtracyjnymi, co jest niepożądane, ponieważ obciąża filtry i powoduje zmianę składu chemicznego gotowego klinkieru cementowego.

Celem wynalazku jest usprawnienie sposobu i urządzenia do wytwarzania klinkieru w taki sposób, aby pyły pofiltracyjne z gazów wychodzących z podgrzewania wstępnego mogły być odpowiednio wstępnie podgrzane, wstępnie kalcynowane i wprowadzone do pieca tak, aby urządzenia filtracyjne zostały odciążone z cyrkulacji dużej zawartości pyłu.

Cel ten według wynalazku osiągnięto przez opracowanie sposobu, wytwarzania klinkieru cementowego ze sproszkowanych i drobno zmielonych surowców, w którym surowce wstępnie podgrzewa się gazami odlotowymi z pieca w wielostopniowym wymienniku ciepła, z którego część wstępnie podgrzanych rozgałęzionych surowców kieruje się do instalacji wstępnej kalcynacji, w której zostają, co najmniej w dużym stopniu skalcynowane przez doprowadzone paliwo i gazy odlotowe doprowadzone do spalania, po czym wstępnie podgrzany materiał w wielostopniowym wymienniku ciepła i częściowo skalcynowany materiał w instalacji wstępnej kalcynacji podaje się całkowitej kalcynacji w piecu obrotowym, w którym następuje jego spiekanie do postaci klinkieru, który z pieca obrotowego odprowadza się do chłodnicy, a odlotowe gazy oczyszcza się w urządzeniach filtracyjnych, który charakteryzuje się tym, że częściowo podgrzane surowce w instalacji wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego, rozdziela się na wyjściu najwyższego podgrzewacza cyklonowego i większą masę pierwszej frakcji kieruje się do dalszego podgrzewania w następnych stopniach podgrzewacza cyklonowego, a mniejszą ilościowo, drugą frakcję i wszystkie drobne pyły doprowadzone z elektrostatycznych filtrów wspólnie przesyła się do instalacji wstępnej kalcynacji, w której przechodzą one od góry do dołu we współprądzie razem z powietrzem ze spalania i z doprowadzonym paliwem i zostają częściowo skalcynowane, po czym tę drugą frakcję odprowadza się do wejścia zasilania pieca obrotowego, w którym kalcynuje się i spieka doprowadzony materiał, a gorące gazy odlotowe z instalacji wstępnej kalcynacji łączy się razem z odlotowymi gazami z pieca obrotowego.

Druga frakcja oddzielona od całej masy częściowo podgrzanych surowców korzystnie stanowi w przybliżeniu 10 do 30% całej masy surowców, przy czym rozdzielenie na frakcje częściowo podgrzanych surowców przeprowadza się poniżej wyjścia najwyższego podgrzewacza cyklonowego.

188 769

Do górnego wejścia instalacji wstępnej kalcynacji korzystnie doprowadza się częściowo podgrzaną drugą frakcję surowców i pyły popiołów z filtrów oraz powietrze ze spalania i paliwo.

Do górnego wejścia instalacji wstępnej kalcynacji korzystnie jako powietrze do spalania doprowadza się odlotowe powietrze z powietrznej chłodnicy klinkieru w postaci trzeciego powietrza podgrzanego do temperatury w przybliżeniu 700 do 900°C, najkorzystniej w przybliżeniu do temperatury 800 do 850°C.

Do instalacji wstępnej kalcynacji korzystnie doprowadza się, co najmniej część odpadowego paliwa, a całą ilość paliwa dostarcza się porcjami.

Co najmniej drobne pyły z filtrów i paliwo korzystnie doprowadza się do instalacji wstępnej kalcynacji oddzielnymi doprowadzeniami.

Pierwszą frakcję surowców wstępnie podgrzaną i następnie częściowo skalcynowaną w instalacji wielostopniowego cyklonowego podgrzewacza, korzystnie odbiera się z wyjścia najniższego stopnia podgrzewacza cyklonowego i odprowadza do mieszaniny odlotowego gazu i częściowo skalcynowanego materiału opuszczającej wyjście instalacji wstępnej kalcynacji w strefie pomiędzy instalacją wstępnej kalcynacji i wejściem zasilania pieca obrotowego, albo doprowadza się bezpośrednio do wejścia zasilania pieca obrotowego.

Maksymalną temperaturę kalcynacji wstępnie podgrzanego i częściowo skalcynowanego materiału, korzystnie utrzymuje się w przybliżeniu w granicach 850 do 900°C.

Urządzenie do wytwarzania klinkieru cementowego mające instalację wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego połączoną przeciwprądowo rurociągami doprowadzenia surowca i wylotowych gazów z pieca obrotowego oraz instalację wstępnej kalcynacji z rurociągiem doprowadzającym część wstępnie podgrzanych surowców, który jest połączony z przenośnikiem surowców umieszczonym poniżej najwyższego podgrzewacza cyklonowego oraz z doprowadzeniami powietrza do spalania i paliwa, przy czym obydwie instalacje są połączone z piecem obrotowym kalcynacji i spiekania klinkieru, którego wyjście materiału jest połączone z chłodnicą gorącego klinkieru, a kolektor gazów odlotowych z instalacji wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego jest połączony z urządzeniem filtrującym, charakteryzuje się tym że, wyjście górnego podgrzewacza cyklonowego jest połączone z wejściem przenośnika surowców mającego dwudrożne wyjście z których wyjście większej masy materiału pierwszej frakcji, jest połączone rurociągiem z trzecim podgrzewaczem cyklonowym, a wyjście mniejszej masy materiału drugiej frakcji, jest połączone rurociągiem z górnym wejściem instalacji wstępnej kalcynacji, które jest połączone rurociągiem odprowadzenia pyłów z elektrostatycznymi filtrami oraz rurociągiem doprowadzenia powietrza do spalania z chłodnicą klinkieru, przy czym doprowadzenia drugiej frakcji materiału, pyłów pofiltracyjnych, powietrza do spalania i paliwa są połączone współprądowo w górnym wejściu instalacji wstępnej kalcynacji, która ma odprowadzenie w dolnym końcu, który rurociągiem mieszaniny gazu i materiału jest połączony z wejściem zasilania pieca obrotowego z którym jest połączone wyjście najniższego, dolnego cyklonu.

Górne wejście instalacji wstępnej kalcynacji korzystnie ma, co najmniej jedno doprowadzenie paliwa, najkorzystniej, co najmniej jedno doprowadzenie paliwa odpadowego.

Rurociągi odprowadzenia pyłów i doprowadzenia paliwa korzystnie mają obrotowy przenośnik łopatkowy. Powietrzna chłodnica klinkieru korzystnie jest połączona rurociągiem trzeciego powietrza z górnym wejściem instalacji wstępnej kalcynacji, która ma kalcynacyjny, pionowy szyb, wewnątrz którego jest co najmniej jedno przewężenie przekroju.

Wyjście najniższego stopnia podgrzewacza cyklonowego korzystnie jest połączone rurociągiem odprowadzenia materiału z rurociągiem odprowadzenia częściowo skalcynowanych surowców i gazów, odchodzącym od dolnego końca wyjścia instalacji wstępnej kalcynacji i połączonym z wejściem zasilania pieca obrotowego.

Wyjście najniższego stopnia podgrzewacza cyklonowego korzystnie jest bezpośrednio połączone rurociągiem z wejściem zasilania pieca obrotowego.

Urządzenie korzystnie ma elektrostatyczne filtry.

Według wynalazku rozdział częściowo podgrzanych surowców przeprowadza się na wyjściu jednego z górnych stopni wstępnego podgrzewania, z którego większość materiału

188 769 odprowadza się do następnego podgrzewacza, a drugą mniejszą frakcję rozgałęzionego materiału zawierającą drobny proszek z urządzeń filtracyjnych odprowadza się do urządzeń wstępnej kalcynacji, w której frakcja ta przechodzi współprądowo z doprowadzanym do spalania powietrzem i paliwem od góry do dołu instalacji, w której zostaje wstępnie przekalcynowana.

Frakcję tę następnie wprowadza się do wejścia pieca obrotowego, a gazy opuszczające instalację wstępnej kalcynacji łączy się z gazami opuszczającymi piec obrotowy i połączone gazy na przykład odprowadza się do najniższego stopnia zawiesinowego podgrzewania celem uzyskania optymalnego wstępnego podgrzewania i częściowej kalcynacji lub dezaktywacji surowców, które są ogrzewane w następnych stopniach instalacji. Według wynalazku wszystkie pyły pofiltracyjne doprowadza się bezpośrednio do górnego wejścia instalacji wstępnej kalcynacji, do którego doprowadza się równocześnie mniejszą frakcję rozdrobnionych surowców, które zostały już częściowo podgrzane w jednym z górnych stopni podgrzewania wstępnego. Współprądowe doprowadzanie tych materiałów razem z powietrzem do spalania, do górnego wejścia instalacji wstępnej kalcynacji, do której doprowadza się również odpowiednią ilość paliwa, zapewnia uzyskanie optymalnej częściowej kalcynacji częściowo podgrzanej drugiej frakcji surowców jak i drobnego pyłu pofiltracyjnego, po ich przejściu od górnego wejścia do dolnego wyjścia instalacji wstępnej kalcynacji. W urządzeniu tym masa surowców zostaje zaglomerowana lub zgranulowana tak, że doprowadzone pyły pofiltracyjne są prawie całkowicie zaglomerowane z innymi materiałami. W ten sposób około 100% częściowo skalcynowanego materiału przechodzi z instalacji wstępnej kalcynacji do wejścia pieca kalcynacyjnego. Dzięki temu z instalacji wstępnej kalcynacji, tylko małe ilości pyłu są unoszone przez wychodzące gazy, które kierowane są do instalacji wstępnego podgrzewania, w której w najniższym stopniu zostają one wytrącone ponownie i razem z resztą wstępnie podgrzanego materiału skierowane do wejścia pieca kalcynacyjnego.

Według wynalazku korzystnie drugą frakcję surowców w ilości 10 do 30% całej masy, oddziela się od pozostałych surowców, które są częściowo podgrzane w instalacji podgrzewania wstępnego. Procentowa wielkość tej frakcji zależy od szeregu czynników, w szczególności od składu mieszaniny różnych surowców, ilości pyłów pofiltracyjnych (jakkolwiek wszystkie pyły pofiltracyjne odprowadza się do instalacji wstępnej kalcynacji), wymaganego stopnia kalcynacji na wejściu do pieca oraz od rodzaju i jakości używanego paliwa w instalacji wstępnej kalcynacji, którym może być konwencjonalne paliwo takie jak paliwo stałe lub ciekłe albo gazowe, ale również można częściowo stosować paliwo odpadowe na przykład zużyte opony, niestandardowy węgiel i podobne.

Do wstępnego suszenia zawiesinowego korzystnie stosuje się wielostopniowe podgrzewacze cyklonowe. W tych instalacjach oddzielenie częściowo podgrzanego materiału (całej mieszaniny surowców) otrzymuje się poniżej odprowadzenia materiału w najwyższym stopniu cyklonowego podgrzewacza wstępnego.

Według wynalazku częściowo pogrzaną drugą frakcję materiału oraz drobne pyły pofiltracyjne, powietrze do spalania i paliwo dodaje się do górnego końca instalacji wstępnej kalcynacji.

Jakkolwiek w znanych instalacjach powietrze do spalania, a w szczególności wstępnie podgrzane powietrze może być dodawane od górnego końca instalacji wstępnego podgrzewania, to w korzystnym wykonaniu wynalazku powietrze opuszczające chłodnicę, które jest ogrzane do około 700 do 900°C, korzystnie około 800 do 850°C dodaje się do instalacji wstępnej kalcynacji jako trzecie powietrze do spalania. Optymalną temperaturę tego trzeciego powietrza uzyskuje się poprzez jego pobranie z odpowiedniej gorącej strefy chłodnicy.

Jak podano powyżej, co najmniej część paliwa stosowanego w instalacji wstępnego podgrzewania może być paliwem odpadowym, a pozostałe paliwo można dostarczać w wielu częściowych porcjach.

W korzystnym wykonaniu, co najmniej drobne pyły pofiltracyjne i paliwo doprowadza się do instalacji wstępnego ogrzewania oddzielnymi urządzeniami, na przykład przenośnikami łopatkowymi. Drugą frakcję częściowo podgrzanego materiału w instalacji wstępnego podgrzewania można przesyłać do instalacji wstępnej kalcynacji. Trzeba również zaznaczyć, że ilość trzeciego powietrza odprowadzanego z chłodnicy do instalacji wstępnej kalcynacji

188 769 reguluje się odpowiednimi zaworami klapowymi lub podobnymi. Według wynalazku, korzystnie temperaturę kalcynacji na wejściu wstępnie podgrzanego surowca do pieca lub na końcu tego wejścia utrzymuje się maksymalnie w granicach 850 do 900°C. Parametry te zapewniają, że końcowa kalcynacja i odkwaszenie wstępnie podgrzanego i częściowo przekalcynowanego materiału następuje w pierwszej strefie pieca, którym korzystnie jest piec obrotowy. Przemiana kalcynacyjnego spiekania klinkieru przebiega zwykle bardzo gwałtownie i dlatego zachowanie wymienionych powyżej parametrów zapobiega blokowaniu wejścia do pieca i dolnego wyjścia z suszarni przez wstępnie podgrzaną frakcję materiału.

Wynalazek został dokładniej objaśniony na rysunku, na którym schematycznie pokazano urządzenie do wytwarzania klinkieru cementowego.

Urządzenie ma wielostopniowy, zawiesinowy podgrzewacz w postaci instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego w z czterema stopniami cyklonowymi umieszczonymi jeden nad drugim to jest najniższy podgrzewacz cyklonowy la, drugi podgrzewacz cyklonowy lb, trzeci podgrzewacz cyklonowy lc i najwyższy pogrzewacz cyklonowy ld. Wszystkie podgrzewacze cyklonowe la do ld są w znany sposób wzajemnie połączone rurociągami gazu i materiału w ten sposób, że cały surowiec lub jego mieszanina doprowadzana do najwyższego podgrzewacza cyklonowego ld w kierunku strzałki 2 może być wydajnie wstępnie podgrzana w przeciwprądzie pomiędzy przemieszczającym się do dołu surowcem (ciągłe strzałki) i przepływającymi do góry wylotowymi gazami z pieca (przerywane strzałki).

Surowce wstępnie podgrzane w instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego doprowadza się do pieca (ciągła strzałka), którym korzystnie jest piec obrotowy 3 pracujący w konwencjonalny sposób. Jak zostanie dalej dokładniej opisane, część surowców kieruje się do instalacji 4 wstępnej kalcynacji, w której zostają one częściowo skal cynowane doprowadzonym paliwem i powietrzem do spalania, a następnie z pozostałymi surowcami wstępnie podgrzanymi i skalcynowanymi w instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego przesyła się je do wejścia lub końca wejścia 3a zasilania pieca obrotowego 3. W strefie końca wejścia 3a zasilania pieca obrotowego 3 wstępnie podgrzane i wstępnie skalcynowane surowce są poddane końcowej kalcynacji i następnie spiekaniu do klinkieru cementowego. Gorący klinkier cementowy na końcu wyjścia 3b pieca obrotowego 3 odprowadzany jest do odpowiedniej chłodnicy klinkieru, którą jest powietrzna chłodnica 5 klinkieru. Odlotowe gazy z najwyższego, cyklonowego podgrzewacza ld odprowadzane są rurociągiem 6 korzystnie połączonym z wentylatorem 7 do odpowiedniej chłodnicy i urządzeń filtracyjnych, korzystnie elektrostatycznych filtrów 8. Nie pokazana na rysunku chłodnica odlotowych gazów z instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego może mieć kształt wieży lub gazy te można chłodzić w młynach do mielenia surowców. Pyły unoszone z surowców przez odlotowe gazy z instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego są oddzielane w elektrostatycznych filtrach 8. Przenośnik surowców 9 z dwoma odgałęzieniami 9a i 9b jest połączony jednym odgałęzieniem z jednym z górnych podgrzewaczy wstępnych, ą w pokazanym na rysunku wykonaniu, z wyjściem ld' najwyższego cyklonowego podgrzewacza ld. Odgałęzienie 9a jest połączone rurociągiem surowców 10 z rurociągiem 11 gazu łączącym drugi dolny cyklon lb z trzecim dolnym cyklonem lc (łączącym kolejno dolne cyklony lc, lb, i la), a drugie odgałęzienie 9b jest połączone drugim rurociągiem 9b z drugim rurociągiem surowców 12 doprowadzonym do górnego wejścia 4a instalacji 4 wstępnej kalcynacji.

Przenośnik surowców 9 jest tak skonstruowany, że może przesyłać rurociągiem surowców 10 większą masę częściowo podgrzanych surowców do dolnego cyklonowego podgrzewacza i rurociągiem 12 surowców - ich mniejszą masę do górnego wejścia 4a instalacji 4 wstępnej kalcynacji, przy czym masa ta stanowi w przybliżeniu 10 do około 30% wszystkich surowców.

Jest również ważne, że połączony z obrotowym przenośnikiem łopatkowym 14, rurociąg 13 odprowadzenia pyłów jest połączony z górnym wejściem 4a instalacji 4 wstępnej kalcynacji, do której poprzez ten rurociąg doprowadza się pyły z elektrostatycznych filtrów 8, przy czym rurociągiem surowców 12 doprowadza się z najwyższego cyklonowego podgrzewacza ld, mniejszą część wstępnie podgrzanych surowców.

188 769

Rurociąg 15 trzeciego powietrza wychodzi z powietrznej chłodnicy 5 klinkieru i jest dołączony do górnego wejścia 4a instalacji 4 wstępnej kalcynacji, do którego jest dołączone, co najmniej jedno doprowadzenie paliwa, a w pokazanym wykonaniu - dwa doprowadzenia paliwa 16a i 16b, przy czym na rurociągu 15 trzeciego powietrza jest umieszczony zawór 15a, za pomocą którego można regulować odpowiednią ilość doprowadzanego trzeciego powietrza zależnie od ilości paliwa doprowadzonego poprzez obrotowy przenośnik łopatkowy 17. W ten sposób, wstępnie podgrzane do spalania powietrze może być przesyłane rurociągiem 15 do górnego wejścia 4a instalacji 4 wstępnej kalcynacji jako trzecie powietrze przy jednoczesnym podawaniu do tej instalacji paliwa lub różnego rodzaju paliw, a w tym również paliwa odpadowego dodawanego w odpowiedni sposób i w odpowiedniej proporcji.

Jak pokazano na rysunku, dolny koniec wyjścia 4b instalacji 4 wstępnej kalcynacji jest połączony rurociągiem 18, w którym następuje zmieszanie częściowo skalcynowanych surowców z gazami wychodzącymi z wejścia 3a zasilania pieca obrotowego 3 w jego obudowie 3c wejścia materiałów umieszczonej przed końcem wejścia 3a zasilania pieca, z którym jest połączone wyjście la' najniższego, dolnego cyklonu la.

Instalacja 4 do wstępnej kalcynacji musi zapewniać częściowe, przekalcynowanie doprowadzanej części surowców oraz pyłów z elektrofiltrów przy użyciu ciepła zawartego w gazach do spalania (trzecie powietrze) podczas współprądowego przepływu od góry do dołu pokazanego ciągłymi i przerywanymi strzałkami. W szczególnie korzystnym rozwiązaniu instalacja 4 do wstępnej kalcynacji ma kalcynacyjny, pionowy szyb 19, wewnątrz którego jest umieszczone, co najmniej jedno przewężenie jego poprzecznego przekroju w stosunku do poprzecznego przekroju szybu. W wykonaniu pokazanym na rysunku, szyb 19 ma przewężenia 19a przekroju rozmieszczone jedno nad drugim w pewnych odległościach od siebie. Za pomocą wielkości przewężeń 19a i ich ilości w kalcynacyjnym, pionowym szybie 19, przez który współprądowo z góry do dołu przechodzą surowce razem z gazami do spalania będącymi trzecim powietrzem uzyskuje się ich odpowiedni stopień kalcynacji. Przewężenia 19a powodują turbulentny przepływ masy, który zwiększa wymianę ciepła pomiędzy gazami spalinowymi i surowcami. Trzeba również wziąć pod uwagę, że gorące gazy do spalania zwane trzecim powietrzem mają stosunkowo dużą lepkość, która powoduje, że w normalnych warunkach bardzo trudno mieszają się one z pyłami po elektrofiltrach oraz z częścią surowców, które doprowadza się do wstępnej kalcynacji. Dzięki turbulentnemu przepływowi w pionowym szybie 19 spowodowanym przez przewężenia 19a poprawia się znacznie wymieszanie doprowadzonych surowców i pyłów z trzecim powietrzem i w rezultacie otrzymuje się jednorodną częściową kalcynację doprowadzonych surowców i pyłów. Instalacja 4 wstępnej kalcynacji może być wykonana podobnie do instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego i w takim wykonaniu pionowe szyby 19 mają mniejszą średnicę i wysokość niż w instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego. Mieszanina częściowo skalcynowanych materiałów przechodzi razem z wylotowymi gazami rurociągiem 18 przede wszystkim do obudowy 3c pieca obrotowego 3, w którym zaglomerowany lub zgranulowany częściowo skalcynowany materiał jest oddzielony od odlotowych gazów wstępnej kalcynacji i przechodzi do wejścia 3a zasilania pieca obrotowego. Odlotowe gazy ze wstępnej kalcynacji, oddzielone od częściowo skalcynowanego materiału, łączą się gazami odlotowymi z pieca na jego wejściu 3a zasilania w sposób pokazany przerywanymi strzałkami i odprowadzane są do góry rurociągiem 20, którym wchodzą do najniższego podgrzewacza cyklonowego la instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego, a wstępnie podgrzany materiał z drugiego, dolnego podgrzewacza cyklonowego lb wchodzi również do rurociągu 20, w którym styka się z odlotowymi gazami z instalacji 4 wstępnej kalcynacji i z pieca obrotowego 3, które mają odpowiednio wyższą od niego temperaturę. Celem zapobieżenia wejścia wstępnie podgrzanego materiału przez rurociąg 20 do obudowy 3c pieca obrotowego 3 obudowa ta ma na wyjściu dławicę 20a w postaci pokazanej na rysunku zwężki połączonej z dolnym końcem rurociągu 20. Według wynalazku, materiał przechodzący przez instalację 1, wielostopniowego, cyklonowego podgrzewacza, w której przechodzi od góry do dołu, jest nie tylko mocno wstępnie podgrzany, ale również w pewnym stopniu skalcynowamy Zależnie od stopnia kalcynacji materiału uzyskanego w instalacji 1 wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego

188 769 oraz od pewnych parametrów procesu, materiał opuszczający wyjście najniższego cyklonu la przechodzi rurociągiem 21 do wejścia 3a zasilania pieca obrotowego 3, razem z częściowo skalcynowanym materiałem doprowadzanym rurociągiem 18, albo jest odprowadzany rurociągiem 22 do rurociągu 18, w którym jest mieszany razem z częściowo skalcynowanym materiałem wychodzącym z instalacji 4 wstępnej kalcynacji. W tym drugimprzypadku, wstępnie podgrzany materiał miesza się z mieszaniną odlotowych gazów i z częściowo skalcynowanym materiałem, zanim wstępnie podgrzany i częściowo skalcynowany materiał zostaje doprowadzony jako mieszanina do wejścia 3a zasilania pieca obrotowego 3. W tym celu na wyjściu la' najniższego, cyklonowego podgrzewacza la jest umieszczony zawór dwudrożny 23 od którego odchodzą rurociągi 21 i 22. Jest również możliwa praca instalacji 1 wielostopniowego, cyklonowego podgrzewacza, a w szczególności jej dolnych cyklonów i strefy wyjścia gazu rurociągiem 20 w atmosferze redukującej celem zmniejszenia emisji NOx w odlotowych gazach ze wstępnego podgrzewacza. W tym celu doprowadza się świeże powietrze na przykład do wejścia 3a zasilania pieca obrotowego 3 i do jego obudowy 3c.

Z opisu pokazanego schematycznie na rysunku urządzenia wynika, że sposób według wynalazku można na tym urządzeniu przeprowadzać przy zachowaniu bardzo korzystnych parametrów. W urządzeniu według wynalazku, całkowita ilość paliwa niezbędnego do wyprodukowania klinkieru cementowego jest rozdzielona pomiędzy palnikiem 3d pieca obrotowego 3 i doprowadzeniami paliwa 16a i 16b do instalacji 4 wstępnej kalcynacji.

188 769

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania klinkieru cementowego ze sproszkowanych i drobno zmielonych surowców, w którym surowce wstępnie podgrzewa się gazami odlotowymi z pieca w wielostopniowym wymienniku ciepła, z którego część wstępnie podgrzanych rozgałęzionych surowców kieruje się do instalacji wstępnej kalcynacji, w której zostają, co najmniej w dużym stopniu skalcynowane przez doprowadzone paliwo i gazy odlotowe doprowadzone do spalania, po czym wstępnie podgrzany materiał w wielostopniowym wymienniku ciepła i częściowo skalcynowany materiał w instalacji wstępnej kalcynacji podaje się całkowitej kalcynacji w piecu obrotowym, w którym następuje jego spiekanie do postaci klinkieru, który z pieca obrotowego odprowadza się do chłodnicy, a odlotowe gazy oczyszcza się w urządzeniach filtracyjnych, znamienny tym, że częściowo podgrzane surowce w instalacji (1) wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego, rozdziela się na wyjściu (ld') najwyższego podgrzewacza cyklonowego (ld) i większą masę pierwszej frakcji kieruje się do dalszego podgrzewania w następnych stopniach podgrzewacza cyklonowego, a mniejszą ilościowo drugą frakcję i wszystkie drobne pyły doprowadzone z elektrostatycznych filtrów (8) wspólnie przesyła się do instalacji (4) wstępnej kalcynacji, w której przechodzą one od góry do dołu we współprądzie razem z powietrzem ze spalania i z doprowadzonym paliwem i zostają częściowo skalcynowane, po czym tę drugą frakcję odprowadza się do wejścia (3a) zasilania pieca obrotowego (3), w którym kalcynuje się i spieka doprowadzony materiał, a gorące gazy odlotowe z instalacji (4) wstępnej kalcynacji łączy się razem z odlotowymi gazami z pieca obrotowego (3).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że druga frakcja oddzielona od całej masy częściowo podgrzanych surowców stanowi w przybliżeniu 10 do 30% całej masy surowców;
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozdzielenie na frakcje częściowo podgrzanych surowców przeprowadza się poniżej wyjścia (ld') najwyższego podgrzewacza cyklonowego (ld).
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do górnego wejścia (4a) instalacji (4) wstępnej kalcynacji doprowadza się częściowo podgrzaną drugą frakcję surowców i pyły popiołów z filtrów oraz powietrze ze spalania i paliwo.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do górnego wejścia (4a) instalacji (4) wstępnej kalcynacji jako powietrze do spalania doprowadza się odlotowe powietrze z powietrznej chłodnicy (5) klinkieru w postaci trzeciego powietrza podgrzanego do temperatury w przybliżeniu 700 do 900°C, korzystnie w przybliżeniu do temperatury 800 do 850°C.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do instalacji (4) wstępnej kalcynacji doprowadza się, co najmniej część odpadowego paliwa, a całą ilość paliwa dostarcza się porcjami.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej drobne pyły z filtrów i paliwo doprowadza się do instalacji (4) wstępnej kalcynacji oddzielnymi doprowadzeniami.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszą frakcję surowców wstępnie podgrzaną i następnie częściowo skalcynowaną w instalacji (1) wielostopniowego cyklonowego podgrzewacza, odbiera się z wyjścia (la') najniższego stopnia podgrzewacza cyklonowego (la) i odprowadza do mieszaniny odlotowego gazu i częściowo skalcynowanego materiału opuszczającej wyjście (4b) instalacji (4) wstępnej kalcynacji w strefie pomiędzy instalacją (4) wstępnej kalcynacji i wejściem (3a) zasilania pieca obrotowego (3).
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszą frakcję surowców wstępnie podgrzaną i następnie częściowo skalcynowaną w instalacji (1) wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego, odbiera się z wyjścia (la') najniższego stopnia podgrzewacza cyklonowego (la) i odprowadza do mieszaniny odlotowego gazu i częściowo skalcynowanego

188 769 materiału opuszczającej wyjście (4b) instalacji (4) wstępnej kalcynacji, bezpośrednio do wejścia (3a) zasilania pieca obrotowego (3).
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że maksymalną temperaturę kalcynacji wstępnie podgrzanego i częściowo skalcynowanego materiału utrzymuje się w przybliżeniu w granicach 850 do 900°C.
11. Urządzenie do wytwarzania klinkieru cementowego mające instalację wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego połączoną przeciwprądowo rurociągami doprowadzenia surowca i wylotowych gazów z pieca obrotowego oraz instalację wstępnej kalcynacji z rurociągiem doprowadzającym część wstępnie podgrzanych surowców, który jest połączony z przenośnikiem surowców umieszczonym poniżej najwyższego podgrzewacza cyklonowego oraz z doprowadzeniami powietrza do spalania i paliwa, przy czym obydwie instalacje są połączone z piecem obrotowym kalcynacji i spiekania klinkieru, którego wyjście materiału jest połączone z chłodnicą gorącego klinkieru, a kolektor gazów odlotowych z instalacji wielostopniowego podgrzewacza cyklonowego jest połączony z urządzeniem filtrującym, znamienny tym, że wyjście (ld') najwyższego podgrzewacza cyklonowego (ld) jest połączone z wejściem przenośnika surowców (9) mającego dwudrożne wyjście z których wyjście większej masy materiału pierwszej frakcji, jest połączone rurociągiem (10) z trzecim podgrzewaczem cyklonowym (lc), a wyjście mniejszej masy materiału drugiej frakcji, jest połączone rurociągiem (12) z górnym wejściem (4a) instalacji (4) wstępnej kalcynacji, które jest połączone rurociągiem (13) odprowadzenia pyłów z elektrostatycznymi filtrami (8), oraz rurociągiem (15) doprowadzenia powietrza do spalania z chłodnicą (5) klinkieru, przy czym doprowadzenia drugiej frakcji materiału, pyłów pofiltracyjnych, powietrza do spalania i paliwa są umieszczone współprądowo w górnym wejściu (4a) instalacji (4) wstępnej kalcynacji, która ma odprowadzenie w dolnym końcu wyjścia 4b, który rurociągiem (18) mieszaniny gazu i materiału jest połączony z wejściem (3a) zasilania pieca obrotowego (3). z którym jest połączone wyjście (la') najniższego, dolnego cyklonu (la).
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym. że górne wejście (4a) instalacji (4) wstępnej kalcynacji ma, co najmniej jedno doprowadzenia paliwa (16a, 16b).
13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że ma co najmniej jedno doprowadzenie paliwa odpadowego.
14. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, znamienne tym, że rurociąg (13) odprowadzenia pyłów i doprowadzenia paliwa (16a, 16b) mająobrotowy przenośnik łopatkowy (14), (17).
15. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że powietrzna chłodnica (5) klinkieru jest połączona rurociągiem (15) trzeciego powietrza z górnym wejściem (4a) instalacji (4) wstępnej kalcynacji.
16. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że instalacja (4) wstępnej kalcynacji ma kalcynacyjny, pionowy szyb (19) wewnątrz którego jest, co najmniej jedno przewężenie (19a) przekroju.
17. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że wyjście (la') najniższego stopnia podgrzewacza cyklonowego (la) jest połączone rurociągiem (22) odprowadzenia materiału z rurociągiem (18) odprowadzenia częściowo skalcynowanych surowców i gazów, odchodzącym od dolnego końca wyjścia (4b) instalacji (4) wstępnej kalcynacji i połączonym z wejściem (3a) zasilania pieca obrotowego (3).
18. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że wyjście (la') najniższego stopnia podgrzewacza cyklonowego (la) jest bezpośrednio połączone rurociągiem (21) z wejściem (3a) zasilania pieca obrotowego (3).
19. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że ma elektrostatyczne filtry (8).