DESCRIÇÃO
MÉTODO PARA PRÉ-AQUECIMENTO DE FARINHA BRUTA, E MÉTODO PARA LEVAR A CABO O REFERIDO MÉTODO A invenção refere-se a um processo para o pré-aquecimento de farinha bruta de cimento para o fabrico de clinquer de cimento em que a farinha bruta de cimento é transportada para o lado de alimentação de um forno de clinquer de cimento, através de pelo menos uma linha de permutadores de calor equipada com permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone em contracorrente com gases quentes, e a um dispositivo para a realização deste processo.
Para o fabrico de clinquer de cimento de farinha bruta de cimento já foi proposto fazer um pré-aquecimento em pelo menos uma linha de permutadores de calor percorrida pelos gases de escape de um forno tubular rotativo e, nomeadamente, em sistemas de permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone, em que a respectiva temperatura permite também fazer uma pré-calcinação. Desta forma, os gases de escape quentes do forno tubular rotativo podem ser aproveitados termicamente, sendo que os permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone habitualmente usados para estes fins são concebidos para débitos definidos. É conhecido o método de colocar vários destes permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone em série, de modo que o gás de processo quente que sai do forno tubular rotativo com temperaturas que rondam os 1100 °C é arrefecido em vários estágios para temperaturas de 350 °C ou mesmo até 290 °C, em função da quantidade de estágios. A quantidade de estágios, por sua vez, depende essencialmente dos requisitos de secagem do respectivo material usado, sendo que a eficiência da 1 transferência do calor é determinada, essencialmente, pela dispersão da farinha bruta no fluxo de gás e o respectivo grau de separação no ciclone. Tanto o gradiente de temperatura como também eventuais perdas de radiação e o respectivo tempo de contacto eficaz têm uma influência natural sobre a transferência do calor.
Nos fornos tubulares rotativos grandes ou com uma capacidade de produção elevada, são necessários pré-aquecedores maiores, a fim de garantir a alimentação continua do forno tubular rotativo. Para este fim, já foi proposto usar duas linhas de permutadores de calor paralelas entre si, a fim de garantir a entrada do material no forno tubular rotativo através das respectivas rampas. Aumentando ainda mais o débito, um tal conceito tem, necessariamente, os seus limites naturais. Enquanto as linhas de permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone habituais estão concebidas para um débito de 3500 a 4000 toneladas por dia, podendo trabalhar com ciclones conhecidos com uma separação correspondentemente elevada e uma perda de pressão correspondentemente baixa, uma ligação paralela maciça de tais dispositivos provoca problemas relacionados com o espaço necessário no lado de alimentação do forno tubular rotativo. Se houver mais de duas destas linhas, haverá uma complicação logística no lado de alimentação do forno tubular rotativo, uma vez que adicionalmente às mais de duas rampas de alimentação ainda serão necessárias outras rampas de alimentação para iniciar o forno de clínquer e que também se encontram ligadas neste local. Se for exigido um débito maior, a consequência seria necessariamente a utilização de permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone de maiores dimensões e, nomeadamente, maiores ciclones com diâmetros de 12 metros ou 2 mais. Este aumento é necessário para manter as perdas de pressão dentro dos limites, com vista a uma operação económica. Mas estágios de permutadores de calor tão grandes não são tão estáveis no seu modo de operação como os de tamanho padrão comprovados e usados até agora. Um aumento correspondente do número de linhas de permutadores de calor operadas em paralelo provoca, no entanto, os problemas inicialmente mencionados, ou seja, no design das rampas de alimentação, nomeadamente, porque uma função continua e correcta requer uma alimentação em determinados ângulos, a fim de garantir o escoamento do material para o interior do forno tubular rotativo. A DE 28 52 754 mostra e descreve um processo para o pré-aquecimento da farinha bruta de cimento para o fabrico de clinquer de cimento em que a farinha bruta de cimento é transportada para o lado de alimentação de um forno de clinquer de cimento, através de pelo menos uma linha de permutadores de calor, em contracorrente com gases quentes. A invenção tem por objectivo aumentar o débito do permutador de calor sem que se verifiquem um aumento da perda de pressão e um consumo de energia mais elevado, sendo que, simultaneamente, se devem manter inalteradas, tanto quanto possivel, as caracteristicas de separação dos dispositivos conhecidos. Para atingir este objectivo e partindo do processo inicialmente mencionado, o processo em conformidade com a invenção consiste essencialmente no facto de os gases quentes serem retirados através de dois primeiros permutadores de calor ligados ao lado de alimentação do forno de clinquer de cimento e a estes dois primeiros permutadores de calor se seguirem duas linhas de permutadores de calor 3 paralelas entre si, sendo que os dois primeiros permutadores de calor apresentam um maior volume do que os permutadores de calor que se seguem na direcção da corrente dos gases quentes. Devido ao facto de a seguir aos dois primeiros permutadores de calor ligados ao lado de alimentação do forno de clinquer de cimento se verificar uma separação em linhas de permutadores de calor seguintes paralelas entre si, é possível operar as várias linhas, basicamente, com a mesma perda de pressão e reduzir correspondentemente as rampas de alimentação no lado de alimentação do forno tubular rotativo. Uma duplicação das linhas a seguir aos primeiros permutadores de calor permite duplicar o respectivo débito dentro das várias linhas, mantendo os permutadores de calor essencialmente com as mesmas dimensões, sem que se verifiquem problemas construtivos complicados no lado de alimentação do forno tubular rotativo. Vantajosamente, o processo é realizado, neste caso, de modo que os gases quentes são retirados através de linhas de permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone em que o primeiro permutador de calor com leito fluidizado/ ciclone tem sempre um volume maior em relação aos permutadores de calor das linhas de permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone seguintes, assegurando-se desta forma que as correntes de farinha bruta trazidas pelas linhas de permutadores de calor paralelas entre si podem ser trabalhadas com segurança e sem interrupção mesmo no primeiro estágio. 0 dispositivo de acordo com a invenção para o pré-aquecimento da farinha bruta de cimento para o fabrico de clinquer de cimento com pelo menos uma linha de permutadores de calor formada por permutadores de calor de leito fluidizado/ ciclone para a entrada de farinha bruta de cimento em 4 contracorrente com os gases quentes retirados através da linha de permutadores de calor é caracterizado, essencialmente, por estarem ligadas a pelo menos dois primeiros permutadores de calor ligados ao lado de alimentação do forno de clinquer de cimento, duas linhas de permutadores de calor paralelas entre si, sendo que os dois primeiros permutadores de calor apresentam um volume maior do que os permutadores de calor que se seguem na direcção da corrente dos gases quentes. Uma tal construção permite manter a altura geral do pré-aquecedor correspondentemente baixa e usar uniformemente permutadores de calor que se distinguiram pela estandardização e a respectiva fiabilidade. A única modificação construtiva poderá restringir-se, neste tipo de dispositivo, essencialmente ao facto de o primeiro permutador de calor apresentar um maior volume que os permutadores de calor que se segurem na direcção da corrente dos gases quentes. A construção da rampa de alimentação e do lado de alimentação do forno tubular rotativo não tem de ser modificada, de modo que também aqui podem ser usadas construções comprovadas. A perda de pressão ligeiramente mais elevada que acompanha o aumento do primeiro permutador de calor pode ser compensada pelas linhas de permutadores de calor seguintes paralelas entre si, sendo que a concepção em conformidade com a invenção é feita de modo que os permutadores de calor são concebidos como permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone.
Para evitar os problemas inicialmente mencionados com a construção das rampas de alimentação, a concepção é feita, com vantagem, de modo a estarem ligadas à rampa de alimentação para o pré-calcificador e/ou o forno de clinquer no máximo dois ciclones, sendo que, de preferência, os 5 ciclones ligados à rampa de alimentação do forno de clinquer apresentam um diâmetro maior do que os ciclones que após a ramificação se seguem na direcção da corrente dos gases quentes retirados. A seguir, a invenção é explicada mais detalhadamente com a ajuda de um exemplo de execução representado esquematicamente no desenho. 0 desenho mostra esquematicamente um forno tubular rotativo 1, ao qual estão ligados dois permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone 2. Estes dois primeiros permutadores de calor estão ligados, cada um, a duas linhas 3 ou 4 de permutadores de calor padrão com leito fluidizado/ ciclone 5, sendo que por cima dos permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone 2 está prevista uma ramificação correspondente, indicada esquematicamente 6. Os vários permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone 5 podem apresentar o dimensionamento e a construção conhecidos, sendo que, de uma maneira geral, a duplicação das linhas diminui a altura construtiva total, e a escolha adequada do respectivo número de estágios minimiza o consumo de energia. 12-11-2010 6
REIVINDICAÇÕES 1. Processo para o pré-aquecimento de farinha bruta de cimento para o fabrico de clinquer de cimento em que a farinha bruta de cimento é transportada para o lado de alimentação de um forno de clinquer de cimento (1), através de pelo menos uma linha de permutadores de calor equipada com permutadores de calor com leito fluidizado/ ciclone em contracorrente com gases quentes, caracterizado por os gases quentes serem retirados através de dois primeiros permutadores de calor (2) ligados ao lado de alimentação do forno de clinquer de cimento (1) e a estes dois primeiros permutadores de calor (2) se seguirem duas linhas de permutadores de calor paralelas entre si (3,4), sendo que os dois primeiros permutadores de calor (2) apresentam um maior volume do que os permutadores de calor (5) que se seguem na direcção da corrente dos gases quentes. 2. Dispositivo para o pré-aquecimento de farinha bruta de cimento para o fabrico de clinquer de cimento com pelo menos uma linha de permutadores de calor (3,4) formada por permutadores de calor de leito fluidizado/ ciclone para a entrada de farinha bruta de cimento em contracorrente com os gases quentes retirados através da linha de permutadores de calor (3,4), caracterizado por estarem ligadas a pelo menos dois primeiros permutadores de calor (2) ligados ao lado de alimentação do forno de clinquer de cimento, duas linhas de permutadores de calor paralelas entre si (3,4), sendo que os dois primeiros permutadores de calor (2) apresentam um volume maior que os permutadores de calor (5) que se seguem na direcção da corrente dos gases quentes. 1 3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os dois primeiros permutadores de calor de leito fluidizado/ ciclone (2) estarem ligados à rampa de alimentação para o pré-calcificador e/ou ao forno de clinquer, aos quais se encontram ligados sempre duas linhas de permutadores de calor (3,4) de leito fluidizado/ ciclone. 4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por os ciclones (2) ligados à rampa de alimentação do forno de clinquer apresentarem um diâmetro maior que os ciclones (5) que após a ramificação se seguem na direcção da corrente dos gases quentes retirados. 12-11-2010 2