RU2114945C1

RU2114945C1 - Method of heat treatment of line slime and plant for its embodiment

Info

Publication number: RU2114945C1
Application number: RU97107143/12A
Authority: RU
Inventors: Б.В. Каравайцев
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Петрозаводский завод бумагоделательного машиностроения"
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: methods and plants for heat treatment of lime slime. SUBSTANCE: lime slime is supplied to feeder of plant for heat treatment, saturated with finely divided fraction through sluice feeder, moved with concurrent grinding by blades of disintegrating worm to drying chamber where it is subjected to intensive drying in flow of hot gases with grinding, granulation and sizing through perforated sieve. Finely divided fraction of slime is carried away by hot gases flow to drying main line and is supplied through cyclone and sluice feeder to initial product. Conditioned fraction of slime passing through sieve enters supplying device and is supplied for calcination to furnace by supplying device blades. Slime lumps which do not pass the sieve are discharged to channel. Conditions of drying, grinding, sizing of lime slime effected in drying chamber, additional section of disintegrating worm and pneumatic drying main line, are regulated by redistribution of hot gases flow from furnace by means of bypass pipelines with variation of rotation speed of disintegrating worm and feed worm. EFFECT: higher efficiency in utilization of energy of furnace gases. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к регенерации известных шламов после каустизационных процессов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. The invention relates to the regeneration of known sludge after causticization processes and can be used in the pulp and paper industry.

Известны способ термической обработки известкового шлама и установка для его осуществления [1]. A known method of heat treatment of lime sludge and installation for its implementation [1].

Способ включает подачу исходного известкового шлама, его сушку во встречном потоке горячих газов из печи для обжига, отделение высушенной фракции шлама потоком газов, разделение высушенной фракции и газа, сброс подсушенной фракции шлама во встречный поток горячих газов, подачу шлама в печь на обжиг. The method includes feeding the original lime sludge, drying it in the oncoming hot gas stream from the kiln, separating the dried sludge fraction with a gas stream, separating the dried fraction and gas, discharging the dried sludge fraction into the oncoming hot gas stream, feeding the sludge to the kiln for firing.

Установка для осуществления известного способа содержит средство подачи исходного известкового шлама, сушильную камеру, пневматическую сушильную магистраль с циклоном, питающее устройство, печь для обжига известкового шлама. Сушильная камера в этой установке представляет собой вертикальный питатель, через который движется поток горячих газов от печи для обжига, регулируемый разделительной вертикальной перегородкой с управляющим дефлектором. Исходный известковый шлам подающим транспортером сбрасывается в сушильную камеру, попадает во встречный поток горячих газов и падает к подающему устройству с захватными лопатками печи для обжига. Сухая мелкодисперсионная фракция шлама из сушильной камеры уносится газовым потоком, отделяется от газа в циклоне и подается к печи для обжига. Известный способ и установка, его реализующая применимы только для обработки сыпучего исходного сырья, т. е. содержащего сухого вещества не менее 75%. Installation for implementing the known method includes a means of supplying the original lime sludge, a drying chamber, a pneumatic drying line with a cyclone, a feeding device, a furnace for calcining lime sludge. The drying chamber in this installation is a vertical feeder through which the flow of hot gases from the kiln moves, regulated by a vertical dividing wall with a control deflector. The source lime sludge is conveyed by the feed conveyor into the drying chamber, enters the oncoming flow of hot gases and falls to the feed device with the gripper blades of the kiln for firing. The dry fine fraction of sludge from the drying chamber is carried away by the gas stream, separated from the gas in the cyclone and fed to the kiln. The known method and installation, which implements it, is applicable only for the processing of bulk feedstock, i.e. containing at least 75% dry matter.

Недостатком известного способа термической обработки известкового шлама являются ограниченные технологические возможности и неудовлетворительная эффективность использования энергии топочных газов. The disadvantage of this method of heat treatment of lime sludge is the limited technological capabilities and unsatisfactory efficiency of energy use of flue gases.

Технологический процесс, осуществляемый по известному способу известной установкой, позволяет обрабатывать шлам сухостью более 75-80%, а для обработки сырья с сухим веществом 60-65% требует дополнения сложными и дорогостоящими устройствами для предварительного повышения степени сухости сырья. Кроме того, известная технология не позволяет достаточно рационально использовать энергию топочных газов и адсорбирующие свойства обрабатываемого сырья. После процесса каустизации известковый шлам имеет пастообразную консистенцию, содержащую 60-65% твердого вещества, непригодную к непосредственной дальнейшей механической и термической обработке с целью восстановления извести. Для обеспечения рационального использования объема печи и энергии топочных газов шлам на обжиг целесообразно подавать не в виде крупных кусков либо пылевидной смеси, а в виде подготовленного в процессе постепенного подсушивания гранулированного вещества с оптимальными параметрами. При этом высокая степень высушивания сырья усложняет и нагромождает процесс термообработки, поскольку требует многоступенчатого отделения газов. В известном объекте патентной защиты не предусмотрена возможность подготовительного подсушивания известкового шлама. Кроме того, в известном способе мелкодисперсионная фракция шлама перед печью в потоке горячих газов пересушивается, что способствует ее неоднократному уносу вновь в сушильную магистраль, т.е. создается излишняя запыленность объемов печи и магистрали. The technological process carried out according to the known method of the known installation allows the processing of sludge with a dryness of more than 75-80%, and for processing raw materials with dry matter 60-65% requires the addition of complex and expensive devices to preliminary increase the degree of dryness of the raw material. In addition, the known technology does not allow a rational use of the energy of the flue gases and the adsorbing properties of the processed raw materials. After the caustization process, the lime sludge has a pasty consistency containing 60-65% solids, unsuitable for direct further mechanical and heat treatment in order to restore lime. To ensure the rational use of the furnace volume and the energy of the flue gases, it is advisable to submit the sludge for firing not in the form of large pieces or a dusty mixture, but in the form of a granulated substance prepared in the process of gradual drying with optimal parameters. At the same time, a high degree of drying of the raw material complicates and heaps the heat treatment process, since it requires multi-stage gas separation. In the known object of patent protection is not provided for preparatory drying of lime sludge. In addition, in the known method, the finely dispersed fraction of the sludge in front of the furnace in the stream of hot gases is dried, which contributes to its repeated entrainment again to the drying line, i.e. excessive dustiness of the furnace and main volumes is created.

Предложенное техническое решение позволяет устранить указанные недостатки и осуществлять восстановление известкового шлама с минимальным содержанием сухих веществ в исходном сырье 60-65%, а также повысить эффективность использования энергии топочных газов. The proposed technical solution allows to eliminate these disadvantages and to restore lime sludge with a minimum dry matter content in the feedstock of 60-65%, as well as to increase the energy efficiency of flue gases.

Для решения поставленной технической задачи производят подачу исходного известкового шлама на обработку, его сушку во встречном потоке горячих газов из печи для обжига, отделение высушенной фракции шлама, разделение высушенной фракции и газа, сброс подсушенной фракции шлама во встречный поток горячих газов, подачу шлама на обжиг, обжиг. При этом подачу известкового шлама производят с одновременным его подсушиванием и измельчением, сушку во встречном потоке горячих газов производят с замедлением подачи, измельчением, гранулированием и сортированием, а степень сухости и измельчения при этом регулируют путем перераспределения потока горячих газов, полученную сухую фракцию после удаления газов возвращают в исходный известковый шлам. To solve the technical problem, feed the original lime slurry for processing, dry it in the oncoming hot gas stream from the kiln, separate the dried slurry fraction, separate the dried fraction and gas, discharge the dried slurry fraction into the oncoming hot gas stream, and feed the slurry for firing firing. In this case, lime sludge is supplied with drying and grinding at the same time, drying in the oncoming hot gas stream is carried out with a feed slowdown, grinding, granulation and sorting, while the degree of dryness and grinding is controlled by redistributing the hot gas stream, the obtained dry fraction after gas removal return to the original lime mud.

Установка для осуществления предложенного способа термической обработки известкового шлама состоит из средства подачи исходного известкового шлама, сушильной камеры, пневматической сушильной магистрали с циклоном, питающего устройства и печи для обжига известкового шлама. Средство подачи исходного известкового шлама выполнено с дополнительной секцией, смонтированной через перфорированное сито, смежно с сушильной камерой, сушильная камера снабжена перепускными трубопроводами с шиберами к печи для обжига шлама и к пневматической сушильной магистрали, питающее устройство установлено в придонной части сушильной камеры и снабжено приводом, а пневматическая сушильная магистраль соединена со средством подачи известкового шлама. Installation for implementing the proposed method of heat treatment of lime sludge consists of means for supplying the original lime sludge, a drying chamber, a pneumatic drying main with a cyclone, a feeding device and a furnace for calcining lime sludge. The source of lime sludge is supplied with an additional section mounted through a perforated sieve adjacent to the drying chamber, the drying chamber is equipped with bypass pipelines with gates to the sludge kiln and the pneumatic drying main, the feeding device is installed in the bottom part of the drying chamber and is equipped with a drive, and the pneumatic drying line is connected to the means for supplying lime sludge.

Анализ документов патентного и научно-технического фондов - отраслевого и регионального - не выявил объектов, аналогичных заявленным. An analysis of the documents of the patent and scientific and technical funds - sectoral and regional - did not reveal objects similar to those declared.

За счет отличительных признаков устройства, осуществляющего предложенный способ, исходное сырье получает дополнительную подготовку к подаче в печь на обжиг, в процессе которой достигается оптимальная степень его досушивания и измельчения при высоком коэффициенте использования энергии топочных газов и адсорбирующих свойств летучей фракции. Подачу сырья в сушильную камеру осуществляют шнеком-дезинтегратором, имеющим участки с различным шагом и высотой витков, выбираемыми в зависимости от технологических показателей, приемник летучей фракции извести и снабженным дополнительной секцией. Последняя установлена на сушильной камере с перегородкой между ними в виде сита. Такое выполнение средства подачи позволяет перемещать сырье с одновременным его подсушиванием за счет подсыпки летучей фракции на поверхность пастообразной массы известкового шлама и измельчением получаемых фрагментов, покрытых коркой. Дополнительная секция шнека-дезинтегратора позволяет задерживать сырье в потоке горячих газов, одновременно измельчая подсыхающие куски. Пересыпание сырья лопастями шнека-дезинтегратора во взвешенном в газовом потоке состоянии приводит к образованию гранул кондиционных размеров, проходящих сквозь сито к питающему устройству. Снабжение сушильной камеры перепускными трубопроводами к печи и к сушильной магистрали позволяет за счет перераспределения потока газов поддерживать оптимальные температурные режимы в подситовой и надситовой зонах обработки, дифференцируя их от состояния шлама, поступающего в дополнительную секцию шнека-дезинтегратора и выходящего через сито и в сушильную магистраль. Установка питающего устройства в придонной части сушильной камеры и снабжение его самостоятельным приводом позволяют создать регулируемый противоток известкового шлама и топочного газа. Это обеспечивает возвращение некондиционной мелкодисперсионной фракции в зону взвешенного состояния над ситом и повторное ее использование в дополнительной секции средства подачи в качестве адсорбента. За счет соединения пневматической сушильной магистрали со средством подачи происходит возврат мелкодисперсионной фракции на поверхность исходного известкового шлама для использования ее в качестве адсорбирующего вещества. Due to the distinguishing features of the device implementing the proposed method, the feedstock is further prepared for feeding into the kiln for firing, during which an optimum degree of drying and grinding is achieved with a high utilization of the energy of the flue gases and the adsorbing properties of the volatile fraction. The supply of raw materials to the drying chamber is carried out by a screw disintegrator having sections with different pitch and height of the turns, selected depending on technological parameters, a receiver of the lime lime fraction and equipped with an additional section. The latter is installed on a drying chamber with a partition between them in the form of sieves. This embodiment of the feed means allows you to move the raw material with its drying by adding a volatile fraction to the surface of the paste-like mass of lime sludge and grinding the resulting fragments coated with a crust. An additional section of the screw disintegrator allows you to hold the raw materials in the flow of hot gases, while crushing the drying pieces. The pouring of raw materials by the blades of the auger disintegrator in a state suspended in a gas stream leads to the formation of granules of standard sizes passing through a sieve to a feeding device. The supply of the drying chamber with bypass pipelines to the furnace and to the drying main allows, due to the redistribution of the gas flow, to maintain optimal temperature conditions in the sub-sieve and over-sieve treatment zones, differentiating them from the state of sludge entering the additional section of the screw disintegrator and leaving the sieve and the drying main. The installation of a feeding device in the bottom part of the drying chamber and supplying it with an independent drive allow creating an adjustable countercurrent of lime sludge and flue gas. This ensures the return of substandard finely dispersed fraction in the zone of suspended state above the sieve and its reuse in the additional section of the supply means as an adsorbent. Due to the connection of the pneumatic drying line with the feed means, the finely dispersed fraction returns to the surface of the original lime sludge for use as an adsorbing substance.

Предлагаемый в качестве изобретения способ термической обработки известкового шлама реализуется при помощи установки. Proposed as an invention, the method of heat treatment of lime sludge is implemented using the installation.

На фиг. 1 показана установка, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез B-B, вид со стороны средства подачи. In FIG. 1 shows the installation, a cross section; in FIG. 2 is a section B-B, view from the side of the feed means.

Установка включает средство подачи 1 исходного известкового шлама, сушильную камеру 2, пневматическую сушильную магистраль 3 с циклоном 4, питающее устройство 5, печь 6 для обжига известкового шлама. Средство подачи 1 исходного известкового шлама, например, в виде ступенчатого шнека-дезинтегратора 7 выполнено с дополнительной секцией 8, которая смонтирована смежно с сушильной камерой 2 через перфорированное сито 9. Сушильная камера 2 перепускным трубопроводом 10 с шибером соединена с головкой печи 6 для обжига известкового шлама, а перепускным трубопроводом 11 с шибером - с пневматической сушильной магистралью 3. В придонной части сушильной камеры 2 установлено питающее устройство 5 с собственным регулируемым приводом (не показан). Пневматическая сушильная магистраль 3 соединена со средством подачи 1 через шлюзовой питатель 12. На витках ступенчатого шнека-дезинтегратора 7 выполнены измельчающие элементы в виде выступов 13. Дополнительная секция 8 шнека-дезинтегратора 7 выполнена с прерывистыми лопастями 14 с увеличенным диаметром и уменьшенным шагом витков. Питающее устройство 5 выполнено в виде ленточного шнека 15 с расположенными перпендикулярно лопастями 16 лопатками 17 для пересыпания шлама. В дополнительной секции 8 шнека-дезинтегратора 7 выполнен канал 18 для удаления крупных кусков шлама, не прошедших сквозь перфорированное сито 9. Патрубок 19 на циклоне 4 служит для удаления газа. The installation includes means for supplying 1 source of lime sludge, a drying chamber 2, a pneumatic drying line 3 with a cyclone 4, a feeding device 5, a furnace 6 for calcining lime sludge. The feed means 1 of the source of lime sludge, for example, in the form of a stepped screw disintegrator 7 is made with an additional section 8, which is mounted adjacent to the drying chamber 2 through a perforated sieve 9. The drying chamber 2 is connected to the furnace head 6 with a bypass pipe 10 with a gate sludge, and the bypass pipe 11 with a gate - with a pneumatic drying line 3. In the bottom part of the drying chamber 2 there is a feeding device 5 with its own adjustable drive (not shown). The pneumatic drying line 3 is connected to the feed means 1 through the lock feeder 12. On the turns of the stepped screw disintegrator 7, grinding elements are made in the form of protrusions 13. An additional section 8 of the screw disintegrator 7 is made with discontinuous blades 14 with an increased diameter and a reduced pitch of turns. The feed device 5 is made in the form of a tape auger 15 with blades 16 perpendicular to the blades 16 for pouring sludge. In the additional section 8 of the screw disintegrator 7, a channel 18 is made for removing large pieces of sludge that have not passed through the perforated sieve 9. The pipe 19 on the cyclone 4 serves to remove gas.

Установка осуществляет предлагаемый способ термической обработки известкового шлама следующим образом. The installation implements the proposed method of heat treatment of lime sludge as follows.

Исходный известковый шлам с содержанием сухого вещества 60-65% (т.е. в пластическом состоянии) поступает в средство подачи 1 и ступенчатым шнеком-дезинтегратором 7 перемещается к сушильной камере 2. В средство подачи 1 через шлюзовой питатель 12 непрерывно поступает сухой мелкодисперсионный шлам, который распределяется по влажной поверхности исходного сырья, образуя корку. Шнек-дезинтегратор 7 своими выступами 13 разбивает образовавшуюся шлаковую массу на куски, увеличивая испаряющую площадь поверхности сырья. При смешивании влажного шлама с сухим происходит общее выравнивание и снижение влажности потока сырья за счет перераспределения адсорбата. Степень адсорбирования и измельчения обрабатываемого сырья может регулироваться измельчением частоты вращения шнека-дезинтегратора 7 и расходом мелкодисперсионного шлама через шлюзовой питатель 12. Сырье, поступившее в дополнительную секцию 8 шнека-дезинтегратора 7, подвергается интенсивной сушке во встречном потоке горячих газов, поступающих из печи 6 для обжига известкового шлама сквозь перфорированное сито 9. Шнеком с прерывистыми лопастями 14 шлам дополнительно измельчается и приводится во взвешенное состояние над ситом 9. При этом происходит разделение измельченного сырья на кондиционную фракцию с заданными размерами гранул, которые через отверстия сита 9 поступают в сушильную камеру 2 и мелкую фракцию, уносимую газами в сушильную магистраль 3, через которую взвесь подается к началу технологического процесса. Гранулы шлама, прошедшие сито 9, преодолевают встречный поток горячих газов, дополнительно подсушиваются, падают на дно сушильной камеры 2 и подхватываются лопастями 16 ленточного шнека 15 питающего устройства 5. Лопатки 17, установленные по периферии лопастей 16, пересыпают и подбрасывают гранулы шлама в потоке горячих газов из печи 6, что способствует окончательному досушиванию до требуемой степени и нагреву шлама, а также уносу летучей пылевидной массы шлама через сито 9 к поверхности обрабатываемого в дополнительной секции 8 сырья. Подготовленный шлам подается питающим устройством 5 в печь 6 для обжига. Куски шлама, не прошедшие сито 9, перемещаются шнеком-дезинтегратором 7 к каналу 18 для исключения забивания дополнительной секции 8. Режимы сушки, измельчения, сортирования известкового шлама, осуществляемые в сушильной камере 2, в дополнительной секции 8 шнека-дезинтегратора 7 и в пневматической сушильной магистрали 3 регулируются перераспределением потока горячих газов от печи 6 посредством перепускных трубопроводов 10 и 11 и изменением частоты вращения шнека-дезинтегратора и шнека-питателя. The original lime slurry with a dry matter content of 60-65% (i.e., in a plastic state) enters the feed means 1 and moves with the step auger disintegrator 7 to the drying chamber 2. Dry fine sludge is continuously fed through the airlock feeder 12 through the airlock feeder 12 , which is distributed over the wet surface of the feedstock, forming a crust. Screw disintegrator 7 with its projections 13 breaks the resulting slag mass into pieces, increasing the evaporating surface area of the raw material. When wet sludge is mixed with dry sludge, there is a general alignment and a decrease in the moisture content of the feed stream due to redistribution of the adsorbate. The degree of adsorption and grinding of the processed raw materials can be controlled by grinding the rotational speed of the screw disintegrator 7 and the flow rate of fine sludge through the gate feeder 12. The raw materials entering the additional section 8 of the screw disintegrator 7 are subjected to intensive drying in the oncoming flow of hot gases coming from the furnace 6 for calcining lime sludge through a perforated sieve 9. Screw with intermittent blades 14, the sludge is additionally crushed and suspended over the sieve 9. In this case roiskhodit separation of the crushed material in the conditioned fraction with desired size granules that through the sieve holes 9 come into the drying chamber 2 and the fine fraction carried off gases into the drying line 3 through which the slurry is fed to the top of the process. The sludge granules that pass through the sieve 9 overcome the oncoming flow of hot gases, are additionally dried, fall to the bottom of the drying chamber 2 and are picked up by the blades 16 of the belt screw 15 of the feeding device 5. The blades 17, mounted on the periphery of the blades 16, are poured and tossed sludge granules in the stream of hot gases from the furnace 6, which contributes to the final drying to the required degree and heating of the sludge, as well as the entrainment of a volatile pulverized mass of sludge through a sieve 9 to the surface of the raw material processed in the additional section 8. The prepared sludge is fed by a feeding device 5 to the kiln 6 for firing. Pieces of sludge that do not pass the sieve 9 are moved by the screw disintegrator 7 to the channel 18 to prevent clogging of the additional section 8. The drying, grinding, and sorting of lime sludge are carried out in the drying chamber 2, in the additional section 8 of the screw disintegrator 7 and in the pneumatic drying highways 3 are regulated by the redistribution of the flow of hot gases from the furnace 6 through the bypass pipelines 10 and 11 and by changing the speed of the auger disintegrator and auger feeder.

Claims

1. The method of heat treatment of lime sludge, including feeding the original lime sludge, drying it in the oncoming hot gas stream from the kiln, separating the dried sludge fraction, separating the dried fraction and gas, discharging the dried sludge fraction into the oncoming hot gas stream, feeding the sludge roasting, roasting, characterized in that the lime sludge is supplied with its simultaneous drying and grinding, drying in the oncoming hot gas stream is performed with the feed slowing down, grinding, granulating iem and sorting, and the degree of dryness and pulverizing thus adjusted by redistributing the flow of hot gases obtained from the dry fraction is returned to the original lime slurry after degassing.

2. Installation for heat treatment of lime sludge, including means for supplying the original lime sludge, a drying chamber, a pneumatic drying main with a cyclone, a feeding device, a furnace for calcining lime sludge, characterized in that the means for supplying the lime sludge is made with an additional section mounted through perforated sieve adjacent to the drying chamber, the drying chamber is equipped with bypass pipelines with gates to the sludge kiln and to the pneumatic drying master Alternatively, the feeding device is installed in the bottom part of the drying chamber and is provided with a drive, and the pneumatic drying line is connected to the feed means of the original lime sludge.