Схема комбинированной утилизации вторичных ресурсов при производстве цемента

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, связанной с утилизацией вторичных ресурсов при производстве цемента. Сущность: схема дополнительно снабжена конденсационной и конвективной ступенями газового конденсационного экономайзера, соединенного трубопроводами с подачей сырьевой смеси. Экономайзер установлен перед дымовой трубой и соединен газоходом с циклонными теплообменниками и вращающейся печью. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, связанной с утилизацией вторичных ресурсов при производстве цемента.

Известна система для утилизации тепла включающая вытяжной зонт, размещенный над холодной камерой и последовательно соединенный с дымовой трубой через котел утилизатор, снабженный пароперегревателем, электрофильтром и вентилятором [1] Известна схема печного агрегата для обжига клинкера (прототип), включающая холодильник клинкера, связанный с дымососом, электрофильтром и дымовой трубой, посредством газохода вторичного воздуха с декарбонизатором и вращающейся печью с горелкой объединяющихся в циклонных теплообменниках с подачей сырьевой смеси [2] Продукты сгорания, образовавшиеся в результате сжигания топлива в горелке, обеспечивают обжиг сырьевой смеси во вращающейся печи. При их удалении с помощью дымососа через электрофильтры в дымовую трубу они проходят циклонные теплообменники, в которых отходящие газы совместно со вторичным воздухом, поступающим в декарбонизатор, осуществляют подсушку сырьевой смеси. Нагретый воздух из холодильника клинкера очищается в электрофильтре и отводится вентилятором.

Работа печного агрегата для обжига клинкера с точки зрения рационального использования теплоты сжигаемого топлива недостаточно эффективна. Одна из причин заключается в удалении в трубу уходящих газов и воздуха с высокой температурой. Другая связана с ограниченной возможностью использования этой избыточной теплоты в технологическом цикле и отсутствие ее применения для целей отопления и горячего водоснабжения. Выброс с уходящими газами и воздухом частиц сырьевой смеси и клинкерной пыли (т.к. электрофильтры не обладают 100% степенью очистки), помимо ухудшения экологической обстановки, приводит к потерям сырья и конечной продукции.

Цель изобретения снижение вредных выбросов и использование вторичных ресурсов.

Указанная цель достигается тем, что схема печного агрегата для обжига клинкера дополнительно снабжена конденсационной и конвективной ступенями газового конденсационного экономайзера, соединенного трубопроводами с подачей сырьевой смеси.

На чертеже изображена предлагаемая схема.

Схема содержит вращающуюся печь 1, горелочное устройство 2, декарбонизатор 3, циклонные теплообменники 4, холодильники 5 клинкера, подачу 6 сырьевой смеси, дымосос 7, вентилятор 8, дымовую трубу 9, котел-утилизатор 10 с пароперегревателем; конвективные ступени 11 и 12, конденсационные ступени 13 и 14, газовый и воздушный конденсационные экономайзеры 15 и 16, турбину 17, генератор 18, конденсатор 19, конденсатный и питательный насосы 20 и 22, деаэратор 21, промывочное устройство 23 и 24 с насадком, оросительные устройства 25 и 26, шнековый питатель 27, насос 28 для перекачки клинкерной пульпы, цех 29 железобетонных изделий, насос 30, задвижки 31 и 32, ввод 33 воды, сетевой насос 34, гидротрубопровод 35 клинкерной пыли.

В техническую часть схемы получения цемента входят вращающаяся печь 1, горелочное устройство 2, декарбонизатор 3, циклонные теплообменники 4, холодильник клинкера 5, подача 6 сырьевой смеси, дымосос 7, вентилятор 8 и дымовая труба 9. Перечисленные элементы схемы являются известными и выбираются под конкретную производительность печного агрегата 1.

Котел-утилизатор 10 с пароперегревателем, конвективные 11 и 12 и конденсационные 13 и 14 ступени газового 15 и воздушного 16 конденсационных экономайзеров проектируются на основании теплового аэродинамического расчетов под соответствующие тепловые потоки со стороны продуктов сгорания и воздуха после холодильника клинкера. Оборудование тепловой схемы паротурбинной установки, которая состоит из паровой турбины 17, генератора 18, конденсатора 19, деаэратора 21, насосов конденсатного 20, питательного 22 и сетевого 34 рассчитывается под номинальную паропроизводительность котла-утилизатора 10. Газовый 15 и воздушный 16 конденсационный экономайзеры работают по одинаковому принципу действия и предназначены для охлаждения каждого из потоков до температуры точки росы для водяных паров. В конденсационных экономайзерах потоки предварительно охлаждаются в конвективных частях 11 и 12 до температуры примерно 110^оС. Затем они промываются водой с помощью оросительных устройств 25 и 26, где уносимые частицы сырьевой смеси и клинкерной пыли смачиваются и накапливаются в поддонах. Потоки также охлаждаются примерно до 70-80^оС и увлажняются, а затем проходят насадки, в которых находятся промывочные устройства 23 и 24, необходимые для удаления механических частиц. На теплообменных поверхностях конденсационных ступеней 13 и 14 осуществляется конденсация водяных паров. Конденсат стекает через насадки в поддоны экономайзеров. В газовом конденсационном экономайзере 15 с помощью шнекового питателя сырьевая смесь возвращается в технологический цикл через подачу 6. Вода из поддона насосом 30 вновь транспортируется к оросительному 25 и промывочному 23 устройствам. В воздушном конденсационном экономайзере 16 насосом 28 клинкерная пульпа направляется по гидротрубопроводу 35 в цех железобетонных изделий 29 для изготовления соответствующей продукции. Потоки газа и воздуха удаляются в атмосферу с температурой, примерно на 10-15^оС большей чем температура воды, подаваемой по вводу 33.

Эта вода берется из водопровода и после подогрева в конденсационных ступенях 13 и 14 направляется на нужды горячего водоснабжения (задвижка 32 открыта), а турбина 17 работает в конденсационном режиме. Когда необходимо обеспечить тепловую нагрузку на отопление, то открывают задвижку 31 и подогревают эту воду совместно с сетевой водой в конденсаторе 19, но при этом турбина 17 работает в противодавленческом режиме. Пар при расширении в турбине 17 преобразует свою тепловую энергию с помощью генератора 18 в электрическую, затем конденсируется в конденсаторе 19, из которого конденсат откачивается конденсатным насосом 20. В конвективных ступенях 11 и 12 она подогревается до температуры, близкой к кипению и, пройдя дегазацию в деаэраторе транспортируется в котел-утилизатор 10. В нем происходит дальнейший процесс кипения и перегрев образовавшегося пара, который поступает на паровую турбину 17.

Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решения: осуществляется утилизация теплоты потоков газа и воздуха, которая преобразуется в электрическую энергию, а также на нужды отопления и горячего водоснабжения; изготавливаются в цехе железобетонных изделий различные конструкции с использованием уловленной цементной пыли; возвращается в технологический процесс уносимая ранее с дымовыми газами сырьевая смесь; установка конденсационного экономайзера предотвращает выброс механической составляющей, что улучшает экологию окружающей среды.

Формула изобретения

СХЕМА КОМБИНИРОВАННОЙ УТИЛИЗАЦИИ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТА, содержащая вращающуюся печь, соединенную газоходом с декарбонизатором и циклонными теплообменниками, оборудованными устройством подачи сырьевой смеси, клинкерный холодильник, соединенный трубопроводом вторичного воздуха с декарбонизатором, дымосос и дымовую трубу, отличающаяся тем, что перед дымовой трубой установлены конвективная и конденсационная ступени газового конденсационного экономайзера, соединенного трубопроводом с устройством подачи сырьевой смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1