Способ байпасирования при получении цементного клинкера

 

Изобретение относится к технике обжига материалов и может быть использовано в промстройматериалах и других отраслях промышленности. Задачей изобретения является уменьшение капитальных затрат, экономия топлива, электроэнергии. Задача решается тем, что в способе байпасирования при получении цементного клинкера во вращающейся печи для удаления вредных примесей, вызывающих настылеобразование, включающем подачу сырьевой муки, ее ступенчатый подогрев отходящими газами в циклонных теплообменниках и обжиг сырьевой муки во вращающейся печи, после окончательной ступени подогрева часть сырьевой муки отделяют от основного потока, подвергают охлаждению и подают на клинкерный транспортер при равномерном перемешивании с самим клинкером. 2 ил.

Изобретение относится к технике обжига материалов и может быть использовано в промстройматериалах и других отраслях промышленности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения клинкера с одновременным удалением вредных примесей, вызывающих настылеобразование (например хлоридов, щелочей и т.д.), заключающийся в их отведении в горячем состоянии вместе с сырьевой мукой из района загрузочной головки печи вместе с горячими газами, последующем охлаждении, отделении сырьевой муки в пылеотделителе и выведении из технологического процесса [1] При применении этого способа ликвидируется настылеобразование, что повышает коэффициент использования печи.

Недостатками способа являются: большие затраты на байпасную систему, так как требуются длинные газоходы и обеспыливающие установки; большие потери тепла, так как отбираются горячие газы и охлаждаются воздухом; большие затраты э/энергии на просос охлаждающего воздуха; выведение без использования части сырьевой муки.

Задачей изобретения является уменьшение капитальных затрат на внедрение, уменьшение затрат тепла и электроэнергии, использование отведенной сырьевой муки при помоле клинкера.

Задача решается тем, что в способе байпасирования при получении цементного клинкера во вращающейся печи для удаления вредных примесей, вызывающих настылеобразование, например хлоридов и щелочей, включающем подачу сырьевой муки, ее ступенчатый подогрев отходящими газами в циклонных теплообменниках и обжиг сырьевой муки во вращающейся печи, после окончательной ступени подогрева часть сырьевой муки через течку отделяют от основного потока, подвергают охлаждению и подают на клинкерный транспортер при равномерном перемешивании с самим клинкером.

При применении этого способа уменьшаются капительные затраты и улучшаются технико-экономические показатели.

Известно, что частичный отвод печных газов необходим при содержании в сырьевой смеси около 0,015% хлора по массе. При этом в системе печь-циклонный теплообменник, в которую подается сырьевая мука с содержанием K₂O - 0,7% Na₂O 0,2% Cl 0,015% SO₃O -0,20% возникает определенная циркуляция хлора.

Из введенных с сырьевой мукой на каждые 100 кг клинкера 23 г хлора 18 г вылетают с газами в атмосферу, а 5 г входят с клинкером, т.е. все 23 г удаляются самопроизвольно, но при этом в течение нескольких часов до возникновения установившегося режима концентрация в системе печь-циклонный теплообменник возрастает в 63,3 раза и достигнет величины 1455 г. Если подать сырьевую муку при тех же условиях с содержанием 33 г хлора, то излишек 10 г надо удалять, в противном случае они вызывают настылеобразование в циклонном теплообменнике и печь быстро останавливается. Без удаления этих 10 г хлора концентрация хлора в системе печь-циклонный теплообменник составит 33·63,3 2089 г и избыток сверхдопустимых 1455 г составит 634 г.

Если в том же приборе из сырьевой муки, поступающей из циклонного теплообменника в печь, удалить 0,5% т.е. 500 г, то при концентрации 2,09% хлора на каждые 100 кг клинкера это даст 500·0,0209 10,45 г хлора, т.е. настылеобразования не будет, так как все дополнительно введенные 10 г сверхдопустимых 23 г удаляются.

Например, при этих условиях при работе печи 5x125 м Себряковского цементного завода на производительности 65 т/час по клинкеру по сырьевой муки 0,5% составит 0,005·1,542 65000 501,15 кг/час, т.е. столько сырьевой муки в час надо будет вводить при температуре порядка 700 800^oC, чтобы исключить настылеобразование. Количество отводимой муки для каждого состава сырья и условий работы определяется так же, как это приведено в примере соответствующим расчетом.

На чертеже показана установка для осуществления способа, где на фиг. 1 дан продольный разрез, а на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1.

С горячего конца вращающаяся печь 1 входит в холодильник 2, из которого по течке клинкер попадает на транспортер 4. С холодного конца печь 1 через газоход 5 соединяется с циклоном 6, который в свою очередь газоходом 7 с циклоном 8, из которого по газоходу 9 дымососом 10 через трубу 11 выбрасываются в атмосферу.

От циклона 6 имеется наклонная течка 12 в печь 1. К течке 12 присоединяется течка 13 из жаростойкой стали с ребрами 14 и кожухом 15. В нижней точке течки установлен тарельчатый питатель 16 с ножом 17. Под питателем 16 установлен бункер 18, под которым имеется пневмовинтовой насос 19, по трубопроводу 20 подает сырьевую смесь в циклон 21; из которого сырьевая смесь по течке 22 попадает на транспортер 4, а запыленный транспортирующий воздух по трубопроводу 23 идет в холодильник 2. От циклона 8 имеется течка 24 в газоход 5, а в газоход 7 введена течка 25 для подачи сырьевой смеси.

При работе горячие газы из печи 1 по газоходу 5 идут в циклон 6, из него по газоходу 7 в циклон 8 и далее через газоход 9 дымососом 10 по трубе 11 выбрасываются в атмосферу. Сырьевая смесь в виде муки по течке 24 подается в газоход 7, горячими газами транспортируется в циклон 8, где после нагрева отделяется и по течке 23 идет в газоход 5, из него в циклон 6, где еще подогревается, и по течке 12 идет в печь 1 на окончательный обжиг и получившийся клинкер после охлаждения в холодильнике 2 по течке 3 попадает на клинкерный транспортер 4. Необходимая для байпасирования часть горячей сырьевой муки по течке 13 идет на тарельчатый питатель 16 и ножом 17 подается в бункер 18, из которого пневмовинтовым насосом 19 по трубе 20 направляется в циклон 21 и по течке 22 на клинкерный транспортер 4, а транспортирующий воздух по газоходу 23 идет в холодильник 2. Сечение течки 13 и ее длина, размеры ребер 14 и их количество определяются расчетом из условия охлаждения выводимой сырьевой муки с 700 800^oC до порядка 100^oC, приемлемых для работы насоса 19, охлаждение осуществляется воздухом, который идет по кожуху 15 за счет естественной тяги. Если взять течку 13 200 мм, то ее сечение составляет 0,0314 м² при объемном весе сырьевой муки 1400 кг/м³. Отводимые 501 кг будут иметь объем 501/1400 0,359 м³/час при 0,0059 м³/ мин, т.е. перемещение сырьевой муки за минуту составит 0,0059 м³/мин/0,0314 м² 0,18 м/мин, т.е. взяв течку 13 длиной 18 м, мы обеспечим охлаждение муки в течение 18 м/0,18 м/мин 100 мин, что вполне реально за счет естественной тяги.

Применение способа уменьшит капитальные затраты,т.к. не требуются длинные газоходы большего сечения и обеспечивающие установки с дымососом.

Одновременно уменьшаются потери тепла, так как потери с сырьем меньше, чем с горячими газами, что даст экономию топлива.

Исключаются затраты электроэнергии на просасывание через систему печи охлаждающего воздуха.

Кроме того, полуобожженная сырьевая мука с t 800^oC, обладающая вяжущими свойствами, не выбрасывается, а применяется в качестве добавки при производстве цемента практически без ухудшения свойств последнего, так как в рассмотренном примере на 65 т клинкера в час дается 0,50 т муки.

Формула изобретения

Способ байпасирования при получении цементного клинкера во вращающейся печи для удаления вредных примесей, вызывающих настылеобразование, например, хлоридов и щелочей, включающий подачу сырьевой муки, ее ступенчатый подогрев отходящими газами в циклонных теплообменниках и обжиг сырьевой муки во вращающейся печи, отличающийся тем, что после окончательной ступени подогрева часть сырьевой муки через течку отделяют от основного потока, подвергают охлаждению и подают на клинкерный транспортер при равномерном перемешивании с самим клинкером.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2