CS250318B1

CS250318B1 - Device for cooling granular materials, especially cement clinker

Info

Publication number: CS250318B1
Application number: CS160885A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Zacpal
Original assignee: Zdenek Zacpal
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1985-03-07
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Zařízení k chlazení slínku Je vytvořen jako svislá šachta čtvercového nebo obdélníkového průřezu, nahoře propojená s výpadovým koncem rotační pece, ve spodní části uzavřená dnem složeným ze soustavy pevných desek a pohyblivých desek s čely a umístěným ve skříni s výsypkami propadu navazující na šachtu a alespoň s jedním otvorem pro odvod ochlazeného slíniku v boční stěně orientované proti čelům pevných a pohyblivých desek, přičemž nad dnem je ve směru kolmém na směr pohybu pohyblivých desek s čely umístěna soustava příčníků ve tvaru obráceného písmene V otevřených směrem dolů pro přívod chladicího vzduchu.Clinker cooling device It is designed as a vertical shaft of square or rectangular cross-section, connected at the top to the outlet end of the rotary kiln, closed at the bottom by a bottom consisting of a system of fixed plates and movable plates with faces and located in a box with drop hoppers connected to the shaft and with at least one opening for the discharge of cooled clinker in the side wall oriented against the faces of the fixed and movable plates, while above the bottom, in a direction perpendicular to the direction of movement of the movable plates with faces, there is a system of crossbars in the shape of an inverted V, open downwards for the supply of cooling air.

Description

_; ^Vynález se týká chladiče zrnitých materiálů, zejména cementářského simku'. _; The invention relates to a grain cooler, in particular a cement simulator.

Cementářslký slínek se po výpalu v rotační peci chladí v chladičích vzduchem, čímž se vzduch ohřívá a slouží pak při spalování paliva jako spalovací vzduch.After firing in a rotary kiln, the cement clinker is cooled by air in coolers, whereby the air is heated and then serves as combustion air for fuel combustion.

Zejména v posledních letech se zvýšily ceny energií a je maximálně žádoucí energiemi šetřit a tedy využívat maximálně i tepla, obsaženého ve vypáleném slínku.Especially in recent years, energy prices have risen and it is highly desirable to save energy and therefore to maximize the heat contained in the burnt clinker.

Stávající chladiče tento požadavek v dostatečné míře nesplňují.Existing coolers do not sufficiently meet this requirement.

Nejvíce rozšířené roštové chladiče pracují tak, že vrstva žhavého slínku je posouvána nebo vezena na děrovaném roštu, přičemž je proťukávána chladicím vzduchem. Výměna tepla se tedy děje v křížovém proudu, což je příčinou, že poměrně malé množství vzduchu, které je zapotřebí pro spalování paliva v peci, naprosto nevychladl slínek na požadovanou teplotu.The most widespread grate coolers operate in such a way that the hot clinker layer is moved or carried on the perforated grate while being blown through the cooling air. Thus, the heat exchange takes place in a cross-flow, which is why the relatively small amount of air required to burn the fuel in the furnace has not completely cooled the clinker to the desired temperature.

Konečné vychlazení slíhku se 'proto zajišťuje tak, že se dmýchá 2 až 3 násobek vzduchu potřebného pro pec. Část nejvíce ohřátého vzduchu se zavádí do pece a zbytek ohřátého vzduchu se odvádí do ovzduší jako odpadní. Nehledě k této ztrátě tepelné energie ve výši asi 400 KJ. kg“¹ slínku, je nutno tuto část vzduchu před vypuštěním do ovzduší navíc odprašovat, což stojí další energii.The final cooling of the mica is therefore ensured by blowing 2 to 3 times the air required for the furnace. Part of the most heated air is introduced into the furnace and the remainder of the heated air is discharged to the atmosphere as exhaust. Notwithstanding this heat loss of about 400 KJ. kg “ ¹ clinker, this part of the air must be dedusted before it is released into the air, which costs additional energy.

Dlouhé planetové chladiče s pomocnou podporou a v poslední době opět bubnové chladiče sice nepotřebují ke svému provozu odpadní vzduch, avšak tepla slínku rovněž dostatečně nevyužívají, neboť u nich dochází vědomě k velmi značné ztrátě tepla sáláním a vedením rovněž ve výši asi 400 KJ. . kg“¹ slínku. S touto ztrátou tepla se v tepelné bilanci počítá; kdyby se zlepšenou izolací planet nebo chladicího bubnu tato· ztráta zmenšila, zůstane slínek nedostatečně vychlazen. Takové případy se pak řeší vstřikováním vody do planet nebo· chladicího bubnu, čímž sice se zajistí dochlaaení slínku, avšak za cenu odpaření vstřikované vody, tedy opět za cenu ztráty tepla.Long planetary chillers with auxiliary support, and more recently, drum coolers do not need exhaust air to operate, but they also do not sufficiently utilize the clinker heat, as they are deliberately experiencing a very significant loss of radiation and conduction heat of about 400 KJ. . kg “ ¹ clinker. This heat loss is foreseen in the heat balance; if the loss of the planets or the cooling drum is reduced, the clinker remains insufficiently cooled. Such cases are then solved by injecting water into the planets or the cooling drum, thereby ensuring the cooling of the clinker, but at the cost of evaporating the injected water, again at the cost of heat loss.

V posledních letech byly prováděny pokusy s šachtovými chladiči slínku, jež měly pracovat za pomoci protiproudé výměny tepla ve vysoké vrstvě slínku, jež byla profukována chladicím vzduchem.In recent years, attempts have been made with shaft clinker coolers to operate by countercurrent heat exchange in a high layer of clinker which has been purged with cooling air.

Tento teoretický princip, tepelně velmi dokonalý, se však podařilo úspěšně realizovat pouze u jednotek malých výkonností. U Výkonnějších jednotek, jež vyžadovaly větší rozměr šachty, se nepodařilo zajistit dostatečně rovnoměrný plošný násyp žhavého slínku z pece na vrstvu a také rovnoměrný plošný odběr vychlazeného slínku ze spodní části vrstvy. Tím docházelo fc průnikům žhavých proudů slínku vrstvou a také k průnikům méně ohřátého vzduchu, což způsobovalo pokles tepelné účinnosti, projevující se nedostatečným vychlazením slínlku a sníženou teplotou spalovacího vzduchu ,pro rotační pec.However, this theoretical principle, which is very perfect in terms of heat, has been successfully implemented only in small capacity units. The more powerful units requiring a larger shaft size failed to ensure a sufficiently uniform area of the hot clinker from the furnace to the layer and a uniform areal removal of the cooled clinker from the bottom of the layer. This resulted in the penetration of the hot clinker streams through the layer and also less heated air, which caused a decrease in the thermal efficiency resulting in insufficient cooling of the clinker and a reduced combustion air temperature for the rotary kiln.

Vynález si klade za cíl popsané problémy vyřešit, maximálně zabránit ztrátám tepla v chladiči, při dostačujícím vychlazení slínlku.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems described, to prevent heat loss in the cooler as much as possible, with sufficient cooling of the clinker.

Podle vynálezu je zařízení vytvořeno jako svislá šachta čtvercového nebo obdélníkového průřezu, nahoře propojená s výpadovým koncem rotační pece, ve spodní části uzavřená dnem složeným ze soustavy pevhých desek a pohyblivých desek s čely a umístěným ve skříni s výsypkami propadu navazující na šachtu a alespoň s jedním o•tvorem pro odvod ochlazeného slínku v •boční stěně orientované proti čelům pevných a pohyblivých desek, přičemž nad dnem je ve směru kolmém na směr pohybu pohyblivých desek s čely umístěna soustava příčníků ve tvaru obráceného písmene U Otevřených směrem dolů pro přívod chladicího vzduchu.According to the invention, the device is designed as a vertical shaft of square or rectangular cross-section, connected at the top to the outlet end of the rotary kiln, closed at the bottom by a bottom consisting of a set of rigid plates and movable plates with fronts. o a cool clinker outlet in a side wall facing the faces of the fixed and movable plates, with an inverted U-shaped crossbars set open downstream of the bottom in the direction perpendicular to the direction of movement of the movable face plates.

Zavedením vynálezu se dosáhne výrazného snížení ztrát tepla u chladičů cementář'ského slínku a tím výrazného snížení spotřeby tepla pro výpal slínku, což je ekonomicky velmi žádoucí.The introduction of the invention achieves a significant reduction in the heat loss of cement clinker coolers and thus a significant reduction in the heat consumption for clinker firing, which is economically very desirable.

Zařízení podle vynálezu je schematicky v řezu znázorněno ha obr.The device according to the invention is schematically shown in section in FIG.

Zařízení pozůstává z šachty 1 čtvercového nebo obdélníkového průřezu v horní části za pomocí žárové hlavy 2 propojené s rotační pecí 3, ve spodní části uzavřené dnem 4 složeným ze soustavy pevných desek 5 a pohyblivých desek 6 s čely 7 a 8. Dno 4 je umístěno ve skříni 9 s výsypkami 10 propadu navazující na šachtu 1 a alespoň s jedním otvorem 11 pro odvod ochlazeného slínku v boční stěně orientované proti čelům 7 a 8 pevných a pohyblivých desek 5 a 8, přičemž nad dnem 4 je ve směru kolmém na směr pohybu pohyblivých desek 8 s čely 8 umístěna soustava příčníků 12 ve tvaru obráceného písmene U, otevřených směrem dolů.The apparatus consists of a shaft 1 of square or rectangular cross-section in the upper part by means of a fire head 2 connected to a rotary kiln 3, closed at the bottom by a bottom 4 composed of a set of fixed plates 5 and movable plates 6 with fronts 7 and 8. a casing 9 with drop dumps 10 adjoining the shaft 1 and with at least one aperture 11 for the removal of cooled clinker in a side wall facing the faces 7 and 8 of the fixed and movable plates 5 and 8, wherein above the bottom 4 is in a direction perpendicular to the moving direction of the movable plates 8 with the faces 8 placed a set of inverted U-shaped crossbars 12 open downwards.

Na otvor 11 pro odvod ochlazeného slínku navazuje těsnicí šachta 13, pod níž je umístěn podávač 14 ochlazeného slínlku, např. vozíkový, pro výhrab Ochlazeného slínku.The cooling clinker opening 11 is followed by a sealing shaft 13, below which a cooled clinker feeder 14, for example a trolley, is located to dig out the cooled clinker.

Pro posuv soustavy pohyblivých desek 6 vůči soustavě pevných desek 5 ve směru šipky tam a zpět jsou instalovány běžné mechanismy a pohony, nejčastěji hydraulické, což však není na obrázku znázorněno.Conventional mechanisms and drives, mostly hydraulic, are installed to move the movable plate assembly 6 relative to the fixed plate assembly 5 in the direction of the arrow back and forth, but this is not shown in the figure.

Soustava pevných desek 5 a pohyblivých desek 6 s čely 7 a 8 dna 4 je upravena tak, že výška čel 7 a 8 ve směru k otvoru 11 pro odvod ochlazeného slínku plynule narůstá.The set of fixed plates 5 and movable plates 6 with the fronts 7 and 8 of the bottom 4 is adapted so that the height of the fronts 7 and 8 in the direction towards the outlet 11 of the cooled clinker increases continuously.

Prostory pod příčníky 12 jsou propojeny s nenaznačenými zdroji tlakového chladicího vzduchu potrubím 15.The spaces below the crossbars 12 are connected to unmarked sources of pressurized cooling air via line 15.

Do skříně 9 pod dno 4 je zaústěno potrubí 16 rovněž pro přívod chladicího tlakového vzduchu.A conduit 16 for the supply of cooling compressed air is also connected to the housing 9 below the base 4.

Skrz žárovou hlavu 2 je do rotační pece zasunut hořák 17. Části zařízení, které jsou za provozu vystaveny účinkům vysokých teplot, jsou opatřeny ochrannou vyzdívkou 18.A burner 17 is inserted into the rotary kiln through the hot-head 2. Parts of the apparatus exposed to high temperatures during operation are provided with a protective lining 18.

Zařízení pracuje následujícím způsobem:The device works as follows:

Žhavý slínelk vypálený v rotační peci 3 vypadává přes žárovou hlavu 2 do šachty 1 na vrstvu slínku spočívající na dně 4. Chladicí vzduch je přiváděn pod tlakem potrubím 15 pod příčníky 12, otevřené směrem dolů, vystupuje z nich do vrstvy chlazeného slínku a prostupuje jí směrem nahoru a vrstvu slínku tímto způsobem chladí.The hot clinker fired in the rotary kiln 3 falls through the hot-head 2 into the shaft 1 of the clinker layer resting on the bottom 4. The cooling air is supplied under pressure via a line 15 under the crossbars 12 open downwards and exits into the cooled clinker layer up and cooling the clinker layer in this way.

Soustava pohyblivých desek 6 s čely 8 se pohybuje tam a zpět vůči soustavě pevných desek 5 s čely 7. Obdobně jako u běžného roštového chladiče jo slípek tímto pohybem posunován po dně 4 do otvoru 11 pro odvod ochlazeného slínku a dále do těsnicí šachty 13, odkud je vyhrabáván podávačem 14 ochlazeného slínku ík dalšímu zpracování. Relativně vysoká vrstva slínku v těsnicí šachtě 13 poměrně malého průřezu ve srovnání s šachtou 1 zabraňuje úniku chladicího vzduchu v oblasti podávače 14, takže chladicí vzduch převážně postupuje vrstvou slínku v šachtě 1 směrem nahoru.The system of movable plates 6 with fronts 8 moves back and forth with respect to the system of fixed plates 5 with fronts 7. Similarly to a conventional grate cooler, the hen is moved along the bottom 4 into the hole 11 for cooling clinker outlet and further into the sealing shaft 13. is digged out by the cooled clinker feeder 14 for further processing. The relatively high clinker layer in the sealing shaft 13 of a relatively small cross section compared to the shaft 1 prevents the cooling air from escaping in the area of the feeder 14, so that the cooling air mainly passes through the clinker layer in the shaft 1 upwards.

Protože výšlka čel 7 a 8 soustavy pevných desek 5 a pohyblivých desek 6 dna 4 směrem k otvoru 10 pro odvod ochlazeného slínku plynule narůstá, narůstá úměrně rovněž transportní schopnost dna 4. Má to za následek, že celá vrstva chlazeného slínku v šachtě 1 klesá plynule jako celek ve spodní části mezi příčníky 12. Případným deformacím ve svislém postupu vrstvy ve funkční části, tj. nad úrovní spodní otevřené části příčníků 12, tyto příčníky svými svislými stěnami zabraňují.As the height of the faces 7 and 8 of the set of fixed plates 5 and the movable plates 6 of the bottom 4 towards the chilled clinker outlet 10 increases steadily, the transport capability of the bottom 4 also increases proportionally. as a whole in the lower part between the crossbars 12. Possible deformations in the vertical progression of the layer in the functional part, ie above the level of the lower open part of the crossbars 12, prevent these crossbars by their vertical walls.

Rychlost chladicího vzduchu při prostupu vrstvou chlazeného slínku v šachtě 1 je tak volena, že v horních nejteplejších vrstvách slínku částice slínku fluidují. Má to za následek stálé vyrovnávání hladiny vrstvy. Vrstva je žhavým slínlkem z rotační pece 3 shora trvale doplňována a pod úrovní příčníků 12 jako celek plošně výše popsaným způsobem z šachty 1 odstraňována.The rate of cooling air through the layer of cooled clinker in the shaft 1 is so chosen that in the upper hottest clinker layers the clinker particles fluidize. This results in a constant leveling of the layer. The layer is permanently replenished from the rotary kiln 3 from the rotary kiln 3 by the hot clinker and is removed from the shaft 1 as a whole in the manner described above under the crossbars 12 as a whole.

Vrstva chlazeného slínku tedy postupuje jako celek dolů, přičemž je rovnoměrně profukována chladicím vzduchem směrem nahoru. Jsou tak splněny podmínky pro tepelně nejvýhodnější výměnu tepla v protiproudu.The layer of cooled clinker thus proceeds as a whole downwardly and is evenly blown upwards by the cooling air. Thus, the conditions for the most heat-exchanging counter-current heat exchange are met.

Chladicí vzduch po průchodu vrstvou chlazeného slínku je vysoce předehřát a slouží jako spalovací vzduch v rotační peci 3. Palivo pro otop rotační pece 3 je přiváděno hořákem 17.The cooling air after passing through the layer of cooled clinker is highly preheated and serves as combustion air in the rotary kiln 3. Fuel for heating the rotary kiln 3 is supplied by a burner 17.

Do sikříně 9 je přiváděno rovněž malé množství chladicího vzduchu potrubím 16, čímž se v prostoru skříně 9 pod dnem 4 vytváří přetlak. Omezuje se tak vnikání částic slínku mezi pevné desky 5 a pohyblivé desky 8, což zmenšuje jejich mechanické opotřebení a omezuje propadání částic slínku do komory 9. Pokud určité malé množství částic slínku do komory 9 přesto po delší době provozu propadne, shromažďuje se ve výsypkách 10 propadu, odkud je periodicky odstraňováno.A small amount of cooling air is also supplied to the hiccup 9 via line 16, thereby generating an excess pressure in the space of the housing 9 below the bottom 4. This reduces the penetration of clinker particles between the fixed plates 5 and the movable plates 8, reducing their mechanical wear and limiting the sinking of the clinker particles into the chamber 9. If a small amount of clinker particles still fall into the chamber 9 after prolonged operation, the period from which it is periodically removed.

Ochranná vyzdívka 18 chrání kovové části zařízení proti účinkům vysokých teplot.The protective lining 18 protects the metal parts of the device against the effects of high temperatures.

Claims

SUBJECT

An apparatus for cooling granular materials, in particular cement clinker, formed as a shaft of a square or rectangular cross-section at the top connected to the discharge end of a rotary kiln, characterized in that the shaft (1) is closed at its bottom by a bottom (4j composed of a set of solid plates (5) ) and movable plates (6) with faces (7, 8) disposed in a housing (9) with hoppers (10) dropping downstream of the shaft (11) and with at least one opening (11) for draining the cooled clinker in the side face facing ( 7, 8) of fixed and movable plates (5, 6j), wherein the bottom of the base (4) is arranged in the direction perpendicular to the direction of movement of the movable plates (6) with faces (8) a set of inverted U-shaped crossbars (12) down for cooling air supply.

OF THE INVENTION

Device according to claim 1, characterized in that the set of fixed plates (5) and movable plates (6J with faces (7, 8) is arranged such that the height of the faces (7, 8) in the direction of the opening (11) in the lateral the wall of the cooled clinker housing (9) continuously increases.

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that a sealing shaft (13) is connected to an opening (11) in the side wall of the housing (9) with a feeder (14) for digging out the cooled clinker in its lower part.

Device according to Claims 1, 2 and 3, characterized in that a duct (15) for supplying pressurized cooling air is introduced into the spaces below the crossbars (12).

Device according to Claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that a conduit (16) for supplying pressurized cooling air is connected to the housing (9) below the bottom (4).

1 sheet of drawings