CZ124798A3 - Způsob snižování obsahu chloridových sloučenin v jednotkách k vypalování cementářského slínku - Google Patents

Description

Způsob snižování obsahu chloridových sloučenin v jednotkách k vypalování cementářského slínku

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu snižování chloridových sloučenin v jednotkách k vypalování cementářského slínku.

Dosavadní stav techniky

Zásadním problémem jednotek k vypalování cementářského slínku jsou sloučeniny chloru, zanášené do spalovacího prostoru surovinou i palivem. Sloučeniny chloru se usazují při podkročení kondenzační teploty a mohou tak vést k provozním poruchám v jednotce. Chloridové vměstky jsou škodlivé zejména při výrobě cementů s nízkým obsahem alkálií. Takové cementy se vyrábějí proto výhradně za použití surovin a paliv s nízkým obsahem chloru. Ke snížení provozních nákladů je snahou používat suroviny a paliva s vyššími obsahy chloridů jak při výrobě cementů normálních jakostí tak při výrobě cementů chudých na alkálie (lov alkali cement“). Teprve tímto způsobem se nechá používat také odpadu s vyššími podíly než dosud jako sekundárního paliva.

Při vypalování cementářského slínku s vyššími obsahy chloridů je už známo instalovat obtokové systémy, kterými se sice nechají snížit provozní poruchy, jak jsou způsobovány vnitřními oběhy v systému pecních výměníků tepla, které však s sebou přinášejí jiné nedostatky. Obtokové systémy znamenají jednak zvýšený nárok na energi i jednotky. Jednak nemohou být z důvodů kvality vyloučená prachová množství opět přidávána do konečného cementového produktu, takže se často stává nutností uskladňování velkých množství prachu v lomech nebo v řízených skládkách domovního odpadu. Pro zpracování prachů s vysokým

9

9999 hmotnostním obsahem chloridových sloučenin, větším než 20 %, pro výrobu cementů zejména chudých na alkálie nejsou dosavadní obtokové systémy použitelné.

Úkolem vynálezu tedy je vyvinout způsob shižování obsahu chloridových sloučenin v jednotkách k vypalování cementářského slínku, který umožní při výrobě normálních cementů i cementů chudých na alkálie použít hodnotných surovin a paliv, které vykazují nadprůměrně vysoký obsah chloridů.

Podstata vynálezu

Způsob snižování obsahu chloridových sloučenin v jednotkách k vypalování cementářského slínku spočívá podle vynálezu v tom, že se

a) odtahuje alespoň část plynů obsahujících chloridy z pecního prostoru,

b) plyny se zavádějí do kondenzátoru při udržování teploty plynů nad kondenzační teplotou chloridových sloučenin,

c) ochlazují se chloridové sloučeniny na chlazených plochách kondenzátoru až na hodnotu pod kondenzační teplotou,

d) odvádějí se vyčištěné plyny z kondenzátoru, s výhodou navazujícím zpětným zaváděním plynů do spalovacího prostoru,

e) kontinuálně nebo přerušovaně se čiští plochy kondenzátoru od nakondenzovaných krystalů chloridů a chloridové krystaly se vynášejí z kondenzátoru.

Podle vynálezu se tedy alespoň část plynů, obsahujících chloridy z pecního prostoru, odtáhne. K tomu dojde ve vhodném místě pecního prostoru mezi slinovací a kalcinační oblastí. Teplota plynů je zde 900 až 1200 C, s výhodou přibližně 1100

C. Odtažené plyny s vysokým obsahem chloridů se pak zavedou ke kondenzátoru, přičemž musí být vhodnými prostředky teplota plynů udržována nad kondenzační teplotou. S výhodou by neměla proto teplota plynů při vstupu do kondenzátoru klesnout pod ·· ···· ··9

9 9 99 9 • · · · 99 • 9999 9999

9 9 9 99

9999 99 999

850 c. Nato se chloridové sloučeniny na chlazených plochách kondenzátoru ochladí pod kondenzační teplotu. Přitom chloridové sloučeniny vykrystalují bezprostředně na plochách kondenzátoru, jejichž povrchová teplota by měla použitím vhodného chladivá být 300 až 400 C. Podle vynálezu probíhá tudíž vylučování chloridových sloučenin ve velkém teplotním gradientu. Tento teplotní gradient mezi teplotou plynů a teplotou poměrně chladných ploch kondenzátoru obnáší 700 až 800 c, což vede k téměř nárazové krystalici chloridových částic na plochách kondenzátoru.

Vyčištěné plyny se pak z kondenzázoru odvedou s výhodou vratným potrubím vedoucím přímo nebo nepřímo do spalovacího prostoru. K uvolňování krusty chloridových krystalů, tvořící se na plochách kondenzátoru, navazuje přerušované čištění ploch chloridové krystaly se pak vhodným způsobem skladovat kondenzátoru.

kontinuální nebo

Takto uvolněné dají z kondenzátoru vynášet, nebo použít ve speciálních produktech.

následuj ící

Vynález objasňuje, nijak však neomezuje příklad praktického provedení pomocí přiloženého obrázku.

Seznam obrázků

Na obr. 1 je schéma zjednodušené formy slínkové vypalovací jednotky.

Příklad provedení vynálezu

Slínková vypalovací jednotka podle obr. 1 používá jako spalovací prostor dlouhou slínkovací rotační pec X, která je obvykle uložena k rotaci kolem vlastní osy s mírným sklonem, takže vstupem 2 přiváděná rozemletá surovina je kontinuálně dopravována podél pláště rotační pece 1 k jejímu hořákovému

··	»···	··	•	··	··
• ·	•	• ·	•	• · ·	•
•	•	• ·	• ·	• ·	9·
•	• ·	• ·	····	• ··· ·	•
•	• ·	• ·	•	• ·	•
·«··	«· '	··	•	··	··

konci 3. Obvykle sestává délka rotační pece z vysoušeči a z ohřívací zóny 4, z kaleinačni zóny 5 a ze slinovací zóny 6. Do slinovací zóny 6 zasahuje plamen 7 hořáku 8. Hořák může spalovat jako primární palivo olej, uhlí nebo plyn, může však být provozován se sekundárními palivy z odpadu.

I když je vynález vysvětlován na příkladu rotační pece, nemá to být považováno za omezení. Způsob podle vynálezu lze stejně provádět s kalcinační a slinovací pecí pracující s výměníkem tepla.

Znázorněná jednotka se hodí k použití surovin a paliv s poměrně vysokým obsahem chloridu. Rozdodující při tom může být například složení paliva. Pokud hořák 8 spaluje výhradně olej, jsou obsahy chloridu ve vytvořeném plynu poměrně nízké. Použije-li se ke spalování sekundárních paliv z odpadu, může podíl chloridových sloučenin, rozpuštěných v plynu, silně vzrůst. Alespoň část plynu, obsahujícího tyto chloridové sloučeniny, se odtahem 9 umístěným mezi kacinační zónou 5 a slinovací zónou 6 z pecního prostoru 10 odtahuje. Teplota o

plynů je přitom přibližně 1100 C. Plyny pak nejkratší cestou dospějí do kondenzátoru 11 a proudí jím od zhora dolů. V kondenzátoru 11 jsou plochy 12 kondenzátoru, které jsou chladivém udržovány na teplotě 300 až 400 C nebo nižší. Při průchodu plynu kondenzátorem 11 kolem ploch 12 kondenzátoru krystalují na plochách 12 kondenzátoru 11 bezprostředně chloridové sloučeniny. Tento proces probíhá téměř naráz, jelikož teplotní gradient mezi teplotou plynů, vstupujících do

O kondenzátoru 11 nejméně 850 C a teplotou ploch kondenzátoru obnáší 700 až 800 *C.

Vyčištěné plyny vystupují na dolním konci nádoby kondenzátoru a potrubím 13 se dostávají zpět do pecního prostoru 10. Na dolním konci nádoby kondenzátoru je rovněž výstup 14 pro prach a vykrystalováné, rovněž prachoví té • · • · · · sloučeniny chloridů. Ty se dostávají vedením 15 do odlučovače 16, který je v náčrtku naznačen jako cyklon. Odlučovač 16 opoušt í výstup pevných 1átek 17 v podobě vysoce koncentrovaného chloridového prachu. Plynné podíly opuštějí odlučovač ponornou troubou 18 a dostávají se tak přes prodloužení potrubí 13 zpět do pecního prostoru 10 jednotky.

Pro zpětné vedení vyčištěných plynů jsou v náčrtku naznačeny dvě alternativy. V první alternativě se dostávají plyny přes napájení 19 obklopující rotační pec £ zpět do pecního prostoru 10 . Alternativně mohou být vyčištěné plyny zaváděny dalším potrubím 20 do vstupu 2 pece.

Krystalizace chloridových sloučenin bezprostředně na plochách 12 kondenzátoru vede k průběžnému narůstání krystalových částic. K čištění kondenzázoru 11 je kondenzátor opatřen čisticím systémem na způsob kulového deště, při kterém kovové koule se rozdělovačem 21 koulí uspořádaným nad plochami 12 kondenzátoru rozdělují do prostoru kondenzátoru. Koule dopadají na plochy 12 kondenzátoru a mechanicky je čistí, přičemž chloridové částice působením gravitace a proudu plynů padají dolů směrem k výstupu 14. Totéž platí o koulích, které se v blízkosti výstupu 14 prosejí a dopravníkem 22 koulí se dostávají do oběhu zpět k rozdělovači 21 koulí. Vlivem mechanického působení koulemi se krystaly chloridů ve stavu převážně prachoví tém hromadí u výstupu 14, odkud se dopravují k odlučovači 16 spolu s ostatními prachovými podíly.

K jímání kondenzačního tepla z kondenzátoru 11 slouží výměník tepla 23. Jako primární medium v něm proudí buď vzduch nebo alternativně také olej, výměníku 23 tepla proudí jako tepelný olej, s teplotou varu až

Teplosměnnými plochami 24 sekundární medium s výhodou 500 C, který v okruhu obíhá také plochami 12 kondenzátoru a plochy 12 kondenzátoru a

ochlazuje na teplotu 300 až 400 C. Teplo, přestupující takto

- 6 v kondenzátoru 11 do sekundárního media se ve výměníku 23 tepla předává prováděnému vzduchu nebo protékajícímu oleji a tak toto primární medium zahřívá.

Tak může být tepla z výměníku 23 tepla využito k předehřívání oleje, přiváděného do hořáku 8, k čemuž vede olejové potrubí 25 od výměníku 23 tepla k hořáku 8.

Alternativně muže být tepelným výměníkem 23 jako primární medium veden vzduch, který se pak dostává jako předehřátý vzduch vzduchovým potrubím 26 a napájením 19 jako předehřátý sekundární spalovací vzduch do pecního prostoru 10. Napájení 19 se k tomu nachází v kale i načni zóně 5 rotační pece 1_ a s výhodou blízko zavážení 27 přídavného paliva. Přes zavážení 27 přídavného paliva se nechá vrhat do kalcinačni zóny 5 rotační pece £ odpad 28 slisovaný do bloků, jako sekundární palivo. V zásadním konstrukčním provedení je zavážení 27 přídavného paliva popsáno v americkém patentovém spise číslo 4 850 290. Příklady provedení odtahu 9 prstencově obklopujícího rotační pec 1_ ^a rovněž napájení 19 prstencoví tě obklopující rotační pec 1_ jsou popsány v americkém patentovém spise číslo 5 454 715 a nevyžadují zde podrobnější vysvětlení.

Pokud jsou v plynech, odváděných odtahem 9 z pecního prostoru 10. obsaženy prachové podíly z kale i načni ho nebo slinovacího procesu, vedou se rovněž kondenzátorem 11 kolem ploch 12 kondenzátoru. Tyto prachové podíly se shromažďují společně s rovněž prachovými krystaly chloridů na spodním výstupu 14 kondenzátoru 11 a spadají do navazujícího odlučovače 16 v podobě výstupu 17 pevných látek. U tohoto výstupu 17 pevných látek jde tedy o prach s vysokým obsahem chloridu s hmotnostním podílem nejméně 20 % chloridových sloučenin v celkovém množství prachu.

• ·

- 7 Průmyslová využitelnost

Způsob odlučování chloridových sloučenin z pecních plynů za současného ekonomického využití tepla umožňující při výrobě normálních cementů i cementů chudých na alkálie použít hodnotných surovin a paliv, které vykazují nadprůměrně vysoký obsah chloridů.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob snižování obsahu chloridových sloučenin v jednotkách k vypalování cementářského slínku, vyznačující se tím, že se

   a) odtahuje alespoň část plynů obsahujících chloridy z pecního prostoru ( 10) ,

   b) plyny se zavádějí do kondensátoru í11) při udržování teploty plynů nad kondenzační teplotou chloridových sloučenin,

   c) ochlazují se chloridové sloučeniny na chlazených plochách (12) kondenzátoru (11) až na hodnotu pod kondenzační teplotou,

   d) odvádějí se vyčištěné plyny z kondenzátoru (11), s výhodou navazujícím zpětným zaváděním plynů do spalovacího prostoru ( 10) ,

   e) kontinuálně nebo přerušovaně se čiští plochy (12) kondenzátoru (11) od nakondenzovaných krystalů chloridů a chloridové krystaly se vynášejí z kondenzátoru (11).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že jako teplosměnného media v kondenzázoru (11) se používá oleje , který se pak přivádí do hořáku (8) jako primární palivo k vytápění pecního prostoru (10).
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že se jako teplosměnného media v kondenzázoru (11) používá vzduchu, který se pak zavádí do pecního prostoru (10) jako sekundární spalovací vzduch.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačuj ící se t í m, že se zahřátý vzduch přivádí do oblasti pecního prostoru * · (10) vedoucí do zavážení (27) sekundárního paliva.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že sekundárním palivem je odpad (28).
6. 6. Způsob podle nároku 2 až 5, vyznačuj ící se tím, že teplosměnné medium z kondenzátoru je v nepřímé výměně tepla se sekundárním mediem, které protéká kondenzátorem (11) a chladí plochy (12) kondenzátoru.
7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se t í m , že se jako sekunderního teplosměnného media používá a

   tepelného oleje s teplotou varu až 500 C.
8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že se vyčištěné plyny bezprostředně zavádějí zpět do pecního prostoru (10).
9. 9. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že se vyčištěné plyny zavádějí dalším potrubím (20) obtokem do vstupu (2) pece.
10. 10. Způsob podle nároku 1 až 9, vyznačující se tím, že kondenzátor (11) je opatřen mechanicky pracujícím čisticím systémem, s výhodou čisticím systémem s deštěm koulí se zpětnou dopravou koulí, shromažďujících se na konci • kondenzátoru (11), a zaváděných na rozdělovač koulí (21) nad plochami (12) kondenzátoru (11).

    r /'

    1/|/| • · • · »···

    - 12 Seznam vztahových 2naček 1 rotační pec 2 vstup 3 hořákový konec 4 vysoušeči a ohříval zóna 5 kalcinačni zóna 6 slinovací zóna 7 plamen 8 hořák 9 odtah 10 pecní prostor 11 kondenzázor 12 plochy kondensátoru 13 potrubí 14 výstup 15 veden í 16 odlučovač 17 výstup 18 ponorná trouba 19 napájen í 20 další potrubí 21 rozdělovač koulí 22 dopravník koulí 23 výměník tepla 24 teplosměnná plocha 25 olejové potrubí 26 vzduchové potrubí 27 zavážení přídavného pa1 i va 28 odpad